CİHAN MAKİNA MÜHENDİSLİK

‘’İşi Bir Defa da Doğru Yapar’’

DOĞALGAZ & LNG HAKKINDA GENEL BİLGİLER
 
 
CMM CİHAN MAKİNA MÜHENDİSLİK
 
 
 
BU EĞİTİM NOTLARI CİHAN MAKİNA MÜHENDİSLİK TARAFINDAN ÖZEL OLARAK HAZIRLANMIŞTIR.
 
 
İÇİNDEKİLER
 
 
        A – DOĞALGAZ HAKKINDA GENEL BİLGİLER
 
                 I.      DOĞALGAZ NEDİR ?
                II.      DOĞALGAZ NASIL ÜRETİLİR?
               III.      DOĞALGAZIN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ
 *LNG Nedir?
 *LNG Fiziksel Özellikleri
                 IV. DOĞALGAZIN ÜSTÜNLÜKLERİ VE DİĞER YAKITLARLA KARŞILAŞTIRILMASI  EMNİYET ÖZELLİKLERİ AÇISINDAN DG-LPG KARŞILAŞTIRILMASI
                 V.      DOĞALGAZIN BİLEŞENLERİ
                 VI.      GAZ KAÇAKLARINDA NE YAPABİLİRİZ!!!
 
        B – SANAYİDE DOĞALGAZ DÖNÜŞÜM TEKNİKLERİ
 
1)       Doğalgazın Sanayide Kullanımı
2)      Fabrika içi Doğalgaz Dağılım Tesisatı
3)      Ara Kademe Basınç Düşürme İstasyonları
4)      Yakma Sistemleri
5)      Isı Transfer Ortamları
6)      Güvenlik ve Uyarı Sistemleri
7)      SONUÇ
 
  
 
 
A) DOĞALGAZ HAKKINDA GENEL BİLGİLER
 
 
  
 
            I.      DOĞALGAZ NEDİR ?       
 Doğalgaz yeraltından çıkarılan, ısıl değeri yüksek, bileşeninde %76-95 oranında metan, etan ve propan gibi hidrokarbonlarla birlikte az miktarda azot ve karbondioksit gazı da içeren fosil yakıttır. Birincil enerji kaynağıdır. Genellikle sıradağ yamaçlarında rastlanır. Petrol yataklarında yada serbest olarak bulunur.
Doğalgaz’ın insanlığın ilk çağlarından beri kullanıldığı bilinmektedir. Enerjinin birincil derecede önemli olduğu seramik, cam, metalurji,demir-çelik sektörlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikle; temiz, çevreye duyarlı, otomatik kontrolünün oldukça ilerlemiş teknoloji ile yapılması ve ucuz olması sebebiyle sanayi ve konutlarda kullanımı oldukça yaygınlaşmıştır. İlk doğalgaz yatağı 1815 yılında batı Virginia’daki tuz ocağında bulunmuştur.Ülkemizde ise 1980’li yıllarda yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır.
 
        II.      DOĞALGAZ NASIL ÜRETİLİR ?
Doğalgaz yeraltından çıkarılır ve çıkarıldığı gibi kullanılır. Bağımsız doğalgaz yatakları olabildiği gibi petrol yataklarının üstünde veya civarında da olabilmektedir. Genellikle yeryüzünün binlerce metre altında bulunur. Son zamanlarda ise 7.000 metre derinlikte doğalgaz rezervlerine rastlanmıştır. Bu rezervler büyük boşluklar halinde değil, gözenekli katmanlar şeklindedir.Doğalgaz yeraltında yaklaşık 300 bar basınç mertebelerinde bulunmaktadır.
 
     III.      DOĞALGAZIN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ
 
1.     Havadan hafif bir gazdır.
Doğalgazın havaya göre yoğunluğu 0.63-0.76 oranındadır. Yani havadan hafif bir gazdır. Dolayısı ile herhangi bir gaz kaçağında yükselerek ortamdan uzaklaşır.
 
2.     Zehirli bir gaz değildir.
Zehirli bir gaz olmamasına karşın, ortamdaki oksijenin azalmasından ötürü, havasızlıktan ölümlere sebebiyet verebilmektedir.
 
3.     Kuru bir gazdır.İçinde su buharı bulunmaz.
 
4.     Renksiz ve kokusuz bir gazdır.
Dolayısı ile gaz kaçaklarının kolay tesbit edilebilmesi için sonradan katkı maddeleri ile kokulandırılır. Örneğin İstanbul şebekesinde, çürük yumurta, sarımsak kokusu veren THT (Tetra Hidro Teofen) kullanılarak kokulandırılır.
 
