SICAK SU KAZANI PROJE.docx

8/13/2019 SICAK SU KAZANI PROJE.docx

1/56

TC.EGE NVERSTES

MHENDSLK FAKLTES

(MAKNA PROJES 1)

DOALGAZ YAKITLI SICAK SU KAZANITASARIMI

zkan BOLBRLK

Nuri HARMANKAYAMehmet SAIR

Vedat ENOL

Proje Danman:Ar. Gr. Erhan KIRTEPE

Makina Mhendislii Anabilim Dal

Sunum Tarihi: 12.06.2012

Bornova-ZMR

2012


2/56

zkan BOLBRLK, Nuri HARMANKAYA, Mehmet SAIR ve Vedat

ENOL tarafndan Makine Projesi 1 olarak sunulan Doalgaz Yaktl Scak Su

Kazan Tasarm balkl bu alma E.. Lisansst Eitim ve retim

Ynetmelii ile E.. Fen Bilimleri Enstits Eitim ve retim Ynergesinin

ilgili hkmleri uyarnca tarafmzdan deerlendirilerek savunmaya deer

bulunmu ve 12.06.2012 tarihinde yaplan proje sunumu snavnda aday

oybirlii/oyokluu ile baarl bulunmutur.

Jri yeleri: mza

Jri Bakan : ........................................... .................................

Raportr ye : ........................................... .................................

ye : ........................................... .................................


3/56

V

ZET

BOLBRLK,zkan;HARMANKAYA,Nuri;SAIR,Mehmet;ENOL, Vedat

Makine Projesi 1, Makine Mhendislii Blm

Proje Danman: Ar. Gr. Erhan KIRTEPE

Haziran 2012, 42 sayfa

DOALGAZ YAKITLI SICAK SU KAZANI TASARIMI

Bu almada gnmz endstriyel sistemlerinde kullanlan scak su

kazanlar hakknda bilgiler verilmi ve bu kazan tiplerinden uygulamalarda

sklkla kullanlan kaynakl elik kazanlarn imalat yntemi aklanmtr. Bu

proje hazrlanrken TSE 497 dkman esas belge olarak kabul edilmitir.

Projenin oluturulmasnda, TSE 497de belirtilen kriterlerden ve yaplan

atflardaki ynlendirici bilgilerden faydalanlmtr.

almann ilk blmnde scak su kazanlar hakknda bilgiler verilmi ve

scak su kazanlarnn snflandrlmas yaplmtr. Yaplan snflandrma ile farkl

tip scak su kazanlarnn zellikleri anlatlmtr.

kinci blmde, 550 KW gcndeki 70 oC-90 0C aralnda alan 5 bar

alma basncnda alacak bir scak su kazannn sl hesaplar yaplmtr.

Kazann sl verimi ve gerekli dier parametreleri ve temel baz

boyutlandrmalarna bu blmde yer verilmitir

nc blmde sl hesaplarn yaplm olan scak su kazannn basn

dmleri ve baca boyutlandrma hesaplamalaryaplmtr. Bu blmde sistemde

kullanlm olanbrlr seimi yaplm ve ana boyutlandrmalara yer verilmitir.


4/56

Drdnc blmde tasarm yaplanscak su kazanmzn mekanik hesaplar

yaplmtr. Gerekli olan mukavemet hesaplar ve gvenlik nlem gerekliliklerine

bu blmde deinilmitir. Gerekli hesaplamalara da bu blmde yer verilmitir.

Beinci blmde kazann teknik izimlerine ve maliyet hesaplarna yer

verilmitir.

Altnc blmde proje ile ilgili sonulara yer verilmitir.


5/56

ix

TEEKKR

Bu almann balangcndan bitimine kadar her aamada almay

ynlendiren, zverili yardmlarn esirgemeyen Ar. Gr. Erhan Krtepeye ve

dier danman hocalarmza teekkr bir bor biliriz.

zkan BOLBRLK

Nuri HARMANKAYA

Mehmet SAIR

Vedat ENOL

zmir,25.05.2012


6/56


7/56

NDEKLER

Sayfa

ZET ..................................................................................................................... V

TEEKKR ....................................................................................................... X

EKLLER DZN ............................................................................................ XV

ZELGELER DZN ....................................................................................XV

SMGELER VE KISALTMALAR DZN ......................................................XX

1.SICAK SU KAZANLAR ..................................................................................... 1

1.1 Yanma ................................................................................................................ 1

1.2 Scak Su Kazanlarnn Snflandrlmas............................................................ 3

1.2.1 Malzemeye Gre Kazanlar ............................................................................. 3

1.2.2 Isl Glerine Gre Kazanlar .......................................................................... 5

1.2.3 Yanma Odas Basncna Gre Kazanlar ......................................................... 5

2.SICAK SU KAZANI ISIL HESAPLARI ............................................................ 7

2.1. Isl Verim .......................................................................................................... 7

