Boru Çaplarına Göre Buhar Kapasitesi

Tablo Nasıl Kurulmuş

Her değer, boru kesitinin buhar hızıyla çarpılıp o basınçtaki doymuş buharın özgül hacmine bölünmesiyle bulunur. Buhar kapasitesinin sayfa boyunca bu kadar hızlı artmasının sebebi son terimdir: 0,4 bar efektif basınçta doymuş buhar yaklaşık 1,24 m³/kg yer kaplarken, 14 barda yalnızca 0,132 m³/kg yer kaplar.

Yani aynı DN 50 hat, aynı hızda, 14 barda 0,4 bardakinin kabaca dokuz katı kütle taşır. Buhar kapasitesini daima hattın gerçekten çalıştığı basınçtan okuyun; kazan çıkış basıncından değil.

Hangi Hız Sütunu Kullanılmalı

Doymuş buhar dağıtımında 15 veya 25 m/sn sütunları alınır. 40 m/sn sütunu kısa hatlara ve bağlantılara aittir; orada uzunluk kısa olduğu için ek basınç kaybı önemsizdir. Kuru kızgın buhar yüksek değerlere daha iyi dayanır, çünkü akışta su damlacığı yoktur.

Doymuş buharda 40 m/sn’de taşınan nem, dirseklere ve vana yuvalarına damlacık huzmesi olarak çarpar. Küçük boru seçerek kazanılan buhar kapasitesi birkaç yıl içinde aşınma olarak geri ödenir.

Tablo Kuru Doymuş Buhar Varsayar

Buhar kapasitesi tablosundaki bütün değerler kuru doymuş buhar içindir. Islak buhar kilogram başına daha az enerji taşır; kâğıt üzerinde tabloya uyan bir hat, prosesin ihtiyacı olan ısıyı yine de veremeyebilir.

Besleme ıslaksa çözüm boruyu büyütmek değildir — büyük boru hızı düşürür ve askıdaki suyun daha da fazlasını çökeltir. Doğrusu branşmandan önce bir separatör ve kondenstop grubu koymaktır.

Isınma Yükü Çalışma Yükü Değildir

Soğuk bir buhar hattı ısınırken çok miktarda buhar yoğuşturur; ilk dakikalarda bu, çalışma yükünün birkaç katıdır. Buhar kapasitesi tablosu çalışma durumunu tarif ettiği için, yalnız ondan seçilen bir hatta devreye alma kondensini alacak drenaj noktaları gerekir: her yükselticinin dibinde, her kontrol vanasının önünde ve yatay hatta 30–50 metrede bir.

Kesme vanasını yavaş açmak, tablodan alınan çap kadar önemlidir. Soğuk bir ana hatta tam geçişli vanayı bir hamlede açmak, su darbesinin klasik sebebidir.

Vanayı Borudan Seçmeyin

Buhar kapasitesi tablosu bir boru çapı verir, vana ölçüsü vermez. Kontrol vanası gereken kg/h ve üzerindeki basınç düşümünden seçilir ve sonuç çoğu zaman hattan bir iki çap küçüktür. Tablodan DN 100 ana hat çıktı diye hat çapında kontrol vanası takmak, vanayı yuvaya yakın kısarak çalıştırır; bu hem gürültülüdür hem iç takımı hızla yer.

Kesme vanaları bunun tersidir: tam geçişli ve hat çapında olmalı, tablonun varsaydığı basınç kaybına hiçbir şey eklememelidir.

En Düşük Çalışma Basıncını Kontrol Edin

Tesis basıncı değişir. Bir ana hat tesisin bir bölümü için 3 bara düşürülüyorsa, buhar kapasitesi o bölüm için 3 barda yeniden okunmalıdır; aynı çap orada çok daha az buhar taşır. Bütün kolları kazan basıncından boyutlandırmak, yeterli görünen bir sistemin ucunda aç kalmış bir kullanıcı bırakmanın en yaygın yoludur.

Isı Yükünden Kilogram/Saate

Tablo debiyi kg/h cinsinden ister, oysa proses verisi genellikle ısı yükü olarak gelir. İki değer arasındaki köprü buharlaşma gizli ısısıdır: gereken ısı gücü, o basınçtaki gizli ısıya bölündüğünde saatlik buhar kütlesi çıkar.

Gizli ısı basınçla düşer. Düşük basınçta kilogram başına taşınan enerji daha yüksektir, yüksek basınçta daha düşük; bu yüzden aynı ısı yükü için yüksek basınçta daha fazla kilogram buhar gerekir. Buhar kapasitesi tablosuna girmeden önce bu hesabın hangi basınç için yapıldığı yazılmalıdır.

