Buhar tüketen cihazlarda kondens tahliyesi sorunları (stall) ve çözüm yöntemleri
Normal şartlarda kondens tahliyesi, geleneksel buhar kapanları ileP₁ > P₂ olduğu sürece yapılabilir ve şunlarla garanti altına alınır; yüksekbasınç farkı, dolum ağzı yüksekliği ile atmosfere tahliye, sürekli çalışmadayüksek karşı basınca sahip olmayan tesisat, daha yüksek bir noktaya kaldırılmayan kondens, kondens tarafında kontrollü ısı değiştirici kullanımı.
Normal durumda bir kontrole sahip olmayan proseste geleneksel kondens tahliyesi
Buhar tarafında bir kontrole sahip proseslerde kondens boşaltmaproblemlerinin nedenleri şunlardır; kapanan kontrol vanası nedeniyle basınçdüşümü, sıra dışı bir durumda ısı değiştirici içinde vakum oluşması, kesikliçalışma, değişken kondens yükü, P₁’in P₂‘nin altında düşmesiyle sistemde ‘Stall’durumu oluşması, kondensin boşaltılamaması ve ısı değiştirici içine dolması.
Not: Stallkelimesi; hız kaybedip düşme, durağan hale gelme, durma anlamına gelmektedir.
Normal durumda bir kontrole sahip proseste geleneksel kondens tahliyesi
Buhar tarafında kontrollü prosestekondensin geri gelmesi durumunda, kondens boşaltılamaz veya kaldırılamaz;statik yükseklik nedeniyle buhar kapanı önünde yetersiz basınç ve yüksek karşıbasınç ile P₁ ≤ P₂ olduğunda ‘stall’ durumu oluşabilir. Kondens boşaltılamaz veısı değiştirici içine dolar (su bloğu), sistem kontrol dışına çıkar. Koçdarbesi riski nedeniyle ısı değiştirici zarar görebilir.
Bir kontrole sahip proseste kondens tahliyesi sorunu
AşağıdaŞekil-IV’te ısı değiştirici sisteminde ikincil devredeki akışkanın istenensıcaklığa çıkarılabilmesi için buharın gereken seviyede geçmesi kontrolvanasının tam açılması ile sağlanmaktadır. Bunun sonucu olarak buhar kapanınınkondensi tahliye edebilmesi için gereken fark basıncı oluşturulabilmektedir.
Bir kontrole sahip proseste normal kondens tahliyesi durumu(kontrol vanası açık durumda)
AşağıdakiŞekil-V’te ısı değiştirici sistemi, ikincil devredeki akışkanı istenensıcaklığa çıkarmıştır. Sistem, çok fazla buhar girişine ihtiyaç duymamakta vekontrol vanasını neredeyse tamamen kapalı konuma getirmektedir. Bunun sonucuolarak buhar kapanı, kondensi tahliye etmeye yetecek fark basıncına sahipolmadığı için kondens geri gelmekte ve kondens uzaklaştırılamamaktadır. Bu daısıl verimsizliğe ve koç darbesi sonucu ısı değiştiricinin zarar görmesine yolaçabilmektedir.
Bir kontrole sahip proseste kondens tahliyesi sorunu (kontrolvanası neredeyse tamamen kapalı durumda)
‘Stall‘ problemi çözümü; itici basınçlı CONLIFT mekanikkondens pompası ile kondensin kaldırılarak tahliye edilmesi sonucu gerçekleştirilir.Karşı basınç ile itici basınç arasındaki fark maksimum 2 bar, dolum ağzıyüksekliği ise minimum 600 mm olması önerilir.
CONLIFTşamandıra kontrollü kondens pompası (elektriksiz), akışkanları düşük seviyelibir noktadan düşük basınçla daha yüksek bir noktadaki daha yüksek basınca sahipalanlara ve tesisatlara kaldırmak için kullanılır. Gaz fazındaki akışkanlarınitici basıncı kullanılarak (taşıma ilkesi) gerçekleştirilir. İtici basınç içinakışkan; buhar, sıkıştırılmış hava, inert gaz (örn. azot)
Atmosfere açıksistemler; pompa havayı atmosfere gönderir, kondens basınçsızdır vehavalığa sahip bir toplayıcıya toplanır. Pompa önündeki kondens basıncı, pompaçıkışındaki karşı-basıncı aştığında uygulanmamalıdır.