2.2. Ocak Scakl Tayini....................................................................................... 8

2.3. Borularda Is Tam....................................................................................... 14

2.4. Kazan Su Hacmi ve Boyutlandrmas ............................................................ 18

3.SICAK SU KAZANI BASIN KAYBI HESAPLARI ..................................... 19

3.1 Tama Yzeyleri Yk Kayb.......................................................................... 19

3.2 Baca Hesab ..................................................................................................... 20


8/56

3.2.1 Baca Yk Kayplar...................................................................................... 20

3.2.1.1 k Kayb ................................................................................................ 20

3.2.1.2 Srtnme Kayb ......................................................................................... 20

3.3. Scak Gazlarn Ykselme Kuvveti................................................................. 21

4.SICAK SU KAZANI MEKANK HESAPLARI............................................... 22

5.SICAK SU KAZANI MALYET HESAPLARI................................................ 27

6.SONULAR ....................................................................................................... 32

KAYNAKLAR ...................................................................................................... 34

EKLER ................................................................................................................. 35

Ek A-1 CO2Gaznn Inm Yayma Katsaylar....35

Ek A-2 Su Buharnn Inm Yayma Katsaylar...36

Ek A-3 Zc Katsays..37

Ek A-4 Duman Gaz Antalpisi...38

Ek A-5 CO2Inm Aks...41

Ek A-6 H20 Inm Aks...42


9/56

XV

EKLLER DZN

1. ekil 1-Kazan zometrikGrnm .................................................................. 30

2. ekil 2- Kazan Dimetrik Kesit Grnm ........................................................ 31


10/56

XV

ZELGELER LSTES

1. izelge 1- Isl Hesap Bilano Tablosu.............................................................. 17


11/56

XiX

SMGELER VE KISALTMALAR

Q Toplam sl g

Tb Baca gaz scakl

Th evre havann scakl

docak Ocak ap

Locak Ocak boyu

Kazann sl verimi

Zc Scak cidar kayb

Zb Baca kayb

Hu Alt sl deer

vho

Teorik zgl hava miktar

vgo Teorik zgl duman miktar

vh Gerek zgl hava miktar

vg Gerek zgl duman miktar

B Yakacak debisi

qa Alev yk

Va Alev hacmi

l Alev uzunluu

Le Alevin edeer tabaka kalnl

pCO2 Ocak gazndaki karbondioksit oran

pH20 Ocak gazndaki su buhar oran


12/56

CO2 Karbondioksitin nm yayma katsays

H2O Su buharnn nm yayma katsays

g Toplam nm yayma katsays

ith Teorik zgl antalpi

Vg Duman gaznn indirgenmi debisi

go Duman gaznn antalpisi

Qr Inmla geen s

Aa Alevin yzey alan

Aw Ocak duvarnn alan

w Duvarn nm yayma katsays

a Alevin nm yayma katsays

Ortak nm yayma katsaysTgo Duman gaznn ocaktaki scakl

Vocak Ocak gaznn hz

Re Reynold says

f Srtnme katsays

Nu Nusselt says

Przllk katsays

h Is transfer katsays

k Malzemenin sl iletkenlii

Qk Tanm ile geen s

nboru Duman borusu says


13/56

dboru Duman borusu ap

Lboru Duman borusu boyu

Vo Duman borular iindeki hz

hk Tanm film katsays

hr Inm film katsays

qco2 Karbondioksidin nm aks

qh2o Su buharnn nm aks

htop Duman gaz ile cidar arasndaki film katsays

Tlm Logaritmik scaklk fark

ia Duman gaznn evre scaklndaki antalpisi

ib Duman gaznn baca scaklndaki antalpisi

y Eksik yanma miktar

max Maksimum gerilme

max Maksimum kayma gerilmesi

em Emniyet gerilmesi


14/56

1

BLM BR

SICAK SU KAZANLARI

Yaktn kimyasal enerjisini yanma yoluyla s enerjisine dntren ve bu s

enerjisini tayc akkana aktaran makinalara genel olarak kazan denir.

Kazanlarn verimi ise yanma sonucu oluan bu s enerjisinin hangi oranda

kullanma mahaline tanmasna baldr. Yanma sonucu oluan s enerjisinden ne

kadar yksek oranda yararlanlrsa yakt tketimide o oranda dk olur. lkemiz

enerji ihtiyacnnbyk ksmn dardan dviz deyerek karlamaktadr. Bu

sebepler yaklan yakttan elde edilen s enerjisinin maksimum verimlilikle

kullanlmas hem lke hem de iletme ekonomisi iin ok nemlidir. Bununyannda verimin artmasyla atmosfere atlan zararl atk miktar da decek ve

evrenin korunmas salanacaktr. yi bir yanma sonucu CO, NOx

gibi zehirli

gazlar daha az oranda atmosfere verilecek, gerektii kadar yakt yaklacandan

daha fazla atk gaz olumasnn nne geilecektir. Bunun iin yanmann

denetimimiz altnda isteimiz artlarda gereklemesi gerekmektedir.