Isıtma yüzeyi verimi ve dağıtım kayıpları da hesaba eklenir. Kâğıt üzerindeki proses yüküne göre seçilen bir hat, hat kayıpları eklenmediğinde uç noktada yetersiz kalır.

Çap Seçiminde Adım Adım

Sıra şöyledir. Önce hattın gerçekten çalıştığı efektif basınç belirlenir. Sonra gereken kg/h bulunur. Ardından hız sütunu seçilir: uzun dağıtım hattıysa 15 veya 25 m/sn, kısa bağlantıysa 40 m/sn. Son adımda o basınç ve hız satırında, istenen kg/h değerine eşit veya ondan büyük ilk DN sütunu okunur.

Değer iki çap arasına düşüyorsa büyük olan seçilir. Küçük çapı seçip hızı bir kademe yukarı çekmek kâğıt üzerinde çalışır ama gürültü, erozyon ve basınç kaybı olarak geri döner.

Seçimden sonra bir kontrol daha yapılır: bulunan çapın o basınçta taşıdığı buhar kapasitesi, ileride planlanan yük artışını da karşılıyor mu? Buhar hatları sonradan büyütülmesi en pahalı hatlardandır.

Uzun Hatlarda Basınç Kaybı

Bu tablo hıza göre kurulmuştur, basınç kaybına göre değil. Kısa hatlarda ikisi aynı sonucu verir; birkaç yüz metrelik bir ana hatta ayrışırlar. Uzun bir hatta hız sınırına uyan bir çap, hattın sonunda kabul edilemez bir basınç düşüşü bırakabilir.

Bu yüzden uzun hatlarda ikinci bir kontrol yapılır: seçilen çapın toplam basınç kaybı hesaplanır ve kullanım noktasında kalan basınç, prosesin ihtiyaç duyduğu sıcaklığı verecek kadar yüksek mi diye bakılır. Buharda basınç ve sıcaklık birbirine bağlı olduğu için kaybedilen basınç doğrudan kaybedilen sıcaklıktır.

Dirsek, vana ve süzgeç gibi elemanların eşdeğer boyu da toplama eklenir. Uzun bir hatta bunların toplamı düz boru uzunluğuna yakın olabilir.

Branşman Üstten Alınır

Ana hattın tabanında daima kondens akar. Branşman yandan veya alttan alındığında bu su doğrudan kullanım noktasına gider; sonuç ıslak buhar, su darbesi ve erken aşınmadır.

Doğru uygulama, branşmanı ana hattın üst tarafından almaktır. Böylece taban suyu ana hatta kalır ve ilk drenaj noktasında toplanır. Küçük bir ayrıntı gibi görünse de bir hattın gerçekte taşıdığı buhar kapasitesini, seçilen çaptan daha fazla etkileyebilir.

Branşman üzerine ayrıca bir kesme vanası ve gerekiyorsa bir separatör konur. Buhar kalitesi hassas proseslerde separatör isteğe bağlı değildir.

Hat Eğimi ve Drenaj Noktaları

Buhar ana hattı yatay çekilmez; akış yönünde hafif bir eğimle döşenir. Yaygın uygulama her metrede bir santimetre civarındadır. Eğim, yoğuşan suyun akış yönünde ilerlemesini ve drenaj noktalarında toplanmasını sağlar.

Drenaj noktası ana hattan bir T ile aşağı inen kısa bir cepten oluşur ve altına kondenstop bağlanır. Cebin çapı ana hatla aynı veya bir kademe küçük seçilir; ince bir boru suyu yakalayamaz, buhar akışı onu sürükleyip geçer.

Eğimin ters yönde olduğu bölümlerde mesafe kısaltılır ve drenaj sıklaştırılır. Yükselticilerin dibi, uzun yatay geçişlerin sonu ve kontrol vanalarının önü zorunlu noktalardır.

Yalıtım Buhar Kapasitesini Korur

Yalıtılmamış bir hat boyunca ısı kaybı sürekli kondens üretir. Bu su hem taşınan enerjiyi azaltır hem hattın içinde ıslak buhar dolaştırır; sonuçta seçilen çapın vaat ettiği buhar kapasitesi kullanım noktasına ulaşmaz.

Kayıp yalnız enerji maliyeti değildir. Sürekli üretilen kondens, drenaj sistemini tasarım debisinin üzerinde çalıştırır ve kondenstoplar yetişemediğinde su hatta birikir. Flanş, vana gövdesi ve destek noktaları gibi yalıtımı kesilen yerler bu üretimin büyük bölümünden sorumludur.

Yalıtım kalınlığı hattın sıcaklığına ve bulunduğu ortama göre seçilir. Vana ve flanşlar için sökülebilir yalıtım ceketleri kullanılır; bakım gerekçesiyle çıplak bırakılan bir vana yıl boyunca kayıp üretir.

