Endüstride kullanılan buhar, kazan denilen cihazlarda üretilir. Kazan, bir yanma sonucunda, suya, ısı transferini sağlayan ve suyu buhar fazına dönüştüren basınçlı bir kaptır. Sıcak su veya basınç altındaki buhar, prosese ısı taşımak için kullanılır.

Su, prosese ısı taşımak için faydalı ve ucuz bir akışkandır. Kaynatıldığın ve buhar fazına geçtiğinde hacmi 1600 kat artar ve basıncı önemli derecede yükselir. Bu nedenle kazanın tehlike yaratmaması için işletmesindeki kurallar özenle yerine getirilmelidir.

Bir sıvının gaz haline geçmesi “Buharlaşma” olarak adlandırılır.

Yakıtın sahip olduğu kimyasal enerji, yakıt ile oksijenin belirli şartlarda reaksiyona girmesi ile ısıl enerjiye dönüşür.

Açığa çıkan ısı enerjisi, buharlaştırmak için suya aktarılır. Buhar kazanı, basınçlı bir kap olup, suyu ve buharı depolamaktadır. Üretilen buhar, kazandan çekilip kullanım yerlerine gönderilmektedir. Buhar kullanıldıkça eksilen miktar kadar su, kazana beslenir.

Buhar Kazanları

Basınçlı bir kap olan buhar kazanları, suyu ve buharı depolamaktadır. Üretilen buhar, kazandan çekilip kullanım yerlerine gönderildikçe eksilen miktar kadar su, kazana beslenir. Kazana beslenen su, bir takım işlemlerden geçmiş, buhar üretimi için uygun özellikleri taşır.

Buhar kazanları işletme basıncına göre alçak basınç (1 bar) ve yüksek basınç (1 bar’ dan fazla) olarak adlandırılır. Kazanda yanma ve sıcak gazlar bir tarafta bulunur. Su ise diğer taraftadır. Kazanın metal kısmı buhar üretimine katkı sağlayan ısıtma yüzeyidir. Kazanın ısıtma yüzeyi m² ile adlandırılır. Bir kazanın ısıtma yüzeyi ne kadar büyük ise, verdiği buhar miktarı (ısıl kapasitesi) o kadar fazla olur.

Bir buhar kazanının ısı kapasitesi, kg/h buhar, kj/kgh veya kW olarak gösterilir.

Yapısına Göre Kazan Türleri

Yapısına göre bir çok kazan türü vardır. Ancak, endüstriyel tesislerde en uygun iki tür; Alev-duman borulu (SKOÇ) ve su borulu kazanlardır.

1. Alev–Duman Borulu Kazanlar

Yanma, “ocak” denilen yanma hücresinde gerçekleşir. Yanma sonucu açığa çıkan gazlar kazan içindeki duman borularının içinden geçer. Alev – duman geçişi, iki, üç veya dört geçişli olabilir. Duman borularının dışında su bulunur. Isınan su buharlaşır ve buhar üretimi gerçekleşir.

Özellikleri:

- Genellikle max. 25 bar işletme basıncına kadar üretilir.

- Konstrüksiyonları basittir. İşletmeleri kolaydır.

- Buharın kuruluk derecesi yüksektir.

- Kazan su tarafından biriken kireç taşının temizlenmesi kolaydır.

- Bakımı kolaydır.

- Hacim olarak büyüktür.

2. Su Borulu Kazanlar

Su borulu kazanlarda ısıtma yüzeylerini teşkil eden boruların içinden su geçer. Boruların dışından ise alev – duman geçer. Bu kazanlar, yüksek basınç ve yüksek buhar kapasiteleri ihtiyaç olduğunda kullanılır.

Özellikleri:

- Daha kısa sürede buhar üretir.

- Yüksek basınç ve yüksek kapasitelerde buhar üretir.

- Besi suyunun iyi şartlandırılması gerekir.

- İşletimi dikkat ister.

Kazanı oluşturan sistemleri:

- Besi suyu sistemi

- Buhar sistemi

- Yakıt sistemi

3. Buhar Akümülatörü

Buhar akümülatörü, yedek buhar deposu diye de adlandırılabilir. Bir işletmede değişken buhar tüketimi olması durumunda, buhar tüketimi düştüğünde, kazanın ürettiği fazla buharı depolar. İşletmenin buhar ihtiyacı arttığında yani pik çekiş durumlarında, kazan ihtiyacı karşılayamadığında buhar akümülatörü devreye girerek, deposunda bulunan yüksek sıcaklıktaki suyu da buharlaştırarak işletmeye gönderir. Böylece buhar kazanına yardımcı olur ve ek buhar kapasitesi yaratır.

Çalışma prensibi: Yüksek basınçtaki kızgın suyun basıncının düşürülmesi sonucunda oluşan faz değişimiyle buhar üretme sistemidir.

Buhar akülerinde su ve buhar ayrı, ayrı fazlardadır. Tank hacminin ¾ ü su fazındadır. Buhar Akümülatörü, su seviyesi altında bulunan difizörleri vasıtasıyla buharın suyun içine enjekte edilmesi ve suyun içinde çözünmesini sağlar. Buhar, kızgın su fazında akü içinde depolanır. Buhar ihtiyacı olduğunda ise kızgın suyun basıncının düşürülmesi sonucu oluşan faz değişimiyle buhar üretilir. Üretilen buhar, kullanılmak üzere prosese sevk edilir.