1.1 Yanma:

Yaktn oksijen ile tepkimeye girerek s ve dier yanma rnlerinin

olumas olayna yanma diyoruz. Yanma ilemi yaktn belli bir oranda hava ile

kartrlp atelenmesi sonucu oluan bir olaydr. Bu hava miktarnn gerekenden

az olmas, gerekenden ok olmas ya da gereken kadar olmas yanmann

zelliklerini belirleyen temel bir unsurdur. Dolaysyla oluan s miktarn ve

dier yanma rnlerinin cins ve miktarn belirler. Bu nedenle karmdaki havamiktarna gre yanmay 3 farkl tipte inceletebiliriz.

a) Az Hava le Yanma:

Az hava ile yanmann en belirgin zellii baca gaznn ok koyu renkli ve

isli olmasdr. Ayrca alev rengi de olmas gerekenden daha koyu renklidir. Baca

gaz kontrol cihaz (orsat) ile atk gazlar analiz edildiinde fazla miktarda CO(karbonmonoksit) grlecektir. Bu durumda s gei yzeylerinde is ve kurum


15/56

2

birikecek, s geii zorlaacaktr. Hem bu sebepten hem de yaklan yaktn

kimyasal enerjisinin tamamnn sya evrilememesinden dolay yakt tketimimiz

artar. Ayrca atk gazlarn fazla olmas, is ve kurumun bacadan atlmas sonucu

evre kirliliine neden oluruz.

b) Fazla Hava le Yanma:

Fazla hava ile yanma durumunda alev rengi ok ak ve parlaktr. Baca

gaz hemen hemen gzle grlemez. Bu durumda ocak scakl der, baca gaz

k scakl artar. Bylece ayn miktardaki suyu stmak veya buhar retmek

iin daha fazla yakt yakmamzgerekir. Daha fazla yakt daha fazla atk baca gaz

demektir. Yani hem fazla yakt yakarak verimsiz bir yanma olutururuz hem de

daha fazla atk baca gaz ile daha fazla evre kirliliine neden oluruz.

c) Tam Yanma:

Tam yanmada alev rengi kat ve sv yaktlarda ak sar-portakal rengi,

gaz yaktlarda ise mavidir. Yanma rnlerinde ve geri kalan ksmda yanc maddebulunmazsa yanma tam yanmadr. Baca gaz iinde CO bulunmamaldr. Baca

gaz lmlerinde CO yannda atk O2

miktar da llerek yanmann fazla hava

ile oluup olumad kontrol edilmelidir.

Bunlarn dnda baca gazlarnn k scakl da kazan verimi zerinde

direk rol oynar. Baca gaz scakl yakt cinsi ve yakt bileenlerine baldr.

Kkrt ve kkrtl bileikler ieren yaktlarda baca gaz scakl 180oC altna

drlmemelidir. Aksi halde kkrt havann iindeki oksijen ve hidrojenle

birleerek slfrik asit oluturur. Doalgaz iinde kkrt bulunmadndan

doalgaz ile alan cihazlarda baca gaz scakl 56oC ye kadar drlebilir.

Bunun iin youmal kazanlar kullanlmaktadr. Youmal kazanlarda youma

kabnn iimden geen yksek scaklktaki baca gaznn enerjisinden

yararlanlarak bir enerji temini salanr. Bu enerji ilave olarak stma devresine

veya scak kullanm suyu devresinde kullanlabilir. Enerjisi alnan baca gaznn


16/56

3

scakl 56oC ye kadar drlebilir. Youmsa kazan sistemlerinde kazan

verimleri daha yksek seviyelerde kmaktadr.

Yakt iinde karbon miktarnn artmas alevin krmzya dnmesine,

hidrojen miktarnn artmas ise yanma sonucu oluan su buharnn artmasnaneden olur. yi bir yanma neticesinde baca gaz iinde %12 -13 CO

2bulunmal,

CO miktar ise mmkn olan en alt seviyeye indirilmelidir.

1.2 Scak Su Kazanlarnn Snflandrlmas:

1.2.1 Malzemeye gre kazanlar

1.2.1.1 Dkme demir kazanlar:

Dkme demir kazanlar denildiinde aklmza dkme demir dilimli

kazanlar gelir. 1950li yllarda yakacak olarak daha fazla kok, linyit gibi katyakacaklar kullanlyordu. Ayrca dkme demir kazanlarn stma yzeyleri

przsz yaplmakta, baca gaz yolu uzun tutulmakta idi. Gnmzde ise fuel-oil

ve doalgaz yaktlar n sraya gemitir. Scak gazlarn (dumann) trblansl

ak salanarak daha fazla stma yzeyi aks elde edilmektedir. Bu nedenle

dkme demir dilimlerin yzeyleri ile ekillerinin ok farkl yapldklarn

gryoruz. Dkme demir dilimleri genellikle arka arkaya ve nadiren st ste

birletirdii konstrksiyon ekilleri vardr. Baz dkme demir kazanlar sa ve solyarm dilimler halinde ayr ayr dklerek monte edilirler. Bu sayede monoblok

yaplarn giremeyecei kazan dairelerinin iinde paralar halinde gelen kazann

montajna imkan verilmi olur.

Dkme demir kazanlarn cidarlar genellikle 6-8 mm kalnlkta yaplr. Bu

kalnla zellikle iletme basnc, yani kalorifer tesisat yaplan binann

ykseklii gz nne alnarak dikkat edilmelidir. Kazan alma artlarnda

yksek yanma odas scaklnn da malzemenin mukavemet zelliklerini azaltt

unutulmamaldr.

