Uygulama Notu
Arızalı buhar kapanlarından kaynaklanan buhar kaybı her yıl on binlerce Euro’ya mal olabilir. Bu kayıptan kaçınmanın tek yolu, her yıl buhar kapanlarını birkaç kez testten geçirmektir. Buhar kapanları genellikle yüksek, ulaşılması zor yerlerde bulunur. Bunlara erişmek için iskele ve merdiven kullanmak gerekir. Termal görüntüleme cihazı, test işlemlerini makine odasının zemininden gerçekleştirmeyi kolaylaştırır. Cihazı doğrultup düğmesine basarak buhar kapanının sıcaklık profilini tamamıyla görselleştirebilir ve kapanın düzgün çalıştığını ya da onarıma ihtiyacı olduğunu tespit edebilirsiniz. Görüntüleme cihazları buhar kapanlarını ve tüm buhar sistemini izlemek ve sorunlarını gidermek için taşınabilir, kolay bir yol sağlar. Arızalı olan tek bir büyük buhar kapanını bulmak, görüntüleme cihazının maliyetini telafi edebilir.
Arızanın Maliyeti
Kimyasal, yiyecek-içecek ve eczacılık gibi sektörlerde, arızalanan bir buhar sisteminin saatlik maliyeti 550.000 € ile 850.000 € arasında değişebilir. 7 bar buhar sisteminde bulunan orta büyüklükteki bir buhar kapanı açılmazsa her yıl yaklaşık 2500 € kayba neden olur.
Üç ila beş yıl bakım yapılmadığında, buhar kapanlarınızın %15 ila %30'u arızalanabilir. Yani, orta büyüklükteki 60 buhar kapanın buhar kaçırmasından doğan yıllık kayıp, 22.500 € ile 45.000 € arasında değişir.
Yukarıdaki gibi düzgün çalıştığında, buhar kapanı termal görüntüleri sıcaklıkta ani bir değişiklik göstermelidir.
ABD'deki bir uygulamada, buhar hatlarında termal görüntülemenin kullanılması yıllık enerji maliyetini 16.200 $ azalttı. Fluke Ti 480PRO Termal Görüntüleme Cihazı çeşitli sorunları tespit etti. Bu sorunlar arasında düzgün çalışmayan altı buhar kapanı, kaplama hatlarındaki kaplama tankı bobinlerinde buhar kaçakları ve yoğuşmayı iyileştirme fırsatları bulunuyordu. Buhar kapanları, kapan başına 500 $ maliyetle değiştirildi, böylece kapan başına 3200 $ tasarruf elde edildi. Kazan tedarik panelindeki enerji kaydı, yapılan modifikasyon çalışmalarının başarılı olduğundan emin olmak için çalışmadan önce ve sonra güncellendi.
Buhar kapanları nasıl çalışır?
Hammaddeleri ısıtma, ürünleri işlemden geçirme, ekipmana güç verme, ortam ısıtması ve elektrik üretimi gibi çok sayıda uygulamada buhar kullanılır. ABD Enerji Bakanlığı'nın tahminlerine göre, ABD'li üreticiler tarafından yakılan yakıtların %45'inden fazlası buhar üretmek için kullanılmaktadır.
Buhar ısıyı verimli bir şekilde taşır, çünkü iç sıcaklığı büyük miktarda enerjiyi tutacak kadar yüksektir ve düşük bir maliyet karşılığında gereken yere borularla kolayca iletilebilir.
Yukarıdaki görsellerde HVAC kanalına buharın beslenmesi gösterilmiştir. Besleme borusu, dikey borunun altında yoğunlaşmayı göstermektedir.
İdeal olarak, kazanda üretilen buharın tamamı yüke taşınır (doymuş buharın sıcaklığını basıncı belirler). Burada, proses ısıtıcısının (veya ısı eşanjörünün) iç yüzeyinde yoğunlaşarak iç ısısını kaybeder. Kuru buhar, hala buhar sıcaklığında olan yoğuşmayla karışarak ıslak buhara dönüşebilir. Bu, yeniden buhara dönüştürülmek üzere kazana geri gönderilir. Ancak yoğuşma sistemde toplanıp ıslanmaya neden olabilir. Bu, verimliliği düşürür ve su darbesine ve termal şoklara neden olarak boru hatlarına ve bileşenlere zarar verir.
Sistemde bulunan hava da (özellikle başlatma sırasında) verimliliği düşürür. Havanın ve azot ve karbondioksit gibi "yoğunlaşmayan" gazların sistemden temizlenmesi gerekir. Buhar kapanları, buhar kaybı olmadan buhar sistemindeki yoğuşmayı ve havayı boşaltan valflerdir. Bu yoğuşma, yoğuşma başlıkları ve pompalar kullanılarak kazan besleme suyu tankına geri döndürülürken hava atmosfere bırakılır.
