İteratif tasarım modeli oluşturulan kazan sisteminde farklı yükler altındaki atemperatör etkisi ve sistemin performans analizi

Abstract

Atemperatörün sistemdeki görevi kızdırıcı çıkışı buhar sıcaklığını soğutma suyu ve kontrol vanası vasıtasıyla istenilen değerlere düşürmektir. Bu çalışmada 7,5 bar(g) çalışma basıncına sahip bir buhar kazanında yer alan kızdırıcı-atemperatör sisteminin ısıl tasarım modeli oluşturulmuştur. İncelenen kazan sisteminin iteratif tasarım çıktıları %100 yük koşullarında pratik ölçüm verileriyle karşılaştırılmış ve tasarım çıktılarının pratik sonuçlarla yüksek oranda yakınsadığı görülerek yazılımın güvenilirliği başarılı bir şekilde test edilmiştir. Ardından iteratif tasarım modeli %80, %60, %50 ve %40 yük koşulları altında da uygulanmış ve sistem atemperatörsüz başka bir kazan sistemiyle karşılaştırılmıştır. Bu çalışmada tasarım modeli sayesinde bazı yük koşullarında uygulamada oluşabilecek mühendislik problemleri tespit edilip model üzerinden bu sorunlara bazı çözümler önerilmiştir. Önerilen farklı çözümler ışığında atemperatörün sistem üzerindeki etkisi farklı yükler altında tekrar incelenmiş ve tüm bulgular tablo ve grafiklerle yorumlanmıştır. Çalışma verilerine dayanarak atemperatörün genel anlamda kazan ısı kapasitesinde azaltıcı, verimli ısı oranı ve üretilen buhar kalitesinde arttırıcı etkisi tespit edilmiştir. Atemperatör kullanımı aynı zamanda sistemde yakıt tüketimini azaltarak tasarruf sağlamaktadır. Çalışmada son olarak atemperatörün egzoz sıcaklığı, hava ısıtıcısı ve ekonomizer gibi diğer sistem bileşenleriyle ilişkisi incelenmiştir. Egzoz sıcaklığının düşürülmesi, ekonomizer veya hava ısıtıcılarından birinin by-pass edilmesinin sistemdeki atemperatör etkisi üzerindeki sonuçları çalışmanın son kısmında detaylı bir şekilde yorumlanmıştır.

The aim of the desuperheater is to reduce steam temperature at superheater outlet to desired values using spray water and control valve. In this study, iterative thermal design model of a superheater-desuperheater system mounted at a boiler having working pressure of 7.5 bar(g) was completed using Mathcad software. Iterative design outputs were compared with practical measurement datas and it was shown that results are the same approximately. Therefore, system reliability was tested successfully. Then, iterative design model was also applied under 80%, 60%, 50% and 40% load condition and system with desuperheater was compared with another boiler system without desuperheater. Some possible engineering problems were detected during this study thanks to design model and a few solutions were offered to these problems. Desuperheater effect on the system was investigated again under different loads after these solutions and all the findings were interpreted with tables and graphics. In general, results show that desuperheater has a negative effect on system heat capacity while having a positive effect on usable heat ratio and produced steam quality. On the other hand, desuperheater ensures fuel saving reducing fuel consumption according to findings. Finally, relationship between desuperheater and other system components such as exhaust temperature, economiser and air preheater was investigated. Results of reducing of exhaust temperature, by-pass of an economiser or an air preheater on desuperheater effect were interpreted comprehensively at the final section of this study.