5.     Yanma oranı yaklaşık 1/15 dir.
Yanma için %5-10 oranında hava ile karışması gerekmektedir. 1 Nm3 doğalgazın yanması için 14-15 Nm3 havaya ihtiyaç vardır. Kendiliğinden tutuşma oranı %12’dir.Bu oranların altında zengin karışımın içine hava alarak heran tehlike sınırlarına girebileceği unutulmamalıdır.
  
 
6.     Sıvılaştırılarak depolanması ve nakledilmesi zordur.
Doğalgaz deniz seviyesinde -160OC de sıvılaşır. -82OC ise sıvılaşması için 47 bar mertebelerinde basınç gerekmektedir. Yani sıvılaştırılarak depolanması ve nakledilmesi için oldukça zor şartlar gerekmektedir.
                                                 
7.      Alt ısıl değeri çıkarıldığı kaynaklara ve bileşim oranına göre 8.250-8.700 kcal/Nm3 arasında değişmektedir.
 
      *LNG Nedir?
   LNG doğalgazın sıvılaştırılmış halidir. İngilizce “Liquefied Natural Gas” kelimelerinin kısaltmasıdır. Yanıcı bir maddedir. Sıvı halde depolama sıcaklığı -160OC civarındadır. Dolayısıyla LNG’nin bu sıcaklıkta muhafaza edilebilmesi için kriyojenik bir depolama sistemine ihtiyaç duyulmaktadır.
     Kriyojonik tanklar iç içe iki kaptan oluşmaktadır. İçteki paslanmaz tank LNG depolamakta kullanılır. Dıştaki izolasyon kabıdır. İki tank arasında izolasyon olarak perlit ve vakum bulunur. Böylece taşıma, depolama ve transfer işlemleri sırasında LNG’nin sıvı halde kalması sağlanmış olur.
    LNG sisteminin ikinci ana parçası ise atmosferik buharlaştırıcılardır. Tanktan gelen sıvılaştırılmış doğalgazı ortam ısısını kullanarak gazlaştırırlar. Geniş ısı transfer yüzeyleri ve ortam ile sıvılaştırılmış doğalgazın arasındaki ısı farkı sayesinde yüksek ısı değiştirme kabiliyetleri vardır. Tammamen alüminyumdan üretilmişlerdir. Bakım gerektirmezler. Ayrıca atmosferik özellikleri nedeniyle herhangi bir elektrik veya ısı enerjisine ihtiyaç duymazlar.
 
*LNG Fiziksel Özellikleri
 
LNG Bileşenleri
Metan         91.41%
Etan            8.02%
Propan         0.28%
Nitrojen      0.30%
 
Yoğunluk
Gaz fazı:         0.73 kg/Sm3
Sıvı faz :         0.42 kg/litre
 
Kalorifik Değer
Gaz fazı:         9.700 Kcal/Sm3
Sıvı faz :         13.300 Kcal/kg.
 
Yanma Verimi
% 92
 
*Fiziksel Dönüşüm Katsayıları (sabit)
1 Kwh       =    860 Kcal
1MMBTU =     293 Kwh
   
 
       IV.      DOĞALGAZIN AVANTAJLARI VE DİĞER YAKITLARLA KARŞILAŞTIRILMASI
Doğalgaz kullanmanın getirdiği başlıca avantajları şu şekilde sıralayabiliriz.
a.      Doğalgaz borularla taşındığı için depolama sorunu olmayan, heran kullanıma hazır bir yakıttır.
b.     Depolama gerektirmediğinden binalarda yer kazancı sağlanmış olur.
c.      Merkezi sistem dağıtıma uygun olduğu için, önce kullanıp sonra ödemek gibi bir avantaja sahiptir.
d.     Yanma sonucu kül ve duman çıkarmadığı için çevreyi diğer fosil yakıtlara oranla daha az kirletir.
e.      Yakma teknolojisi son derece gelişmiştir. Otomatik kontrolünün kolaylığı, verimli ve güvenli yanması nedeniyle ekonomiktir.
f.      Gaz olması nedeniyle ısıtma, sıcak su hazırlama. Pişirme, buhar elde etme v.b. bir çok amaç için rahatlıkla kullanılabilir.
g.      Verimli yanma sayesinde yakıt maliyeti minumum seviyelerdedir.
h.     Ön yakıt hazırlama tesis ve işletme giderleri yoktur.
i.       Küçük boyutlu kazanlar kullanılarak yer kazancı sağlanabilir.
j.       Kazanın ömrü diğer yakıtlara oranla daha uzundur.
k.      Temiz bir yakıttır.Kullanıldığı cihazlarda arıza, bakım ve işletme giderleri çok düşüktür.
l.       Ekonomizör ilave edilerek baca gazı sıcaklıkları düşürülebilir ve atık ısısından yararlanılarak yakıt tasarrufu sağlanabilir.
m.    Doğalgazlı cihazlar düşük basınçlarda çalıştıkları için tüpler gibi patlama riski ve basınçlı parça tesiri yoktur.
n.      Üretildiği yerlerde kullanıma sunulmadan önce içindeki kükürt (S) temizlendiği için asit yağmuru etkisi yoktur.
o.      Havadan hafif olduğu için bulunduğu ortamdan yükselerek kaçmak ister. Bu nedenle doğalgaz güvenli bir yakıttır.
 