Daha büyük hava işleme sistemlerinde genellikle sağdaki görselde bulunan ters çevrilmiş kovalı buhar kapanları kullanılır. >>
Buhar kapanları sistemdeki kir yüzünden tıkanabilir ve yoğuşma yüzünden aşınabilir. Buhar kapanı arızalanırsa canlı buhar üfler; bu da enerji ve para kaybına neden olur. Kapalı arıza durumunda ısı aktarma ekipmanında ve boru hatlarında yoğuşma birikimi olur. Bu Bu durum, proses özelliklerini etkileyebilir ve olağanüstü durumlarda su darbesine ve ekipmanda/boru hattında mekanik hasarlara neden olabilir.
<< Soldaki görselde yalıtılmamış borulardan kaynaklanan ısı kaybı vurgulanmıştır.
Mekanik küresel şamandıralı kapanlarda, yoğuşma bölmeyi doldurmaya başladığında valfi açan bir küresel şamandıra bulunur. Mekanik ters çevrilmiş kovalı kapanlarda, kapana giren buharla dolan ve yükselerek buhar kaybını önlemek için valfi kapatan bir ters çevrilmiş kova bulunur. Yoğuşma kapanda biriktikçe kova düşüp valfi açarak yoğuşmanın boşaltılmasını sağlar.
Düzgün çalışan bir buhar kapanı kapalıyken, buhar kapanının girişinde ve çıkışında belirli bir sıcaklık farkı olur. Bu fark buharın sıcaklığı ile basıncına ve kapanın tipine bağlıdır .
Farklı Buhar Kapanı Tipleri
Buhar sistemleri 0 ile 1400 psi arasındaki basınçlarda çalışabilir, dolayısıyla farklı basınçlara ve sistem tasarımlarına uygun çeşitli tipler vardır. Termodinamik kapanlar, yoğuşma kapandan akarken sıvı basınçlarında yaşanan değişikliklere; termostatik kapanlar, buhar ve yoğuşma arasındaki sıcaklık farkına ve mekanik kapanlar da buhar ile yoğuşma arasındaki yoğunluk farkına göre çalışır. En yayın tipler aşağıda, basitleştirilmiş bir şekilde açıklanmıştır:
Geleneksel termodinamik kapanlarda bir disk bulunur. Bu disk, soğuk yoğuşmayı ve havayı bırakmak için başlangıçta, gelen basınç tarafından kaldırılır. Sıcak yoğuşma diskin altından geçip diskin üstündeki alanı doldurarak diski yerine doğru itip kapanı kapatır, böylece canlı buhar kaybını önler.
Termostatik dengeli basınç kapanlarda sıvı/su karışımlı küçük bir kapsül bulunur. Kapsüldeki sıvı/su, sistemdeki buharın doyma sıcaklığının birkaç derece aşağısında kaynar ve kapsül genişleyerek kapanı kapatır.
Termostatik bimetal kapanlarda bimetalik şeritler bulunur. Bu şeritler, sistemdeki buharın doyma sıcaklığının birkaç derece aşağısında bükülerek valfi açıp kapatır, böylece canlı buhar kaybını önler.
Mekanik küresel şamandıralı kapanlarda, yoğuşma bölmeyi doldurmaya başladığında valfi açan bir küresel şamandıra bulunur.
Mekanik ters çevrilmiş kovalı kapanlarda, kapana giren buharla dolan ve yükselerek buhar kaybını önlemek için valfi kapatan bir ters çevrilmiş kova bulunur. Yoğuşma kapanda biriktikçe kova düşüp valfi açarak yoğuşmanın boşaltılmasını sağlar.
Denetleme Rutini
Buhar sisteminin her parçasını taramalısınız. Buhar ısı eşanjörlerini ve iletim hatlarını tıkanıklara, yeraltı buhar hatlarını kaçaklara, kazanları (özellikle refrakterlerini ve yalıtımlarını) ve proses ekipmanını normal olmayan durumlara karşı tarayın.
Buhar kapanlarını ve diğer ana buhar sistemi bileşenlerini en az yılda bir defa, daha büyük ve önemli kapanları ise daha sık denetleyin. Görüntülerin eski görüntülerle karşılaştırılması, sıcak veya soğuk noktaların anormal olup olmadığını ve onarımların başarılı olup olmadığını gösterir. Rapor formlarında onarımlardan kısa süre sonra, tercihen tarihi belirlenmiş bir takip denetimi planlanmalıdır (bazı termograflar bunu ayın son Cuma gününde yapar).
Yüksek basınçlı buhar 100°C'nin üzerine çıkabildiği için önce potansiyel güvenlik riskleri onarılmalı, daha sonra üretimi ve üretim kalitesini etkileyen arızalar onarılmalı, en son buhar/enerji kaybına neden olan arızalar onarılmalıdır. Görüntüleme cihazı yazılımını kullanarak, sorunları ekipmanın termal ve dijital görüntüleriyle belgelendirin; bu, bulunan sorunları bildirmenin ve onarım tavsiyesinde bulunmanın en iyi yoludur.
