Yanma sürecinin gerçekleşmesi için üç ana faktör gereklidir: hava, yakıt ve birincil enerji kaynağı. Küçük brülörlerde, yanmayı başlatmak için doğrudan ateşleme sistemi kullanılabilir. Ancak, daha büyük brülörlerde ve yüksek güvenlik gerektiren sistemlerde, pilot brülör veya ateşleyici kullanılır.
Ateşleyici, ana brülörü ateşlemek için başlangıç alevini oluşturan bağımsız bir brülördür. Bazen ateşleyici olarak da adlandırılır ve uygulamaya bağlı olarak sürekli açık kalacak şekilde veya yalnızca başlatma sırasında aktif olacak şekilde tasarlanabilir. Bu sistem her zaman ayrı bir ateşleme mekanizmasına sahiptir ve iki şekilde çalışabilir: her zaman açık kalan sürekli pilot ve yalnızca brülör çalışmaya başladığında aktive olan aralıklı pilot. Güvenliğin daha ön planda olduğu durumlarda, sürekli pilotların kullanımı tercih edilir.
Bağımsız ateşleme sistemi dışında, pilot brülör ayrıca ayrı bir alev tespit sistemine de sahip olabilir. Ancak bu özellik zorunlu değildir ve yanma sisteminin ihtiyaçlarına göre kullanılıp kullanılmaması duruma bağlıdır. Stabil bir alev oluşturarak, pilot brülör veya ateşleyici, ana brülördeki yakıt ve hava karışımının kontrollü bir şekilde tutuşmasını sağlar ve yanma sürecinin güvenliğini garanti eder. Bu sistemin doğru tasarımı, standart ekipman kullanımı ve doğru bakımı, verimliliği artırmada ve çeşitli endüstrilerde operasyonel riskleri azaltmada önemli bir rol oynamaktadır.
Pilot Brülör Türleri
Ateşleyici, yakıt ve havanın karışım yöntemine göre iki ana kategoriye ayrılır:
Premix Pilot Brülörü (premix pilot burner)
Bu tür brülörlerde, gaz yüksek hızda küçük bir orifisten çıkarken, yakıt jetinin oluşturulmasıyla yanma havası brülör gövdesindeki deliklerden içeri çekilir ve gazla karışır. Ardından, ateşleme sistemi bu karışımı ateşler ve stabil bir alev meydana getirir.
Bazı durumlarda, gazın bir kısmı brülörün sonunda yanma havasıyla karışabilir. Ancak, bu ön karıştırma yöntemi her durumda ana brülörü ateşlemek için stabil ve homojen bir alev oluşturulmasını sağlar.
Yakit ve hava, yanma öncesinde pilot içinde karıştığı için alev geri sıçraması (flashback) riski bulunur. Bu durumu önlemek ve ekipman hasarını engellemek amacıyla, brülörlerde alev tutucuları (flame holders) kullanılır.
Raadman’ın premix tip ateşleyiciler, API 535 ve API 560 standartlarına uygun olarak, çeşitli kapasite ve uzunluklarda, sürekli veya aralıklı pilot gereksinimlerini karşılayabilmektedir.
Nozzle Mix Pilot Brülörü
Bu tür ateşleyicide, yakıt ve hava karışımı pilotun yanma alanında gerçekleşir. Bu sistemde, hava sıkıştırılmış hava veya fan aracılığıyla sağlanır ve yanma bölgesinde yakıt ve hava birbirleriyle karışır. Ateşleme sonrası, bir alev oluşur.
Nozzle mix pilot brülörleri genellikle daha yüksek kapasiteler için kullanılır ve bazı durumlarda güçleri bir megavata kadar çıkabilir. Bu, bu tür brülörleri yüksek kapasiteli ana brülörler için uygun bir seçenek haline getirir, çünkü ana brülörü ateşlemek için yeterli birincil enerji sağlar.
Raadman nozzle mix pilot brülörleri, çeşitli boyutlar ve kapasitelerde, 800 kW’ye kadar farklı tip brülörler için üretilip tasarlanmaktadır.