NOT : Ancak unutulmamalıdır ki; doğalgaz kapalı hacimlerde %5 - %15 oranında havayla bir karışım oluşturduğunda, küçük bir kıvılcımla patlayabilen ve büyük hasar yaratabilen bir yakıttır. Doğalgaz kullanımında güvenlik, kalite, bilinç ve organizasyon çok önemlidir. Endüstriyel uygulamalarda doğalgazın kullanımı yalnızca enerji tasarrufu sağlamakla kalmaz verimliliği de artırır, son ürünün kalitesini yükseltir.İşletme ve bakım giderlerini en aza indirir.
 
EMNİYET ÖZELLİKLERİ AÇISINDAN DG-LPG KARŞILAŞTIRILMASI
 
        Doğalgaz renksiz ve kokusuz olmasına karşın LPG kokusu ile fark edilir. LPG gazlar havadan ağırdır, kaçak halinde döşemeye doğru çöker ve tahliyesi daha zordur. Doğalgazın alt patlama sınırı % 5 hacimsel olup kaçak konsantrasyonunun eriştiği % 1 lik değer dünyaca kabul edilmiş alarm değeridir. LPG için alt patlama sınırı %1.5 - %2 hacimsel olup konsantrasyonunun eriştiği %0.3-%0.4 düzeyi Dünyaca kabul edilmiş
alarm değeridir. Alt patlama sınırının yüksek olması bakımından Doğalgaz LPG ye göre daha güvenilir diyebiliriz.
 
  

 

 
Hava Gazı
LPG
Doğalgaz
Yoğunluk kg / m3
0.56
 
2.59
 
0.76
 
Isıl değer Mj / m3
( kcal/h / m3 )
19.45 (4.650)
114.72 (27.445)
35.86 (8.580)
Zehirlilik
Zehirli
Zehirsiz
Zehirsiz
Patlama Sınırı
% 5 -30
% 1.5 -9
% 5 -15
Yanma Hızı m/s
1
0.48
0.43

 

 
           V.      DOĞALGAZ BİLEŞENLERİ
 

 

Metan (CH4) Min.   %85
% 98,68
Etan (C2H6) Max. %7
% 0,211
Propan (C3H8) Max. %3
% 0,043
Bütan (C4H10) Max. %2
% 0,017
Diğer Hidrokarbonlar (CmHn) Max. %1
% 0,033
Karbondioksit (CO2) Max. %3
% 0,035
Oksijen (O2) Max. %0,02
-
Azot (N2) Max. %5
 
Hidrojensülfür (H2S)
Max. 5.1 mg/ m3
 
Toplam Kükürt (S)
Max. 102 mg/ m3
 
Üst.Isıl Değer Max. Mj / m3
39.02
 
Üst.Isıl Değer Ort. Mj / m3
37.62
 
Üst.Isıl Değer Min. Mj / m3
37.57
 

 

 
 
       VI.      GAZ KAÇAKLARINDA NE YAPABİLİRİZ!!!
ü       RMG İSTASYONU ÇIKIŞINDAKİ VANAYI KAPATIN !
ü       VENT VANASINI AÇIN !
ü       TESİSATTAKİ GAZI BOŞALTIN !
ü       ELEKTRİK ŞALTERİNİ KULLANMAYIN !
ü       BÜTÜN HAVALANDIRMALARI AÇIN !
ü       BÜTÜN CİHAZ VANALARINI KAPATIN ! VENT VANALARINI AÇIN !
ü       SİGARA İÇMEYİN !
ü       KİBRİT VE ÇAKMAK YAKMAYIN !
ü       ESNEK BAĞLANTILARI AYDA BİR SEFER MUTLAKA KONTROL EDİN ‘
ü       OSB YETKİLİLERİNİ HEMEN ARAYIN !
 