Sistemdeki diğer ekipman da (özellikle motorlar, fanlar ve pompalar) düzenli olarak test edilmelidir. 
Bunun için yine termal görüntüleme cihazları kullanılabileceği gibi titreşim ölçerler de kullanılabilir.
Çoğu kazan tesisi sıcak suyu çeşitli bina sistemlerine dağıtır; titreşim test cihazı çeşitli pompa problemlerini
gösterir ve bunların şiddetinin zaman içindeki değişiminin trendini çıkarır.
Buhar Kapanlarını Test Etme
ABD Enerji Bakanlığı'nın Buhar Kapanı Performansını Değerlendirme programına göre, buhar kapanlarını
denetlemede kullanılan en etkili teknikler "görsel, ses ve sıcaklık"tır. Bakanlık verilerine göre, buhar kapanları
ve ilişkili ekipman kızılötesi denetleme yöntemiyle yıllık denetimden geçirildiğinde, buhar kayıpları %50 ile %75
arasında azalır.
Termal görüntüleme cihazları yüzey sıcaklıklarını görüntüler (bkz. "Termal görüntüleme cihazları: İhtiyacınız olanlar"). Buhar sistemlerinin nasıl çalıştığını ve enerji kaybının nerelerde olduğunu gösterirler. Yüksek giriş sıcaklığı ve düşük çıkış sıcaklığı (<100°C veya 212°F), buhar kapanının düzgün çalıştığının göstergesidir. Giriş sıcaklığı sistem sıcaklığından önemli oranda daha düşükse bu, buharın kapana girmediği anlamına gelir; yani mekanizmadaki bir arıza veya tıkanıklık nedeniyle kapan açılmamaktadır ya da kapalı valf, boru tıkanıklığı vb. yukarı akışta bir sorun vardır.
Giriş ve çıkış sıcaklıkları eşitse kapanda muhtemelen açık arıza vardır; buhar yoğuşma hattına üflenmektedir. Giriş ve çıkış sıcaklıkları düşükse kapanda muhtemelen kapalı arıza vardır; yoğuşma kapanı ve giriş hattını doldurmaktadır.
Buhar kapanları genelde aşağıdaki yöntemlerden biri kullanılarak test edilir:
A: Ses - operatörün kapandan geçen akışı dinlemesini sağlayan bir ultrasonik cihaz kullanılır. Ultrason alıcı, sızdıran kapanları veya buhar üfleyen açık arızalı kapanları tespit edebilir. Operatörler, sistemdeki buhar ile yoğuşmanın arasındaki farkı duyabilir.
B: Görüş - görsel inceleme – canlı buhar geçirip geçirmediğini görmek için kapanın boşaltması incelenir. Bu, kapanın açık boşaltımına bakarak veya kapanın yukarı ya da aşağı akışında gözetleme camları kullanılarak yapılabilir.
C: İletkenlik - buhar kapanının yukarı akışındaki bölmede tutulan yoğuşmanın varlığını gösteren iletkenlik sensörleri kullanılarak yapılır. Yoğuşma olmaması, kapanın buhar kaçırdığını gösterir.
D: Sıcaklık – kapan girişinin ve çıkışının sıcaklıkları ölçülerek ve karşılaştırılarak yapılır. Bu yöntemler deneyimli personel tarafından kullanıldığında makul seviyede etkili olsa da termal görüntüleme minimum deneyim veya yargı gereksinimiyle etkili bir şekilde kullanılabilir. Daha fazla bilgi ve kaynaklar için https://www.fluke.com/tr-tr 'yi ziyaret edebilirsiniz
Termal Görüntüleme Cihazları: İhtiyacınız Olanlar
Termal görüntüleme cihazları genellikle toza, kire, suya, kimyasallara ve aşırı sıcağa veya soğuğa maruz kalır, bu yüzden sağlam olmadıkları takdirde uzun ömürlü olmazlar. Binalardaki ısı kaybını incelemek için kullanılandan daha geniş bir sıcaklık aralığını algılamaları gerekir.
Uzaktan görüntülemede yüksek çözünürlük önemlidir; ekstra cihaz maliyeti, yerden görüntülemeyle kazanılan zamanla telafi edilir. Buhar kapanları görüntülenirken hassasiyet özellikle önemlidir, çünkü büyük kütleli bileşenlerin sıcaklığı açma veya kapatma sırasında yavaş değişir.
Görüntüleme cihazlarının kullanımı "doğrult ve çek" kolaylığında olmalı, tek elle kullanılabilmeli, kolayca odaklanabilmeli, el bantları ve bilek bantları olmalıdır. Eldivenlerin veri kaydını zorlaştırdığı durumlarda sesli açıklama gibi özellikler yararlıdır.