Dkme demirde dkm ilemi srasnda oluan ve yksek oranda silisyum

ihtiva eden ince bir tabaka korozyona dayankll salamaktadr. Dkme demir

kalitesi genellikle GG18, GG20 zelliindedir. Dkme demir kazanlarn

avantajlar unlardr;


17/56

4

-Korozyona dayanmlar yksektir.

-Her trl alma artlarna uyumludur. Kk s kademelendirmesi sz

konusudur.

-Yeni dilimlerin ilavesi ile kazann s gc kolaylkla arttrlabilir.

-Dkme dilimli kazanlarda dilimler ayr ayr tanarak kullanm yerinde monte

edilebildikleri iin tanmas kolaydr. Dar mekanlara, girii snrl yerlere kazan

montaj yaplmas gereken durumlarda bu zellik ok nemlidir.

-Dkme dilimli kazanlarn geometrik ekli ve dilimlerin yan yana ufak

hacimler olarak yerletirilmesi sayesinde grlty yutucu zellii vardr. Sessiz

alrlar.

-Uzun mrldrler.

1.2.1.2 elik Kazanlar:

elik kazanlar elik sac malzemeden kaynak ile birletirilmi gnmzde

en yaygn olarak kullanlan kazan eididir. ok eitli boylarda ve kapasitelerde

retilebilirler. elik kazanlarda kullanlan elik malzemenin zellikleri ve kaynak

dikiinin kaliteli olmas nemlidir. Gaz yakacakl kazanlarda 12-300kW s

gleri arasnda asil elik kullanlmas yaygnlamtr.

Son zamanlarda ise dkme demir ve elik iin korozyona, asitlere, yksek

scakla, darbe ve srtnmelere dayankl bileik malzemelerden de

yararlanlmaya balanmtr. elik kazanlar konstrksiyon tiplerine gre kendi

iinde de birok blme ayrlrlar. Bunlardan gnmzde en sk kullanlanlar iki

yada geili duman borulu silindirik veya yar silindirik kazanlardr.

elik kazanlarn dkme demir kazanlara gre avantajlar aadaki gibidir;

- Daha ucuza imal edilebilirler.

- Daha hafiftirler.

- Yksek basnlara uygun imal edilebilirler.

- Istma yzeylerindeki s aks fazladr.

- Kaynak yaplarak onarlmalar kolaydr.

- Elastik ve iyi ekil deiimi vardr.

- Kompakt konstrksiyon yaplabilir.

- Yksek s glerinde imal edilebilirler.


18/56

5

1.2.2 Is glerine gre kazanlar

1.2.2.1 Kk gl kazanlar:

Kk gl kazanlar genellikle 50kW s gcne kadar imal edilmi olankazanlardr. Genellikle tek daireyi, en fazla 2 veya 3 daireyi birden stmak iin

kullanlabilirler. 20kWn altndaki gler iin dkme demir veya elik kazan

tipleri vardr. Kat kalorifer kazanlar bu gruba girer. Genellikle paket tip olarak

bilinirler. Kazann kapal d kapann iinde, kendi bnyesinde sirklasyon

pompas, genleeme tank, boyleri toplu halde bulunduundan paket tip adn

alrlar.

1.2.2.2 Orta gl kazanlar:

Orta gl kazanlar 50-200kW gleri arasnda imal edilmi olan

kazanlardr. Bu kazanlar altrma artlarna gre ortalama 15-20 dairelik

apartmanlarn s ve scak su ihtiyacn karlayabilecek kapasitededir.

1.2.2.3 Byk Gl Kazanlar:

Byk gl kazanlar genellikle 800kW s gcne kadar st basnl

olarak imal edilen kazanlardr. Byk binalar, okullar, hastaneler kampslerin s

ihtiyacn karlamak iin gelitirilmilerdir. Kazan operatrleri tarafndan

altrlmalar ve dzenli bakmlarnn yaplmas gerekmektedir. Uygun

byklkte bir kazan dairesinde emniyet nlemleri alnarak montajlar

yaplmaldr.

1.2.3 Yanma odas basncna gre kazanlar

1.2.3.1 Doal (Tabii) ekili kazanlar:

Tabii ekili kazanlarda baca ekii bacann da yksekliine bal olarak

tabii bir ekilde herhangi bir zorlanm ak olmadan salanr.