Endüstriyel Brülörlerde Pilot Sistemi Bileşenleri
Ateşleyici, brülörlerde yanma sürecinin başlangıç noktası olarak çeşitli bileşenlerden oluşur ve her bir bileşen, alevin oluşturulması ve korunmasında önemli bir rol oynar. Aşağıda, bir brülördeki pilot sisteminin farklı bileşenleriyle tanışacaksınız.
Yakıt-Hava Karıştırıcı
Pilot brülörlerde (pürmiks tip) yakıt ve havayı tamamen karıştırmak için bir karıştırıcı kullanılır. Bu karıştırıcı, küçük bir gaz orifisi içerir; yakıt orifisten çıktığında, yüksek hızlı gaz jeti çevreden hava çeker ve bunu yakıtla karıştırır. Bu süreç, ateşleme sonrası stabil bir alev oluşturan, düzgün ve tutuşabilir bir karışımın oluşmasına neden olur.
Yanma Başlığı
Yanma başlığı, bir alev dengeleyici ve yakıt ile hava nozullarından oluşur. Hava sağlamak için sıkıştırılmış hava veya fan kullanan nozül karışım brülörlerinde, bu bölüm yanma bölgesinde yakıt ve havanın karıştırılmasından sorumludur.
Pilot brülörlerdeki alev dengeleyici, iki ana rolü yerine getirir:
1- Gaz ve hava akışını düzgün bir şekilde dağıtarak alevi stabilize etmek.
2- Premix pilot brülörlerinde alev geri sıçramasını (flashback) önlemek.
Ateşleme Sistemi
Ateşleme sistemi, pilot brülörün temel bileşenlerinden biridir ve yanma için gerekli olan başlangıç enerjisinin sağlanmasından sorumludur. Bu sistem iki ana bölümden oluşur:
Ateşleme Trafosu
Ateşleme trafosu, giriş elektrik gerilimini (genellikle 220 veya 110 volt) çok yüksek bir gerilime (binlerce volt) dönüştürmekten sorumludur. Bu gerilim artışı, kıvılcım elektrodu ile başka bir iletken yüzey arasında yeterli bir potansiyel farkı oluşturur.
Ateşleme Elektrodu
Ateşleme elektrodu, genellikle nikel, tungsten veya özel seramikler gibi ısıya dayanıklı alaşımlardan yapılır ve başka bir metalik yüzeye (genellikle brülör gövdesi) yakın bir yere yerleştirilir. Trafodan yüksek gerilim elektrodu uygulandığında, güçlü bir potansiyel farkı oluşur ve bu, elektrot ile karşıt yüzey arasındaki hava boşluğunda elektriksel bir deşarja yol açar. Bu deşarj güçlü bir kıvılcım olarak görünür ve yakıt ve hava karışımını iyonize etmek için gerekli enerjiyi sağlar, böylece yanma başlatılır.
Alev Algılama Sistemi
Pilot brülörlerdeki alev algılama sistemi, uygulama ve yanma sisteminin hassasiyet gereksinimlerine bağlı olarak çeşitli yöntemlerle tasarlanır. Bu sistem, yanmanın doğru şekilde çalışmasını sağlamak ve güvenliği artırmak için çok önemli bir rol oynar.
1- Ana Brülör Alev Algılama Sensörünün Kullanılması
Bazı ateşleyicilerde, alev algılama bağımsız olarak yapılmaz; yani ana brülörde kullanılan aynı alev algılama sensörü, pilot brülör için de kullanılır. Bu yöntemde, pilot alevi yanmaya başladığında, ana brülör alev algılama sistemi bunu tespit eder ve gerekli geri bildirimi kontrolöre gönderir. Alevin varlığı onaylandıktan sonra, kontrolör ana brülör gaz vanalarını açma komutunu verir. Ana brülör yandıktan sonra, pilot kapatılır ve bundan sonra alev algılama sensörü yalnızca ana brülör alevini izler.
2- Pilot Brülörde Bağımsız Alev Algılama Sistemi Kullanılması
Diğer pilot brülörlerde, alev algılama sistemi tamamen ana brülörden bağımsızdır. Bu sistem genellikle, yanma gazlarının iyonizasyonu yoluyla alevin varlığını tespit edebilen bir iyonizasyon çubuğu kullanır. Bu durumda, pilot alev algılama sistemi, kontrolöre bağımsız olarak bilgi gönderir ve yanma sisteminin çalışmaya devam etmesine olanak tanır.