B) SANAYİDE DOĞALGAZ DÖNÜŞÜM TEKNİKLERİ

 
 
 
            I.      GİRİŞ.       
Bu bölümde orta basınç fabrika içi sistem dönüşümlerini teknik anlamda kısaca özetlemeye çalışacağız. Sanayide doğalgaza dönüşüm çalışmaları standartlara uyulduğu, uygun malzeme kullanılması durumunda güvenli bir yakıttır. Ülkemizde bu standartlar Botaş’ın “Endüstriyel Tesislerde Doğalgaza Geçiş El Kitabı” ‘ında yayınlanmıştır. Sanayide doğalgaza geçiş iyi bir fizibilite araştırması ile gerekli olan çalışmaları belirleyerek yapıldığı koşulda yararları sayılamayacak kadar çoktur. Doğalgazın O.S.B. içerisindeki işleyişini kısaca özetlemek gerekirse;. O.S.B. doğalgaz altyapı hattına, BOTAŞ RMS-B tipi basınç düşürme istasyonundan 4 Bar basınç da gaz verilmektedir. 4 bara düşürülen gaz , PE boru hatları vasıtasıyla tek tek fabrikaların 4-1 bar sayaç ve reglaj istasyonlarına ulaştırılmaktadır. Ana işlevi fabrika gaz kullanımını izlemek ve faturalamak olan bu sayaç ünitelerinden itibaren tesisler kendi iç dönüşüm çalışmalarını yürütmektedir.
 
        II.      ORTAK BASINÇ FABRİKA İÇİ SİSTEM DÖNÜŞÜMLERİ 
     
1.     Doğalgazın Sanayide Kullanımı
Enerji kullanımı, sanayide en çok sıcak su,kızgın su, buhar, kızgın yağ gereksiniminin karşılanmasında karşımıza çıkmaktadır. Bunun yanı sıra proseste, ısıl işlem ve ergitme fırınlarında, kurutma, pişirme işlemlerinde, yüzey temizleme banyolarında ve ortam ısıtmasında da büyük miktarda enerji tüketimi olmaktadır.
Sanayinin can damarı olan enerji, değişik yakıt türleri ve elektrikten karşılanmaktadır. Tesislerin kalbi olan enerji santralleri (kazan daireleri v.b.) hem teknik donanımları, hem de yakıt harcamaları açısından önemli maliyet kalemlerinden birini oluşturmaktadır.
Genellikle tarım, gıda,tekstil ve metalürji sektörlerinde yaygın olmak üzere birçok sanayi dalında sıcak su ve buhara çok gereksinim duyulmaktadır. Toprak ve seramik sanayinde kullanılan pişirme fırınlarında; Metalürji sanayinde ısıl işlem ve ergitme fırınlarında; Otomotiv de boya kurutma, yüzey temizleme banyolarında; Tekstilde kurutma makinalarında (yakıtı direkt yada indirekt yakarak) enerji tüketimi yoğundur.
Doğalgaz, sanayide gerek direkt olarak proseste,gerekse de ısı santrallerinde enerji üretiminde diğer tüm yakıtlara alternatif olarak kullanılabilir. Doğalgazın hem yanma kolaylığından,hem de atık gazlarının kompozisyonundan kaynaklanan nedenlerden dolayı proseste kullanımının avantajları çok fazladır.
Yakıt maliyetleri, yakıt sisteminin maliyetleri, yanma verimleri, bakım maliyet ve kolaylıkları açısından doğalgazın üstünlükleri sayılamayacak kadar çoktur.
 
2.     Fabrika İçi Doğalgaz Dağıtım Tesisatı
Her yakıt tesisatı ve yakma sistemi gibi doğalgazın da bu avantajlarını maksimum düzeyde değerlendirebilmek için standartlara ve teknik koşullara uygun bir tesisatlandırma gerçekleştirmek gerekir. Bununda ön koşulu iyi bir projelendirme çalışmasıdır.
 
Fabrika içi sistem dönüşümlerinde proje çalışması nereden başlar ve proje çalışmasında dikkat edilecek noktalar nelerdir?
   