D hava artlarna gre, tabii ekili kazanlarda baca ekiinde

dalgalanmalar olur. Baca ekiindeki bu dalgalanmalar sonucu yanma odasndaki


19/56

6

vakum basnc, stma yzeylerindeki diren ve kazan kndaki eki basnc

deerleri deimektedir. Eski kazanlarda baca eki deiimleri yeni kazanlarda

olduu gibi sorunlar yaratmyor. Kazan kndaki basncn ykselmesi yanma

odas ile kazann bulunduu ortam arasndaki basn farkn da ykseltiyor. Bu

sebeple eski kazanlarda istenmeyen hava, kaak yerlerinden kazann iine szarak

duman yani baca gaz miktarn da orantl olarak arttryor. Yeni kazanlarda ise

szdrmazlk ok iyi olduu iin kazan iine hava szmas olmuyor ve duman baca

gaz miktar da artmyor. Bu sebeple vakum ok byyor ve alev iin fazla hava

emilerek kurum says artyor, stma yzeylerinde s geii azalyor sonuta baca

k scakl ykseliyor.

st Basnl Kazanlar:

st basnl kazanlarda brlr fannn basnc, kazan direncini yener ve

kazan knda basn 0 olup bacada vakum sz konusudur. st basnl

kazanlarn stn zellikleri aada verilmitir:

- Tabii ekili kazanlara gre %40 daha hafif, ucuz ve kktr.

- Kaplad yer daha kktr.

- Yanma ok iyi ve stabil olup CO2yzdesi yksektir.

- Baca ekmesi atmosferik artlara gre deimez.

- Is geii yksektir, yakt tasarrufu salar.

- Kurum miktar dktr.

- Inm ve tanm kayplar kktr.

Bu avantajlarn yannda st basnl kazanlarn sakncal yanlar da aadaki

gibidir:

- lk atelemeler sorunludur. Brlr pahalldr.

- Grltl alr, ses yaltm gerektirir.

-Baca gaz hz tabii ekili kazanlara gre 4-5 kat byktr. Bu nedenle diren20 kat byk olur, bu da elektrik sarfiyatn arttrr.

-Baca gaz szdrmazlna ok dikkat edilmelidir.


20/56

7

BLM K

SICAK SU KAZANI ISIL HESAPLARI

550 kW gcndeki 70 oC-90 0C aralnda alan 5 bar alma basncnda

alacak, yakt olarak doalgazn kullanldbir scak su kazannn sl hesaplar

yaplmtr. Kazann sl verimi ve gerekli dier parametreleri ve temel baz

boyutlandrmalarna bu blmde yer verilmitir.

Tasarlanacak kazan tipi olarak elik sko tipi kazan ana model seilmitir.

Bu hesaplamalar yaplrken iterasyon yoluyla bulunan ve daha sonra ilemlerdekontrol yaplmak kaydyla aadaki deerler alnmtr:

Tb= 150oC

Th = 20oC

docak= 0.55 m

Locak= 1.7 m

Hu=34524 kJ/Nm3

2.1 Kazan Isl Verimi

Kazann sl verimi:

Scak Cidar Kayb :

Zc = %1.2 ( EK A-3)


21/56

8

Baca kayb:

deeri elde edilmitir.2.2 Ocak Scaklnn Tayini

Ocak scakl tayinine balarken hava fazlalk katsays olarak n=1.4 deeri

alnmtr. Buradan teorik zgl hava ve duman miktarlarna gei yaplrsa:

Nm3/Nm3 Nm3/Nm3deeri bulunur.

Gerek zgl hava ve duman miktarlar:

Nm3/Nm3 Nm3/Nm3 deeri bulunur.


22/56

9

Yakacak debisi:

B=62.338 Nm3/h deeri bulunur.

Alevin oca tamamen doldurduu varsaylr ve alev yk olarak qa = 165

Nm3/m3h deeri alnrsa alev hacmi :

Va= 0.348 m

3 deeri bulunur.

Bulunan alev hacmi deerine gre alev uzunluu hesaplanrsa:

deeri bulunur.

Ocak gazndaki CO2ve H2O deerleri iin:

CO2max=0.12 alnarak

n = CO2max/CO2

CO2=0.0857 deeri bulunur.

H2O= 0.18 alnabilir.


23/56

10

Alevin edeer tabaka kalnl Le , Aa alevin d yzeyini gstermek zere:

Le= 0,316 m bulunur.

Bu Ledeerine gre :

deerleri bulunur.Ocak scakl tahmini deer olarak 1100 oC olarak kabul edilirse EK A-1 ve EK

A-2 yardmyla:

co2= 0.065

h20= 0.086

g= co2+ h20(h20* co2)

g= 0.146 deeri bulunur.

Teorik zgl antalpi ise:

ith= 2669.28 kJ/ Nm3


24/56

11

Ocaktaki tanmla s geiinin nmla s geiine orannn %10 (Ck=1.1)

olduu kabulu yaplrsa duman gaznn indirgenmi debisi olmak zere:

()

go= 1692 kj/Nm3(Ek A-4 den) alnrsa;

Qr= 200.95 kW deerine ulalr.

Alevin alan Aave ocak duvarnn alan Awolmak zere:

Aa= 2.765 m2

Aw= 3.173 m

2

w= 0.8

a= 0.146 alnrsa

Ortak nm yayma katsays olmak zere :


25/56

12

= 0.364 deeri bulunur.Qr=**Aa(Tgo4-Tw4)Tgo = 1099.168

oC bulunur.

