Buharın Görünmeyen Maliyeti: Birikinti, Korozyon ve Su Kalitesi
Bir üretim tesisinde buharın değeri, çoğu zaman kesildiğinde anlaşılır. Isınmayan bir reaktör, uzayan bir pişirme süresi veya istenen sıcaklığa ulaşamayan bir proses, dikkati hemen kazan dairesine çevirir. Oysa bu noktaya gelmeden önce sistem uzun süre küçük kayıplarla çalışmış olabilir. Aynı üretim için daha fazla yakıt tüketilmesi, artan blöf ihtiyacı ve sıklaşan bakım müdahaleleri bu kayıpların ilk işaretleridir. Kazanın basınç üretmeye devam etmesi, verimli ve sağlıklı çalıştığı anlamına gelmez.
Buhar üretiminde su kalitesi bu nedenle doğrudan üretim maliyetinin bir parçasıdır. Besi suyuyla taşınan sertlik, korozyon ürünleri ve diğer kirleticiler, kazan içinde yoğunlaşarak ısı transfer yüzeylerinde birikebilir. Oluşan tabaka, metal ile su arasında ısı geçişini zorlaştırır. Prosesin buhar ihtiyacını karşılamak güçleşirken yakıt tüketimi artabilir. Daha ciddi durumlarda metal yeterince soğuyamaz; yerel aşırı ısınma, deformasyon ve boru hasarı gelişebilir. Birikintinin bedeli böylece enerji faturasından bakım giderlerine ve plansız duruşlara uzanır.
Halk arasında yanlış bir tabirle her farklı tip birikintiye genel bir isimlendirmeyle “kireç” (CaO) denmektedir. Halbuki kireç bir kimyasal maddedir ve ancak bazı işlemler vasıtasıyla endüstriyel olarak üretilmektedir. Burada doğru terminoloji kullanılması gerekir. Biz kısaca bu tip yığılmalara birikinti diyebiliriz. Birikintiyi yalnızca “kireç” olarak görmek de eksik bir değerlendirmedir. Birikinti içeriği itibariyle kalsiyum karbonat, kalsiyum sülfat, silikatlar, demir vb içeriğe sahip olabilir. Bu nedenle bir genelleme yapmak bizleri yanıltabilir.
Kazan operasyonunda birikinti oluşumu sistemin çalışma şartlarına olumsuz etkir. Kondens ve besi suyu hatlarından taşınan demir oksitler de kazan yüzeylerinde toplanabilir. Bu nedenle yumuşatma sisteminin düzgün çalışması, tek başına temiz bir kazan yüzeyini garanti etmez. Birikintiler, altlarında kazan suyunun genelinden farklı kimyasal koşulların oluşmasına da yol açabilir. Özellikle yüksek ısı akısına sahip bölgelerde meydana gelen yerel yoğunlaşmalar, birikinti altı korozyonunu besleyebilir. Sistemin bir noktasında başlayan metal kaybı, başka bir noktada birikinti ve yeni bir hasar olarak karşımıza çıkabilir.
Korozyonun işletmeye kaybettirdikleri de değiştirilen borunun veya onarılan ekipmanın bedeliyle sınırlı değildir. Kaçaklarla birlikte sıcak su, enerji ve şartlandırma kimyasalları kaybedilir; onarım için üretimin durması gerekebilir. Çözünmüş oksijenin oluşturduğu çukurcuk korozyonu, küçük bir bölgede derinleşerek delinmeye neden olabilir. Düşük pH ve uygun olmayan kimyasal koşullar da metal kaybını hızlandırabilir. Bu yüzden korozyon kontrolü; su hazırlama, gaz giderme, kimyasal şartlandırma ve işletme takibinin birlikte ele alınmasını gerektirir.
Günlük analizlerde izlenen iletkenlik, pH ve alkalinite, bu sorunları erken fark etmek için önemli bilgiler verir. Ancak her biri suyun farklı bir özelliğini anlatır. Birinin uygun çıkması, diğerlerinin de kontrol altında olduğunu göstermez.
Kazan suyu iletkenliği, sudaki çözünmüş iyonların toplam etkisini izlemeyi sağlar. Su buharlaşırken uçucu olmayan çözünmüş maddelerin büyük bölümü kazanda kalır ve giderek yoğunlaşır. İletkenlik, bu yoğunlaşmanın takibinde ve blöfün yönetilmesinde kullanılan pratik bir göstergedir. Ölçümlerin karşılaştırılabilmesi için sıcaklık etkisi dikkate alınmalı; sonuçlar aynı referans koşullarında değerlendirilmelidir. İletkenlik ile toplam çözünmüş madde miktarı arasındaki ilişki ise suyun bileşimine bağlıdır; her sistem için aynı dönüşüm katsayısı geçerli değildir.