 
a.      Doğalgazın tüketileceği tüketim noktaları ve enerji gereksinimine bağlı olarak gazın bu noktalardaki tüketim değerleri belirlenir.
b.     Tüketim noktalarındaki yakma sistemlerinin ( brülör, bek v.b. ) en verimli ve en güvenli olarak yakacakları gaz basınç değeri saptanır.
c.      Güvenli, bakım ve müdahale açısından ulaşım kolaylığı olan gaz uygulama standartlarına uygun, tesis içerisindeki en kısa güzergah belirlenir.
d.    Güzergahın belirlenmesinden sonra tüketim noktalarına gaz taşıyacak boruların çaplarının tayini gereklidir. Boru çapının tayininde iki ana değişken, hız ve basınç kaybının hesaplanmasıdır. Gaz hızı ortalama 25 m/sn olmalıdır; Hız değeri özellikle yakma sistemi ( brülör, beg vb. ) girişi öncesinde önem kazanmaktadır. Basınç kayıpları hat basıncı göz önüne alınarak; Abaklar, gerekli hız ve basınç kaybı formülleri kullanılarak hesaplanır.
e.      Proje hesapları ile birlikte yürütülmesi gereken diğer bir çalışmada standart ve normlara uygun malzeme ve ekipmanların seçimidir. Borular, vanalar, fittingsler ve diğer malzeme ve ekipmanlar; basınç sınıfları, konstrüktif yapıları ve malzeme özellikleri açısından doğalgaza uygun olmalıdır.
f.      Doğalgaz dağılım hattı yer altı ve yerüstü hat olarak döşenir. Döşeneceği güzergaha, bakım ve kullanım kolaylığına, malzeme özelliklerine, tüketim noktalarının konumlarına , güvenlik faktörüne ve maliyet analizlerine göre bu iki döşeme yöntemlerinden biri seçilebilir.
 
Proje çalışmasına bağlı olarak yürütülecek uygulamada dikkat edilmesi gereken noktalar şunlardır;
 
1)      Yeraltından giden güzergahlarda boru, standartların belirlediği hendek derinliklerinde ve uygun şekilde yataklanarak döşenmelidir.
2)      Yeraltı borusu çelik boru ise korozyona karşı mutlaka polietilen ile kaplanarak ve katodik koruma yöntemi ile korunmalıdır.
3)      Yeraltı boruları kesinlikle rögar, kanal vb. açık olmayan ortamlardan geçirilmemeli, geçirilmek zorunda kalındığında da sızdırmazlığı sağlanmış, kılavuz borular içine alınmalıdır.
4)      Yeraltı borusu Polietilen boru olarak seçilmişse (PE boru korezyona karşı dayanıklı dolayısıyla daha uzun ömürlüdür) gerekli yerlerde takviye koruma önlemleri ile korunmalıdır.
5)      Yerüstünden yeraltına geçiş noktalarında izole flanş ile elektrikli olarak hattın izolasyonu sağlanmalıdır.
6)      Yerüstü hatları trafolar ve enerji nakil hatlarından standart uzaklıklarda, güvenli bir şekilde supportlanarak monte edilmelidir.
7)      Hat, lastik vb. izole malzemeleri ile elektrik kaçaklarına karşı izole edilmelidir.
8)      Tüm yerüstü çelik hat standart direnç değerlerine göre topraklanmalıdır.
9)      Yerüstü hat agressif akışkan borularından gerekli güvenlik mesafeleri alınarak döşenmelidir.
10) Uzun hatlarda ısıl genleşmeyi göz önüne alarak esnek bağlantı parçaları veya omegalarla hatta oluşabilecek gerilmeler karşılanabilmelidir.
11) Hat bina girişlerinde ve duvar geçişlerinde sızdırmazlık önlemleri alınarak geçirilmelidir.
12) Boru ve ekipmanlar korozyona karşı sarı boya ile boyanmalıdır.
 
 
 
3.     Ara Kademe Basınç Düşürme İstasyonları (BDİ).
Orta basınç fabrika içi sistem dönüşümlerinin önemli bir parçası da ara kademe basınç düşürme istasyonlarıdır. Bu nedenle ayrı bir alt başlık altında ele alınacaktır.
Ara kademe basınç düşürme istasyonları gaz basıncını yakma sistemlerine girmeden önce istenen basınç değerlerine indirebilmek için kurulurlar. Tesislerde çok gerekli olmadıkça özellikle bina içlerinde gaz, yüksek basınçta dolaştırılmamalıdır. Tüketim noktalarına yakın bir yere kadar basınç kayıpları ve yatırım maliyetleri göz önüne alınarak, gaz orta basınçta getirilir. Güzergah üzerinde güvenlik ve bakım kolaylıkları açısından en uygun noktada BDİ kurulur.
BDİ’ları regülatör, vana, filtre ve diğer kontrol ekipmanlarından oluşmaktadır. BDİ ekipmanlarının belirlenmesi ve sistem tasarımının gerçekleştirilmesi, debi, düşürülecek basınç aralığı, gürültü vb. kriterler dikkate alınarak yapılır.
 