Kızgın Buhar ve Flaş Buhar

Tablodaki değerler kuru doymuş buhar içindir. Kızgın buhar aynı basınçta daha büyük hacim kaplar, dolayısıyla aynı kütle debisi daha yüksek hız üretir. Kızgın buhar hatlarında çap seçimi bu farkı hesaba katarak yapılır; doymuş buhar tablosundan doğrudan okunan değer düşük kalır.

Buna karşılık kızgın buharda damlacık bulunmadığı için erozyon riski azalır ve daha yüksek hız kabul edilebilir. Bu iki etki birbirini kısmen dengeler, ancak hesabı yapılmadan varsayılmaz.

Flaş buhar ise dönüş tarafında ortaya çıkar. Yüksek basınçlı kondens düşük basınçlı bir hatta bırakıldığında bir kısmı buharlaşır ve o hattın hacimsel yükünü belirgin şekilde artırır. Kondens dönüş hattı yalnız suya göre boyutlandırıldığında bu hacim yer bulamaz ve kondenstoplar geri basınç altında kalır.

Kondenstop ve Süzgeç Ayrı Seçilir

Hattın çapı bulunduktan sonra yardımcı ekipman ayrı bir hesapla belirlenir. Kondenstop, hattın taşıdığı buhar kapasitesine göre değil, o noktada oluşan kondens debisine göre seçilir; ikisi farklı büyüklüklerdir. Seçimde ayrıca bir emniyet payı bırakılır, çünkü devreye alma yükü çalışma yükünün üzerindedir.

Kondenstopun önündeki basınç farkı da hesaba girer. Aynı model, düşük basınç farkında çok daha az su geçirir; dönüş hattındaki geri basınç yükseldikçe bu fark daralır ve tahliye yavaşlar.

Süzgeç ise kontrol vanasının ve kondenstopun önüne konur. Buhar hatlarında süzgeç sepeti yatay değil yan tarafa bakacak biçimde takılır; aşağı bakan bir sepet sürekli su toplar ve tıkanmayı hızlandırır. Bu ayrıntı atlandığında hat tasarım çapında olsa bile geçirdiği debi düşer.

Buhar Kapasitesi Seçiminde Sık Yapılan Beş Hata

Aşağıdaki beş hata sahada düzenli olarak tekrar ediyor.

• Kazan basıncından okumak. Hat indirgenmiş basınçta çalışıyorsa buhar kapasitesi o basınçtan okunur; aynı çap düşük basınçta çok daha az taşır.
• Kısa hat sütununu uzun hatta uygulamak. 40 m/sn değerleri bağlantı ve kısa geçişler içindir.
• Isınma yükünü atlamak. Devreye alma kondensi çalışma yükünün birkaç katıdır ve drenaj ona göre planlanır.
• Kontrol vanasını hat çapında seçmek. Vana debiden ve basınç düşümünden seçilir, borudan değil.
• Islak buharı çapla çözmeye çalışmak. Boruyu büyütmek hızı düşürür ve suyu daha da çökeltir; çözüm separatör ve drenajdır.

Beşinin ortak noktası aynı: tablo bir çalışma noktasını tarif eder, sistemin tamamını değil. Buhar kapasitesi doğru okunduğunda çap doğru çıkar; hattın gerçekten o kapasiteyi taşıması ise drenaja, yalıtıma ve vana seçimine bağlıdır.

Tabloyu Kayıt Altına Alın

Seçim yapıldıktan sonra hangi satırın kullanıldığı yazıya geçirilmelidir: hangi efektif basınç, hangi hız sütunu, hangi kg/h değeri ve seçilen DN. Bu dört rakam olmadan, yıllar sonra hattı inceleyen biri çapın neden o şekilde seçildiğini anlayamaz.

Kayıt, sonraki değişikliklerde de işe yarar. Tesise yeni bir kullanıcı eklendiğinde ilk soru mevcut hattın ne kadar pay taşıdığıdır; başlangıçta okunan buhar kapasitesi değeri elde varsa bu soru hesap tekrarlanmadan cevaplanır.

İlgili Buhar Tabloları

Buhar kapasitesi debi sorusunu cevaplar; özellik soruları yanı başındadır. Doymuş buhar basınç/sıcaklık tablosu her basınca karşılık gelen sıcaklığı verir — flanş sınıfını, conta ve salmastra malzemesini belirleyen sayı budur. Buhar tablosu ise ısı yükünü kg/h’ye çevirmek için gereken entalpiyi verir; buhar kapasitesi tablosu ancak o sayı bulunduktan sonra kullanılabilir.