Atmosfere kapalı sistemler; egsoz hattı tesisat içine döndürülerek dengelenmiştir (toplayıcı veya ısıdeğiştirici çıkışı). Manometrebasıncından vakuma ve tam tersi değişken basınç koşulları oluştuğunda, buhar alanı (ısı değiştirici) tahliye edilir. Pompaönündeki kondens basıncı, pompa çıkışındaki karşı-basıncı aşabilir. Vakumdurumunda buhar ve diğer akışkanların buharlarından kondensinuzaklaştırılabilir.
Atmosfere açıkpompa sistemleri – toplayıcı
Tahliye döngüsü esnasında, kondens pompa içineakmayabilir. Tahliye döngüsü esnasında, kondens yükü için tampon olaraktoplayıcı gerekli olabilir. Değişik tahliye noktalarından kondens ve flaş buhartoplanabilir. Çok sayıda kullanıcıdan gelenler tahliye edilebilir. Flaş buharve gazlar havalık ile tahliye edilir. Kondens yer çekimi etkisi ile pompayaakar. Minimum doldurma ağzı yüksekliği göz önünde bulundurulmalıdır ve pompaperformansı için bu durum önemlidir.
Aşağıdaki tabloda önerilenölçüler bulunmaktadır:
Toplayıcı ve bağlantılar önerilen ölçüler
Pratik öneriler
Pompaya gelen kondens hattı, kısa ve anma çapı pompa giriş çapından ufak olmamalıdır. Dolum kafası yüksekliği: CONLIFT’in taban seviyesinden toplayıcının çıkışına ve ısı değiştiriciye tanımlanmış bir yüksekliktir. Yer çekimi ile hidrostatik basınç, pompa içine kondens akışına izin verilmesi ve giriş çek vanasının açılması için gereklidir. Daha büyük dolum ağzı mesafesi pompa debisini arttırır. Pompadan sonra kaldırma hattı, kısa ve anma çapı pompa çıkış çapından ufak olmamalıdır. Aksi halde; uzun dönüş hatlarında sürtünme kayıpları göz önünde bulundurulmalıdır.
Doğru kondens pompasının seçimi
Doğru pompa çapı seçimi için gereken veriler:
- Toplam karşı basınç (kondens basıncı + kaldırma yüksekliği + boru hattı sürtünme kaybı),
- İtici basınç,
- Akışkan,
- Gereken akış miktarı (kondens yükü),
- Dolum ağzı yüksekliği.
Çapın belirlenebilmesi için 4’te 3’ünün bilinmesi gerekir. İtici basınç toplam karşı basınçtan maks. 2 bar büyük olmalıdır.
Atmosfere açık sistem kondens pompası istasyonu şeması
Örnek seçim, açık sistem – kısa kondens hattı
Kaldırma yüksekliği (H2): 10 m
Kondens dönüş hattı içindeki basınç (4): 0,5 bar(g)
Boru hattı sürtünme kaybı: ihmal edilebilir (kısa kondens hattı)
İtici basınç (pT): 6,0 bar(g)
İtici akışkan: doymuş buhar
Kondens yükü: 1.800 kg/saat
Dolum ağzı yüksekliği (H1): 1.000 mm
Toplam karşı basınç: pG = 10 m x 0,0981 bar/m + 0,5 bar(g) = 1,48 bar(g)
Sonuç: DN40/40
Alternatif: DN 50/50
İtici basıncın 2,5 bar’a düşümü ile talep edilen kondens tahliyesi gerçekleştirilmektedir. Tablo-II’den tahliye kapasiteleri kontrol edilebilir.
CONLIFT kondens tahliye kapasiteleri
Aşağıda Tablo-III’te 1.000 litre kondens başına karşı basınca bağlı CONLIFT’in ihtiyaç duyduğu buhar tüketimi görülebilir.
Pompalanan akışkanın 1.000 litresi basına tükettiği itici akışkan miktarı
Ersun Gürkan
ARI-Armaturen Türkiye Ürün Müdürü
Ayvaz
