Blog
Kapalı Çevrim Soğutma Kulelerinde Enerji Verimliliği
Soğutucu gazın ısısını almak için ısı eşanjöründen su geçirilir ve gazın ısısı soğutma suyuna aktarılır. Bazı tesisler deniz ve dere sularından yararlanarak soğutma ihtiyaçlarını kolayca hallederler, tabiattan alınan sular ısı eşanjörlerinden geçirildikten sonra tekrar tabiata verilir, ancak bu enderdir, çoğunlukla tesisler ısınmış olan soğutma suyunu "Su Soğutma Kulesi" şeklinde adlandırılan cihaz ile soğutarak tekrar kullanırlar. Su Soğutma Kulesi'nin suyu soğutma prensibini özet olarak şöyle izah edebiliriz: Isınmış su kule içinde küçük damlacıklara bölünür ve suyun buharlaşma yüzeyi artar. Kule içinden cebri olarak geçirilen hava yardımı ile su damlacıklarının yüzeyinden bir miktar suyun buharlaşması sağlanır. Tabiat kanunlarına göre buharlaşması gereken su, ihtiyacı olan buharlaşma enerjisini çevresindeki su moleküllerinden alır ve buharlaşır, bu enerji çok yüksektir: Buharlaşan her bir gram su kalan sudan 537 kalori enerji alır. Bu tabiat olayından sonra geri kalan sular soğumuş olur ve sistem içindeki soğutma görevine devam eder. Ancak buharlaşan suyun SAF SU olduğunu hatırlayalım. Demek ki "Soğutma Suyu" her Kule'den geçişinde kendi içinden bir miktar SAF SUYU kaybeder, dolayısı ile içindeki eriyik mineral miktarının ve sertliğinin oranı yükselir. Pratik bir şekilde sistemden buharlaşan saf suyun miktarını şöyle hesaplayabiliriz: Kuleye giren ve çıkan suyun sıcaklık farkı At=5,6°C ise, kule pompası debisinin yüzde biri kadar saf su kuleden buharlaşmış demektir. (Kule pompasını debisi 100 m'/h ise buharlaşan su miktarı 1 mVh.) Soğutma suyu sistemi çok kaliteli memba suyu ile dahi beslenmiş olsa bir süre sonra sistem içinde devridaim eden suyun deniz suyu kadar tuzlanmış olduğu gözlemlenir. Su Soğutma Kulesindeki olay buhar kazanındakine çok benzer. Buhar kazanı içindeki buharlaşma sonucu kazan içinde kalan suyun mineral oranları çok yükselir. Bu oranın belli sınırlar üzerine geçmesi istenmediğinden buhar kazanından sık sık blöf yapılır, blöf miktarı kadar taze su kazana verildiğinde kazan suyu içindeki eriyik mineraller arzu edilen sınırlar içinde kalır. Buhar kazanlarında BLÖF çok alışılmış bir olaysa da soğutma suyu sisteminden blöf yapmak henüz çok alışılmış sayılmaz. Çoğu işletmeci, soğutma kulesini sürekli besleyen taze su sayesinde soğutma suyunun kalitesinin aynı kaldığına inanır. Oysa buharlaşma sonucu soğutma suyunda SAF SU kaybı vardır ve kulenin otomatik beslenmesi ile ancak buharlaşma kaybı karşılanır, fakat besi suyu ile sisteme sürekli olarak yeni mineraller ilave edildiği unutulmamalıdır. Demek ki, sistem içindeki mineral oranını sabit tutmak istersek -ki gereklidir-, aynı buhar kazanında yapıldığı gibi, soğutma suyundan da bir miktar blöf yapmak
Blöf yapılmazsa ne olur? Deniz suyu kadar tuzlanan, sertliği ve silikat oranı yükselen suların soğutma sistemine vereceği zararlar sistemde kullanılan malzeme türüne göre değişir. Fakat bugüne kadar yaptığımız gözlemlerde aşağıdaki problemlere çok şahit olduk:
1. Sistemdeki boruların "elektro-korozyon" (galvanik korozyon da denir) ile incelmeleri ve delinmeleri.
2. Sistemdeki ısı eşanjörlerinin ve boruların kireçlenme, tortu ile tıkanmaları.
3. Soğutma kulesi içinde oluşan taşlar ile kule dolgusunun ağırlaşarak çökmesi.
İstenmeyen bu problemleri önlemenin birinci şartı soğutma suyu içindeki eriyik mineral miktarının belli bir sınırda tutulmasıdır ki bu da , BLÖF ile sağlanabilir. Sistem suy-1'1-dan yapılacak blöf her problemin tek çözümü değildir. Blöf ile beraber soğutma suyunun filtrasyonu ve terbiyesi de gerekir. Filtrasyon ve terbiye şekillerine bu yazımızda yer vermeyeceğiz. Bir soğutma suyu sisteminde, buharlaşan sudan başkaca su kayıpları olur: Örneğin kuledeki hava akımı ile dışarı sürüklenen su damlacıkları ve pompaların salmastralarında meydana gelen kaçaklar gibi. Bu su kaçaklarını BLÖF'ün bir miktarı olarak kabul ede-bilirz. Ancak çoğu zaman bu kadar blöf miktarı soğutma suyu kalitesinin sağlanması için yeterli değildir. Onun için belirlenen kriterlere göre blöf yapmak gerekir.
Blöf Kriterinin Saptanması
Soğutma suyundan blöf ile buhar kazanından blöf arasında bir benzerlik vardır, iki sistemde de blöf, sistem içindeki suyun eriyik mineral miktarı ile, başka bir deyişle SUYUN İLETKENLİĞİ ile ilgilidir. Fakat iki sistem arasında bulunan önemli iki farkın varlığını da hatırlatalım: Sıcaklık farkı: Sıcak suyun mineralleri eritme kabiliyeti daha yüksek olduğundan, buhar kazanı için tolerans gösterilen eriyik mineral miktarlarına soğutma suyunda müsaade edilmez; aksi taktirde mineraller kristalleşere! sistem içinde "kısır veya taş" dener katıları oluşturur.
Malzeme farkı: Buhar kazanı içinde m değdiği yerlerde yalnızca çelil ...u.zeme bulunur, oysa bir soğutma sisteminde, su aynı anda hem çelik hem de sarı ve bakır gibi malzemeler ile temastadır, dolayısı ile değişik metaller arasında elektro-korozyon yaratabilir. Bu olay da soğutma suyunun iletkenlik sınırının aşağıda tutulması için önemli bir sebeptir.
Bu nedenler ile sağlıklı bir işletme için soğutma suyu iletkenliğini en çok 3000 mikroSiemens/cm seviyesinde tutmayı tavsiye ediyoruz. (Silikat oranı çok yüksek sular için bu değer geçerli değildir). Bu değere literatürlerde rastlanmıyor. Ancak, bizim tecrübemize göre bu değer civarında işletilen soğutma sistemleri sağlıklı kalıyor, fazlaca bakım gerektirmiyor ve çok az kimyasal kullanıyorlar. Buhar sistemine verilen taze besi suyunun kimyasal karakterine göre yapılacak blöf miktarı hesaplanır ve buradan işletme ekonomisi bulunur. Buhar sistemi için bu çok önemlidir, çünkü buhar sisteminden yapılan blöf "kaynar sudur" ve sistemin işletme ekonomisini çok etkiler. Soğutma suyu sisteminden yapılan blöf suyunda ise ısı kaybı yoktur, bu nedenle teorik hesapların önemi azdır. Soğutma Suyundan Blöf iletkenliğe göre yapılacağına göre, işletilmesi en kolay yöntem şudur: Su sistemi üzerine suyun iletkenliğini algılayan bir elektrod monte edilir. Bir elektronik kontrol cihazı bu elektroddan aldığı bilgilere göre bir otomatik blöf vanasını kontrol eder. Soğutma suyunun iletkenliği ayar edilen değeri geçtiğinde otomatik olarak bir miktar su blöf edilir. Böylece bir taraftan suyun iletkenliği ayarlanan sınırın üzerine çıkmaz, diğer taraftan gereksiz yere fazla blöf yapılmaz.
Tarifi yapılan otomatik blöf sistemlerini ülkemizden temin etmek mümkündür. İşletme personelinin şahsi kana-atlarına göre yapılan blöfler sonuçta işletmeye zarar verir. Bugünkü teknolojide insan faktörünü en aza indirmek işletme için en ekonomik yöntemdir. (Şema soğutma sistemi üzerindeki otomatik blöf montajını göstermektedir).