Bulduumuz deer tahmin ettiimiz deerin %1 hatayla doru olduunu

gsterir ve mhendislik olarak hata kabul edilebilir snrdadr. Hesaplara

bulduumuz Tgo ile devam edilebilir.

lk tahmin ettiimiz Ck deerinin doruluunu kontrol etmek iin Qk

deeri hesaplanmaldr. Ocak gaznn hz Vocak olmak zere :

Vocak = 4.786 m/s

( Tgo=1099.168

oC deki deerlerle)

Re= 12852.981> 2300 Trblansl ak

Srtnme katsays f:(Haaland Denkleminden)

+]


26/56

13

f= 0.028

Nusselt Says ve h deeri:

Nu=

Nu=133.87

h= 5.809 W/m2K

Qk= 13.387 kW ise

Ck= 1.066 deeri bulunur. Bu deer ilk tahminden %3 farkldr ve mhendislikolarak kabul edilebilir

Ocak yzeyinden suya geen toplam s:

Q = Qk+ Qr

Q = 214.3375 kW olarak bulunur.


27/56

14

2.3 Borularda Is Tanm

Bu aamada ocaktan kan kinci aamada ocaktan ktktan sonraki

borularda olan s tanm ve modellemesi hesaplar yaplmtr. Hesaplamada

alnan veriler:

dboru= 0.07 m

Lboru= 1.7 m

Tduvar= 100 oC

Tbaca= 150oC

n boru= 21

Duman borularndaki hz:

Vo = 2.8 m/s

V = Vo V = 13.98 m/s

Borular iinde ii ak iin Re ve Nu deerleri

Tf= (Tw+Tg)/2 = 625oC iin


28/56

15

Re=

Re = 17335,84 > 2300 Trblansl

Borularda trblatr kullanlrsa

Nu = 133.87

Bu deerler iin bulunan hkdeeri;

hk = 92.37 W/m2 K

Inm film katsays hrise;

qco2= 2552 W/m2 (EK A-5) qh20=3166.8 W/m

2(EK A-6)

hr = 10.25 W/m2 K


29/56

16

Duvar gaz ile cidar arasndaki film katsays :

htop = hk+hr= 102.63 W/ m2K

n aynada yaklak olarak 10 oC derse;

Tg2=1090oC

n aynada retilen s;

Logaritmik scaklk fark :

= 412.28 oC

= 1692 kJ/Nm3 (Ek A-4 ten ) 214.15 kJ/Nm3


30/56

17

Bu antalpiye karlk gelen duman gaz scakl Ek A-4 den:

Tig3 = 160oC (Yaklak olarak)

Arka aynada yaklak olarak 10 oC derse;

Tg2=150oC (Baca k scaklk)

Arka aynada retilen s;

Bu dorulama yoluyla bata belirlediimiz baca k scakln dorulam

oluruz.

Bu hesaplamalar dorultusunda oluan sl bilano;

Blge Vg* i (kW) Alan (m )

Ocak 214.340 0.404

n Ayna 2.262 0.145

Duman Borular 332.006 1.178

Arka Ayna 1.164 1.178

Toplam 550 2.905

izelge 1- Isl Hesap Bilano Tablosu


31/56

18

2.4 Kazan Su Hacmi ve Boyutlandrlmas

Tanm blmnde oluan sl g ile 70 oC den 90 oC ye stlacak suhacmi ve

kazan apnn da hesaplanmas gerekir. Darda ok byk miktarda su olduu

iin suyun hz ok azdr ve Vsu= 0.01 m/s deeri alnmtr

h2= 2660.1 kJ/kg h1= 2626.82 kJ/kg = 971.8 kg/m3 (T=80 oC iin)

= 16.526 kg/s

=* Vsu* Asu

Asu= 0.850 m2

Vsu= 1.446 m3

Akazan deerine denk gelen dkazan deeri:

dkazan= 1.223 m


32/56

19

BLM

SICAK SU KAZANI BASIN KAYBI VE BACA

DZAYNI HESAPLARI3. Giri

Bu blmde kazanda oluan basn kayplar ele alnmtr. Bu blmde

alnan deerler yledir:

= 0,0000046 (elik)

Re=17335,84

dboru= 0,07 m

Vboru=13.98 m/s

Lboru=1.7 m

=0.388 kg/m3

3.1 Tanm Yzeylerindeki Yk Kayb

f=0,052112

Kayp katsaylar:

Boru klar keskin kenarl = 1,05

Boru girileri keskin kenarl = 0,5

90 derece dzgn dn di alm= 1,5

180 derece tam dn di alm= 0,5

hk=51,95387 m


33/56

20

21* hk=1091,031 m

Bernoulli denklemi kullanlrsa;

P1= 4,152 kPa

3.2 Baca Hesab

Bherens forml (q


34/56

21

3.3 Scak Gazlarn Ykselme Kuvveti

[ ] [ ]

Py=-70,76 Pa

3.4 Toplam Basn Kayb ve Brlr Seimi

P= 4157,847 Pa

Bu basn kayb dz borular iin yaplmtr. Fakat borularda trblatr

kullanlmtr. Deneysel veriler gz nne alnp bunlarn makalelerine

bavurulduunda trblatrlerin basn kaybn 2-5 kat aras arttrd

grlmtr. Bundan dolay alma basnc bu aral alan bir brlr seilmesi

gerekir.