Pilot Brülörün Yakıt Hattı
Ateşleyiciler genellikle doğal gaz (NG) veya sıvılaştırılmış petrol gazı (LPG) gibi gazlı yakıtları kullanır. Pilot brülör için yakıt tedarik hattının seçimi ve tasarımı, endüstriyel gazlı brülörlere benzer. Ancak, pilotun düşük kapasitesi ve yüksek hassasiyeti nedeniyle, yakıt basıncı ve debisinin hassas kontrolü özel bir öneme sahiptir.
Pilot Brülör Yakıt Hattının Temel Bileşenleri
Pilot brülör için standart bir yakıt tedarik hattı şu bileşenleri içerir:
- Gaz Filtresi: Gaz akışındaki katı parçacıkları ve kirleticileri temizlemek için kullanılır, yakıt hattı tıkanmalarını önler ve diğer ekipmanların ömrünü uzatır.
- Basınç Regülatörü: Gelen gaz basıncını, pilot brülörün ihtiyaçlarına göre azaltmak ve düzenlemek için kullanılır. Aşırı basınç veya basınç dalgalanmaları, pilotun çalışmasını bozabilir.
- Güvenlik Kesme Vanası: Gaz akışını hızlı bir şekilde keser, bir sızıntı, alev kesilmesi veya yanma sisteminde güvenli olmayan koşullar durumunda devreye girer.
- Modülasyon Vanası: Gelen gazın debisini hassas bir şekilde kontrol eder, stabil ve optimal bir yanma için uygun koşulları oluşturur.
“Gaz Hattı Regülatörlerine Kapsamlı Rehber; 11 Çeşit, Temel Özellikler ve En İyi Markalar” başlıklı makale, gaz hattı regülatörleri hakkında kapsamlı açıklamalar sunmaktadır. Daha fazla bilgi için bu makalenin okunması tavsiye edilir.
Pilot Brülörün Zorunlu Hava Temin Sistemi
Pilot brülör için gerekli hava basınca bağlı olarak, aşağıdaki iki yöntemden biri kullanılır:
Fan (Blower): Yüksek hava basıncı gerekmeyen durumlarda, hava temini için bir fan kullanılır. Bu yöntem, genellikle orta ve düşük kapasiteli pilot brülörlerde kullanılır ve stabil yanma için hava akışını düzenleme imkanı sağlar.
Sıkıştırılmış Hava: Yanma havası için daha yüksek basınç gerektiğinde, kompresör tarafından sağlanan sıkıştırılmış hava sistemi kullanılır. Bu yöntem, özellikle belirli endüstriyel koşullarda veya yüksek güvenlik gereksinimlerine sahip ortamlarda çalışan pilot brülörlerde kullanılır.
Pilot Brülör Sisteminin Güvenlik ve Yanma Verimliliğini Artırmadaki Rolü ve Önemi
Endüstriyel brülörlerdeki pilot brülör sistemi, sadece brülörlerin güvenliğini ve performansını iyileştirmekle kalmaz, aynı zamanda yanma sürecini optimize ederek işletme maliyetlerini önemli ölçüde düşürür. Bu sistem, başlangıç alevini sağlamak suretiyle eksik yanma ve dengesiz ateşleme gibi sorunları önler ve ana brülörün güvenli ve verimli bir şekilde çalışmaya başlamasını temin eder. Ayrıca, pilot sistemdeki gaz ve hava akışının hassas bir şekilde kontrol edilmesi, yanma verimliliğini artırır, enerji tüketimini düşürür ve böylece maliyet tasarrufu sağlar. Brülör bileşenleri üzerindeki aşınma ve gerilimi azaltarak, ekipmanın ömrünü uzatır ve bakım ile onarım ihtiyaçlarını en aza indirir.
Raadman pilot brülör sistemleri, gelişmiş teknolojiler kullanarak, farklı sıcaklıklar ve çalışma koşullarında güvenilir ve güvenli bir performans sergiler, endüstriyel sistemlerde gaz ve havanın doğru bir şekilde yanmasını sağlar.