BDİ ‘ları işlevlerine göre;
a)      Tek hatlı
b)      Çift hatlı
Olarak tasarlanabilirler.
Eğer basınç düşürme noktası ana dağılım hattı üzerindeyse ve gazın kesintisiz olarak sağlanması gerekiyorsa “çift hatlı” olmasında yarar bulunmaktadır.
BDİ’ na görevli kimselerin dışında kimse müdahale etmemelidir. BDİ çevresi bir güvenlik çiti ile çevrilmeli, uyarı işaretleri konulmalıdır Dış etkilere karşı, üzeri kapatılarak korunmalıdır. Kapalı bir ortam içerisine kurulmuşsa bina havalandırması standartlara uygun olarak sağlanmalıdır.
 
4.     Yakma Sistemleri.
Doğolgazın avantajlarından yararlanabilmek ancak onun verimli bir şekilde yakılması ile mümkündür. Bunun için önemli kriterde uygun yakma sistemlerinin belirlenip seçilmesidir. Seçimde temel değişkenler kullanım amacı, yanma ortamlarında ( kazan, proses fırını vb. ) karşı basınç ve ısı transfer yapıları, yanma verimi ve enerji gereksinimidir.
 
Yakma sistemlerini iki ana başlık altında ele alabiliriz.
a)      Brülör ve Bekler
b)      Gaz Yolu Ekipmanları
 
a)      Brülör ve Bekler
         Doğalgaz brülörleri, yaktıkları gazın basıncına göre;
·         Alçak basınçlı
·         Yüksek basınçlı
 
  
Brülörler olarak ikiye ayrılırlar. Düşük basınçlı brülörler daha küçük tip kazanlarda kullanılırlar. Çalışma basınçları 18-25 mbar arasındadır.Yüksek basınçlı olanlarda ise çalışma basıncı 150-300 mbar arasındadır.
 
Gaz yakıtlı brülörlerde yanma ve emniyet sistemlerine “beyin” denilen kontrol kutusuyla kumanda edilir.
Kontrol kutusu, alev sönmesi, ateşleme olmaması durumunda veya termostat kumandasıyla gazı keserek brülörün çalışmasını durdurur. Brülör ilk çalışması sırasında, önceki çalışmadan cihaz içerisinde kalması muhtemel gazların patlamasını önlemek için süresi iki dakikaya kadar değişen bir ön süpürme işlemi yapar. Ateşleme elektrotları vasıtasıyla gaz tutuşturulur, gazın tutuşup tutuşmadığı alevin ultraviole ışınlarına duyarlı fotoseller veya iyonizasyon elektrotlarıyla çalışan alev kontrol üniteleri tarafından kontrol edilir.
Yakma havasını brülöre veren fanlarda gerekli hava basıncını sağlayacak şekilde ayarlanabilen bir basınç şalteri bulunmaktadır.
Brülörler;
·         Tek kademeli
·         İki kademeli
·         Oransal
Olmak üzere çalışma prensipleri açısından üç’e ayrılır.
Tek kademeli brülörler maksimum kapasitede ve kademesiz on/off çalışırlar. Brülörün monte edileceği kazan veya gerecin tüketim değerlerine bağlı olarak brülör kapasitesi belirlenebilmektedir.
Çift kademeli brülörler enerji ihtiyacının değişken olduğu durumlarda iki sabit kapasitede çalışırlar.
Birinci kapasite, maksimum olarak brülör kapasitesinin %40’ ı oranındadır. Enerji gereksinimi artacak olursa ikinci kademe devreye girer, çekiş azalınca devreden çıkar.
Oransal brülörler, özellikle buhar çekişinin ani ve yüksek oranlarda ve değişken olduğu tekstil sanayinde daha çok kullanılmaktadır.
Brülörler çift yakıtlı olarak da seçilebilir. Yanma verimini maksimum düzeyde tutmak için brülör ayarlarını sıkça kontrol etmek gerekir. Baca gazı analizi yaparak bu kolaylıkla sağlanabilir.
Bekler doğalgazın yakılacağı ünitelerin özel koşullarına prosesin niteliklerine göre özelliklerde tasarımı olan bir tür brülörlerdir. Isıl işlem ünitelerinde, fırınlarda, tekstil makinalarında değişik uygulamaları bulunmaktadır.
 
b)      Gaz Yolu Ekipmanları
Gaz yolu ekipmanları, brülör beyni ile kumandalı olarak çalışan ve gazın en uygun, güvenli koşullarda brülör tarafından yakılmasını sağlayan ekipmanlar bütünüdür.
Bunlar gazı brülörün istediği basınç aralıklarında hazırlayan ekipman hattını oluştururlar. İyi bir yanma için zorunlu olanlarla, seçime bağlı olan ekipmanları bir bütün olarak aşağıdaki şekilde listeleyebiliriz;
 