Bu basnc ve s gc karlayacak brlr seimi yaplmas gerekir. Bu durumda;

Brlr Gc;

alma basnc olarak basn kaybnn 2-5 kat aralkta bir brlr seimi

yaplrsa kataloglardan Alarko marka ALG 77/2 DN65 brlr seilir.


35/56

22

BLM DRT

SICAK SU KAZANI MEKANK HESAPLARI

Bu blmde sl ve basn kayplar hesaplar yaplm olan scak su

kazannn mekanik hesaplarna yer verilmitir. Gerekli olan gvenlik ve

mukavemet deerleribu blmde belirlenmi ve hesaplara katlmtr.

lk olarak malzeme seimi yaplmtr. Bunun iin Erdemir elik A.

kataloglarndan malzeme olarak DIN EN 10028-2 kodlu ek=460 MPa , ak= 295MPa deerlerine sahip elik seilmitir.

Kazanmzn d gvde et kalnl;

P: 0,5 N/mm2

R1=610 mm

f= 1466 N/mm2 ( izelge 5 yardmyla) (TS 377)

z: 0.75 ( izelge 4) (TS 377)

e :0.75

S1 = 3.55 mm deeri bulunur. Fakat TS 497 de en kk deer olarak 5 mm

verildii iin 5 mm olarak alnd.

Kazanmzn ocak et kalnl;

P: 0,05 kgf/mm2


36/56

23

D= 1225 mm ( Ocak ap)

f= 1351 N/mm2 ( izelge 5 yardmyla) (TS 377)

e =0.75

L=1700 mm (Ocak Boyu)

C3: ( izelge 12) (TS 497)

S2= 12.88 mm bulunur. Deer olarak 13 mm alnr.

Cehennemlik dip plaka kalnl;

f = 1351 kgf/mm2 ( izelge 5 yardmyla) (TS 377)

P = 0,05 kgf/mm2

d = 1225 mm

e = 0.75 ( Korozyon ilavesi ) (TS 377)

C = 0.4 (izelge 9 dan alnan katsay)(TS 377)

S3= 33.02 mm olarak bulunur 34 mm alnr.

n ayna et kalnl;


P = 0,05 kgf/mm2

d = 1225 mm



S4= 33.08 bulundu. 34 mm alnd.


37/56

24

Arka ayna et kalnl;


P = 0,05 kgf/mm2

d = 1225 mm



S5= 29.85 bulundu. 30 mm alnd.

Boru et kalnlklar ;

Borular arasndaki olmas gereken bolua X denilirse

X = 21.45 mm

Et kalnl ise;

P = 0,05 kgf/mm2

D = 1225 mm ( Boru ap)

L = 1700 mm (Boru boyu)

C4 = 1507 ( izelge 12 ) (TS 497)


38/56

25

S6= 6.06 mm bulunur. 7 mm verilebilir.

Kazann ayrca dayanm hesaplarnn yaplmas gereklidir. Bu hesaplarla

kazann olas bir dayanm sorununa maruz kalmas nlenmelidir.

Kazan d cidar dayanm:

S = 3 (Emniyet Faktr)

em= 98.3 MPa

em> maxolduundan dayanm yeterlidir.

Kazanda d cidar kaynak dayanm ;

Ft= 58.66 x10

3N

r=30,56 N/mm2


39/56

26

Radyal kuvvet etkisinde oluan teetsel gerilme;

t= 61.125 N/mm2

t < em koulunu salamas gereklidir.

v=0.9 (Kaynak diki faktr)

S=3.5(Emniyet Katsays, T


40/56

27

BLM BE

SICAK SU KAZANI MALYET HESAPLARI VE

PROJE ZMLER

Boru boyu L=1.731 m

Standart boru boyu Ls=6 m

21 boru iin gereken Ls,adet =7

Borularn maliyeti= Gb=7 x 90 = 630 TL (6 metrelikbir boy borunun fiyat 90 tl)

Kazan kesit alan A1;

Kazan arl Gkazan= A1x L x ,

Gkazan = 37 kg

Ocak kesit alan A2,

Ocak arl Gocak=A2 x L x

Gocak= 341.8522 kg

n ayna kesit alan A3,


41/56

28

n ayna arl Gnayna= A3x s x = 349.0233 kg ( s=0.034 m )

Arka ayna kesit alan A4 ,

Arka ayna arl Garkaayna= A4 x s x =307.9617 kg ( s=0.03 m )

Cehennemlik dip plakas kesit alan A5 ,

Cehennemlik dip plakas arl Gdp= A5x s x =349.5945 kg ( s=0.034 m )

Arka duman kutusu kesit alan A6 ,

Arka duman kutusu arl Gdk = A6x s x = 51.411 kg ( s=0.005 m )

Kazan kapak kesit alan A7 ,


42/56

29

Kazan kapak arl Gkapak= A7x s x = 51.4 kg ( s=0.005 m )

Toplam arlk Gtoplam

Gtoplam= Gkazan+Gocak+Gnayna+Garkaayna+Gdk+Gdp +Gkapak= 1488.216 kg =1.4368

ton

1 ton DIN EN 10028-2 malzemesinin fiyat 1138.32 TL

Toplam sac malzeme maliyeti = Gtoplamx 1138.32 =1694.066 TL

Flan =90 TL x 2 = 180 TL

Manometre = 100 TL

ilik = 1000 TL

Brlr =7953 TL (ALG 77/2-DN65)

Trblatr= 21 x 9 =189 =442.26 TL (1 adet trblatr 9 ve 1=2.34 TL)

Tutamaklar ayaklar giri k borular vb. toplam 400 TL

Scak su kazan toplamda yaklak olarak 12400 TL ye mal olmaktadr.


