Kritik buhar uygulamalarında basınç düşürme istasyonu

Ersun Gürkan Ayvaz, ARI-Armaturen Türkiye Ürün Müdürü Endüstri Mühendisi

Buhardan ısı aktarımı için kullanılan makine ve cihazları korumak amacıyla, buhar basıncı düşürülür. Birçok plakalı ısı değiştirici, conta dayanım sıcaklığından dolayı azami 4 barg; benzer birçok ısı değiştirici cihaz da benzer basınçlarda ve alt basınç seviyelerinde buhar kullanır. Ayrıca buhar basıncını 32 barg ve daha aşağı basınçlardan alt basınç seviyelerine indirmek buharı daha kuru hale getirir.

Şekil-I’de görüldüğü gibi 32 barg ve daha düşük basınç seviyelerinden buhar basıncı düşürüldüğünde buharlaşma için gereken entalpi değeri azaldığı için kuru buhar elde edilmektedir. Saturation line (doyma çizgisi) %100 doymuş buharın oluştuğu çizgidir.

Şekil-I: H-P-T diyagramı

Şekil-II’de görüldüğü gibi yatay buhar hatlarında borunun alt yüzeyindeki kondens akışının sağlanması için eksantrik redüksiyon kullanılmalıdır. Eksantrik redüksiyon kullanımı koç darbesi oluşumunu da engeller. Bununla birlikte buhar hattına akış yönüne doğru 5/1000 gibi bir eğim verilmelidir.

Şekil-II: Yatay buhar hatları için redüksiyon seçimi

Sanayide birçok sektörde buhar beslemesinin kaybı veya kontrolden çıkması sonucu üretim kaybı ve fire oluşabilmektedir. Bu durumda oluşan herhangi bir arızanın en kısa sürede giderilip sistemin sürdürebilirliği sağlanmalıdır. Buradaki üretim kaybı maliyeti yanında fazladan kullanılan vana grubunun ek maliyeti hiçbir anlam ifade etmez.

Hassas ve esnek basınç düşümü için tercihen STEVI pnömatik aktüatörlü oransal kontrol vanaları, elektro-pnömatik pozisyoner ile kullanılmalıdır. Eğer basınçlı hava beslemesi sağlanamıyorsa, PREDU doğrudan tesirli basınç düşürücü kullanılabilir.

Şekil-II’de görüldüğü gibi PREDU basınç düşürücü ile yedekli sistem yapısı oluşturmak mümkün; özellikle basınçlı hava ve elektrik götürülemediği nokta doğru bir çözüm oluşturabilirsiniz. PREDU’nun tepki süresini düşürmek için, paket içinden çıkan orifis “kontrol hattına” monte edilmelidir. SAFE 902 emniyet ventilinin açma basıncının düşürülen basıncın 1,25 katı olması tavsiye olunur.

Sistemi oluşturduktan sonra dengeleme kabına bağlı olan kontrol hattı tıkanmaya karşı kontrol edilmelidir. Sahada yanlış montaj sonucu, özellikle dişli bağlantılara sarılan contaların kontrol hattına kaçırılması ile tıkanma uygulamada basınç düşürülememesi sorunu oluşturabilir.

Şekil-III’de görüldüğü gibi STEVI pnömatik aktüatörlü oransal kontrol vanası ile yedekli sistem yapısı oluşturmak mümkün; özellikle basınçlı hava ve elektrik götürülebildiği nokta doğru bir çözüm oluşturabilirsiniz. STEVI kontrol vanasının pnömatik aktüatör ile tepki süresi saniyeler ile ölçülebilir. Yük dalgalanmaları sonucunda yaşanan basınç dalgalanmalarına saniyeler içinde tepki verebilir. Hassas, esnek basınç kontrolü, PID kontrolör aracılığıyla da sağlanır ve hızlı bir şekilde çıkış basıncı ayarı değiştirilebilir. SAFE 902 emniyet ventilinin açma basıncının düşürülen basıncın 1,15 katı olması tavsiye olunur.

Burada dikkat edilmesi gereken konular; basınçlı hava besleme bağlantılarının düzgün yapılması ve nemli havanın aktüatör diyaframına ve pozisyonere girmesini engellemek için filtre ve manometreli hava regülatörü kullanılmasıdır. Hava besleme bağlantılarında kaçak varsa aktüatör titreşim yaparak yavaş yavaş açılır. Nemli hava beslemesi ise kısa sürede diyaframa ve/veya pozisyonere zarar verir. Diyaframa beslenecek hava basıncı 6 bar’ı geçmemelidir. Bazı özel aktüatörlerde, diyafram azami 4-5 bar hava basıncı ile beslenmelidir.