1)       Ayırma vanası
2)      Filtre
3)      Giriş manometresi
4)      Emniyet kesme vanası
5)      Basınç regülatörü
6)      Gaz sayacı
7)      Çıkış manometresi
8)      Test alev beki
9)      Emniyet Relief vanası
10)   Minumum ve maksimum gaz basınç şalterleri (presostad)
11)    Manyetik Ventiller
12)   Hava basınç ayar şalteri
  
 
Ayırma Vanası : Gaz yoluna gaz girişini kesmek için kullanılır.
Filtre : Gaz ile taşınabilecek olan parçacıkların gaz ayar ekipmanlarına giderek zarar vermesini engeller.
Emniyet kesme vanası : Gaz hattını ve regülatörü basınç yükselme ve düşmelerine karşı korur.
Basınç Regülatörü : Gaz basıncını brülör yakma basıncına düşürür.
Minumum ve maksimum gaz basınç şalterleri : Ayarlandıkları alt ve üst basınç değerlerine bağlı olarak kontrol panosu vasıtasıyla brülöre giden gazı açar, kaparlar.
Emniyet relief vanası : Gaz basıncı artınca ayarlandığı basınç değerine ulaşıp açarak fazla gazı ortam dışına tahliye ederler.
Manyetik ventiller : Alevin sönmesi veya ateşleme olmaması gibi durumlarda brülöre gaz gelişini keserler. Güvenlik açısından işletme ve emniyet ventili olmak üzere iki adettirler. İşletme selenoidi arızalanırsa otomatik olarak ona paralel çalışan emniyet selenoidi devreye girer.
Hava basınç ayar şalterleri : Hava fanına kumanda ederek hava gaz ayarının optimum olmasını sağlar.
 
Gaz yolu ekipmanları yanmayı hazırlayan en önemli ekipmanlar oldukları, bir bütün olarak çalıştıkları için brülörle uyumlu olarak seçilmelidirler.
 
5.     Isı Transfer Ortamları ( Kazan vb. ).
Sanayide doğalgazın yakılacağı ısı transfer ortamlarını üç grupta toplayabiliriz :
a)      Doğalgazlı kazanlar
b)      Katı yakıtlı doğalgaza dönüştürülmesi gereken kazanlar
c)      Sıvı yakıtlı doğalgaza dönüştürülmesi gereken kazanlar
d)      Proses üniteleri, tekstil makinaları
e)      Radyant ısıtma sistemleri
 
a)      Doğalgazlı Kazanlar :
               Doğalgazla çalışabilecek bir kazanın konstrüktif özelliklerini şu şekilde özetleyebiliriz;
Ø       Doğalgazda yanma odasında ki radyasyon ısı transferi diğer yakıtlara göre daha azdır. Alev çapı ve uzunluğu aynı kapasitedeki sıvı yakıt brülöründen elde edilenden daha küçüktür. Bundan dolayı doğalgazlı kazanlarda yanma hücresi diğerlerine göre daha küçük seçilmelidir. Ancak yanma odası yakıtın tam yanmasına olanak verecek büyüklükte olmalıdır.
Ø       Alev hiçbir şekilde yanma odasının cidarını yalamamalı ve doğrudan temas halinde bulunmamalıdır.
Ø       Alevin çarparak geri döndüğü karşı basınçlı kazanlarda bu bölgedeki malzeme kalınlığı ve kalitesi sıcaklık ve basınç farklılıklarına cevap verecek kalitede olmalıdır.
Ø       Radyasyon ısı transferinin az olmasından dolayı cehennemlikteki alev ve duman gazları sıcaklıkları 150-200OC daha fazla olacaktır. Ancak sıcaklık farkının artması borulardaki konveksiyon ısı transferini de arttıracağından bu durum kapatılabilecektir.
Ø       Borularda ısı transferini artırabilmenin başka bir yolu da gaz akışını türbülanslı akım olacak şekilde ayarlamaktır. Bu boru içlerine türbülatörler yerleştirilerek yapılabilir. Bu durum karşı basıncı da artıracağından ısı transferi de artacaktır.
 