43/56

30

Proje izim Grntleri :

ekil 1 Kazann zometrik izimi


44/56

31

ekil 2 Kazan Kesit Dimetrik Grnm


45/56

32

BLM ALTI

SONULAR

550 kW sl gcnde scak su kazan tasarmnda sl hesaplar , basn

dm, mukavemet ve maliyet hesaplar yaplm olup hesaplar sonucu bulanan

deerler aada verilmitir.

6.1.Isl hesap sonular

1. Verim :%922. Yakacak debisi: 62.338 Nm3/h3. Ocakta radyasyonla retilen s:200.95 kW4. Ocakta tanmla retilen s:13.39 kW5. Ocakta toplam retilen s:214.34 kW6. Duman boru says :21adet7. Duman boru uzunluu :1700 mm8. Duman borusu ap :0.07 (mm)9. Klhan sonu scakl :1099.168 oC10.Duman borusu giri scakl 999 oC11.Duman borusu k scakl : 160oC12.Baca k scakl :150oC13.Borularda retilen s:332 kW

6.2.Basn Dm Sonular

1. Duman borularndaki kayp:4.152 kPa2. Bacadaki yk kayb :7.91 Pa3. Bacadaki srtnme kayplar:68.7 Pa4. Scak gazlarn ykselme kuvveti: -70.76 Pa5. Toplam kayp: 4157.847 Pa6. Brlr gc: 597.8 kW7. Seilen Brlr: Alarko ALG 77/2-DN65


46/56

33

6.3.Mukavamet Hesap Sonular

1. D gvde levhas et kalnl:5 mm2. Cehennemlik et kalnl:7 mm3. Cehennemlik dip plakas et kalnl: 34 mm4. n ayna et kalnl:34 mm5. Arka ayna et kalnl:30 mm6. Boru Et Kalnl: 7 mm

6.4. Maliyet hesaplar sonular

1. Sac Malzeme Maliyet:1695 TL2. Flan Maliyet: 180 TL3. Manometre Maliyet: 100 TL4. ilikMaliyeti : 1000 TL5. Brlor: 7953 TL6. Baca Maliyet: 733 TL7. Trblatr Maliyet: 443 TL8. Tutamaklar, ayaklar ,giri k borular vb. Maliyet: 400 TL9. Toplam Maliyet: 12400 TL


47/56

34

KAYNAKLAR

Onat K., Genceli O.F., ve Arsoy A.,Buhar Kazanlarnn Isl Hesaplar, Birsen

Yaynevi, 4. Bask, stanbul, 2007

Ko E.,Makine Elemanlar Cilt 2, Nobel Kitabevi, 3. Bask, Ankara, 2009

Trk Standard Ts 497, Kazanlar- elik Malzemeden (Kaynakl), Ankara, 1991

Z.Argunhan, C. Yldz, M. Z. IkKonsantrik Boru Tip Is Deitiricilerinde

Trblatrlerin Kanat Delik Geometrisinin Is Transferine ve Basn Dne

Etkisi(web.firat.edu.tr/iats/cd/subjects/Energy/ETE-45.pdf ) (Eriim 20 Nisan2012)

Durmu Aydn , Kurtbarfan ubuk Kanatl Trblatrlerde, Is Transferi ve

Basn Kaybnn Deneysel Olarak ncelenmesi

(http://web.firat.edu.tr/fenbilimleri/Dergiler/ortak_arsiv/15/15_1/08_a_durmus_i_

kurtbas.pdf)(Eriim 20 Nisan 2012)

Ume Muhendislik LTD T Turbulator(http://www.ume.com.tr/html/Fiyat_Isitma.html) (Eriim 15 Nisan 2012)
http://www.ume.com.tr/html/Fiyat_Isitma.htmlhttp://www.ume.com.tr/html/Fiyat_Isitma.htmlhttp://www.ume.com.tr/html/Fiyat_Isitma.htmlhttp://www.ume.com.tr/html/Fiyat_Isitma.html


48/56

35

EKLER

EK A-1 CO2Gaznn Inm Yayma Katsaylar


49/56

36

EK A-2 Su Buharnn Inm Yayma Katsaylar


50/56

37

Ek A-3 Zc Katsays


51/56

38

EK A-4 Duman Gaz Antalpisi


52/56

39

EK A-4 Duman Gaz Antalpisi (Devam)


53/56

40


54/56

41

EK A-4 Duman Gaz Antalpisi (Devam)

EK A-5 CO2I


55/56

42

EK A-6 Su Buhar InmAks


56/56

43

Documents

SICAK SU KAZANI PROJE.docx