Burada amaç, iletkenliği mümkün olduğunca düşürmek değildir. Yetersiz blöf, çözünmüş maddelerin birikmesine ve kazan suyunun buharla taşınmasına zemin hazırlayabilir. Gereğinden fazla blöf ise ısıtılmış ve kimyasal işlem görmüş suyun sistemden uzaklaştırılması demektir. Bu suyun yerine alınan taze su yeniden hazırlanır ve ısıtılır. Dolayısıyla doğru blöf kontrolü, su kalitesini korurken enerji, su ve kimyasal kaybını sınırlar.
PH, suyun asidik veya bazik karakterini gösterir ve metal yüzeylerin korunmasında belirleyicidir. Bununla birlikte “pH ne kadar yüksekse o kadar iyi” yaklaşımı doğru değildir. Düşük pH korozyonu artırabilirken, aşırı serbest kostik ve bunun özellikle birikinti altında yoğunlaşması da metale zarar verebilir. Kazan suyu, besi suyu ve kondens için aynı pH hedefinin kullanılması da uygun değildir. Hedefler; çalışma basıncı, sistemdeki metal türleri, kazan üreticisinin gerekleri ve uygulanan şartlandırma programına göre belirlenmelidir.
Alkalinite ise pH ile ilişkili olmakla birlikte aynı şeyi ölçmez. Suyun asidi nötralize etme kapasitesini ifade eder; bikarbonat, karbonat ve hidroksit gibi bileşenlerden etkilenir. Basitçe söylemek gerekirse pH mevcut durumu, alkalinite ise bu durumun asit ilavesine karşı ne kadar direnç gösterebildiğini anlamaya yardımcı olur. Aynı pH değerine sahip iki suyun alkalinitesi farklı olabilir. Bu nedenle yalnızca pH ölçerek alkalinitenin uygun olduğuna karar verilemez. Alkalinite, blöf ve kimyasal dozaj kararlarında diğer analizlerle birlikte değerlendirilmelidir. Ayrıca karbonat ve bikarbonatların kazan koşullarında parçalanmasıyla açığa çıkabilen karbondioksit, buharla kondens sistemine taşınabilir.
Kondens dönüş suyu, buhar çevriminin ekonomik açıdan en değerli akımlarından biridir. Proseste ısısını bırakan buharın yoğuşmasıyla oluşur ve hâlâ önemli miktarda ısı taşır. Temiz kondensin geri kazanılması, taze su ihtiyacını ve bu suyu hazırlamak için yapılan harcamaları azaltır. Besi suyunun daha sıcak olması yakıt ihtiyacını düşürür; yüksek saflıktaki kondens, kazana giren çözünmüş madde yükünü azaltarak blöf kayıplarını da sınırlayabilir. Bu nedenle kondens dönüş oranı, kazan işletmesinin maliyetini doğrudan etkiler.
Ancak geri dönen suyun miktarı kadar kalitesi de önemlidir. Eşanjör kaçakları ve proses kaynaklı bulaşmalar, kondense ürün, yağ veya temizlik kimyasalı karışmasına neden olabilir. Kondens hatlarındaki korozyon da sisteme metal oksit taşıyabilir. Kirli kondensin kazana dönmesi, sağlanan geri kazanım avantajını bakım ve işletme kaybına dönüştürebilir.
Bu nedenle kondens dönüşünde iletkenlik ve sıcaklığın sürekli izlenmesi, ani değişimlerin erken görülmesine yardımcı olur. İletkenlik takibi özellikle iyonik kirlenmeler için yararlıdır; bütün kirleticileri gösteren tek başına yeterli bir kontrol olarak görülmemelidir. Prosesin niteliğine göre pH, demir, yağ veya organik kirlenme analizleriyle desteklenmesi gerekir. Uygun olmayan kondensin besi suyu tankına ulaşmadan ayrılabilmesi, kirlenmenin bütün kazan çevrimine yayılmasını önler.
İyi bir kazan işletmesinde su analizleri, dosyalanıp unutulan sonuçlar değildir. İletkenlikteki yükselişin, pH değişiminin veya kondens kalitesindeki bozulmanın nedenini araştırmak için kullanılır. Bu veriler buhar üretimi, yakıt tüketimi, blöf miktarı ve bakım kayıtlarıyla birlikte okunduğunda kayıplar daha görünür hâle gelir. Isı transfer yüzeylerini temiz, metal yüzeyleri korunmuş ve kondens dönüşünü güvenilir tutmak; aynı üretimi daha az kaynakla ve daha az kesintiyle sürdürebilmenin temel koşullarındandır.
Kazan ve buhar sistemlerinin işletilmesi ve kazan suyu şartlandırma konularında detaylı bilgiyi web sayfamız www.bimakskimya.com üzerinden inceleyebilirsiniz. MAKS ürün grubu içinde sisteminize uygun şartlandırma bileşenlerini bulmanız için uzmanlarımız her zaman desteğe hazır beklemektedir.
#IsıTransferi #IsıEşanjörü #EşanjörlerdeBirikinti #IsıTransferVerimliliği #EnerjiVerimliliği #SuŞartlandırma #KireçOluşumu #Biyofilm #BirikintiAltıKorozyonu #EşanjörTemizliği #KimyasalTemizlik