 
Ø       Doğalgazlı kazanlarda yüksek sıcaklıktan ve rejime girme süresinin azlığından bütün borular aynalara kaynaklı olmalıdır. Duman boruları aynalara kaynak edildiğinde boru aynaları daha ince seçilebilir ; böylelikle ısı transferi de artacaktır.
Ø       Baca gazlarında korozyona sebep olucu yanma ürünleri çok az olduğundan boru ömürleri de uzun olmaktadır.
Ø       Doğalgazlı kazanlarda, patlama kapağı, duman sandığı, baca damperi, brülör flanşı ve duman kanalları gibi bölgelerde gaz sızdırmazlığı sağlanmalıdır.
Ø       Su ile soğutulmayan bütün yüzeyler refrakter malzeme ile kaplanmalıdır.
 
b)      Katı Yakıtlı, Doğalgaza Dönüştürülmesi Gereken Kazanlar,
               Dönüşüm için yapılması gerekenleri şu şekilde özetleyebiliriz :
Ø       Izgara, ızgara köprüleri, ateş kapağı, küllük kapağı ve baca damperi sökülüp çıkarılır. Kazanın arka kapağına doğrudan ocağa açılan bir patlama kapağı yapılır. Gaz sızdırmazlığı sağlanmış ve zamanla işlevlerini yitirmeyecek şekilde olmalıdır.
Ø       Ateş kapağı yerine en az 10 mm kalınlığında ve alevin gözetlenebileceği bir gözetleme camı bulunan Brülör bağlantı flanşı yerleştirilir. Ateşe dayanıklı sızdırmazlık elemanlarıyla gaz sızdırmazlığı sağlanır.
Ø       Sökülen küllük kapağı yerine beton dökülür ve küllük hacmi (yarım silindirik kazanlarda) kumla doldurulup sıkıştırılır. Aynı işlem küllük kapağı sabitleştirilerek de yapılabilir. Kumun üzeri ve kazanın kenarları refrakter malzeme ile kapatılır ve araları şamot harcı ile doldurulur.
Ø       Kazanda hava alabilecek bütün yerler amyant ile kapatılır ve şamot ile sıvanarak gaz sızdırmazlığı sağlanır.
Ø       Alevle baca gazlarıyla doğrudan karşılaşan makinetolu boruların tümü aynaya kaynaklanmalıdır. Bu kaynak işlemi özel olarak aynaya kaynak ağzı açılarak ve boru ayna yüzeyine sıfırlanarak yapılır.
Ø       Aynı şekilde payanda borularının da uçları çıkıntılı olanları taşlanarak sıfırlanmalıdır.
Ø       Kazanda su ile soğutulmayan tüm yüzeyler refrakter malzeme ile kaplanarak yüksek sıcaklıklara karşı korunmalıdır. Örneğin brülör flanşının çevresi, temizleme deliği, patlama kapağı.
Ø       Kapasitesinin yüksek seçildiği yada ocak hacminin geniş olduğu kazanlarda ocak içi reflakter malzeme ile kaplanarak hacim küçültülür, yalnız bu işlem ısı tranfer yüzeyini küçülteceğinden kazan verimini düşürür.
Ø       Doğalgazda radyasyon ısı transfer yüzdesi daha azdır. Bu yüzden konveksiyon ısı transferini artırabilmek amacıyla duman borularına türbülatörler takılması uygun olur. Kazan verimini %5 ‘e varacak oranda artırmaktadır.
Ø       Dönüşüm tamamlanmadan önce, kazan işletmeye almadan alınmadan duman boruları is, kurum ve sülfat taşlarından temizlenir. Su hacimlerindeki kireç ve diğer tortular alınarak kazan verimi artırılır.
Ø       Baca gazı analizi yapılarak kazan verimi gözlenip brülörün yanma ayarları yapılmalıdır.
Ø       Kazan üzerindeki emniyet sistemleri ve kontrol ekipmanları gözden geçirilip arızalı olanların bakımı yapılmalı, çalışmayacak durumda olanlar değiştirilmelidir.
 
c)      Sıvı Yakıtlı, Doğalgaza Dönüştürülmesi Gereken Kazanlar,
               Sıvı yakıtlı kazanlarda dönüşüm daha kolay ve daha az maliyetlidir. Katı yakıtlı kazanlarda yapılan dönüşüm işlemlerinin bir çoğu benzer nedenlerle sıvı yakıtlı kazanlarda da gerçekleştirilir.
Ø       Makinetolu boruların aynaya kaynaklanması.
Ø       Brülör flanşı çevresinin refrakter malzeme ile örülmesi
Ø       Gaz sızdırmazlığının sağlanması
 
Yapılacak dönüşüm çalışmalarının temel başlıklarıdır.
 
 
 
d)      Proses Üniteleri, Tekstil Makinaları
               Doğalgaz proseste yaygın olarak kullanılmaktadır.Gazın yanma özellikleri ve yakma ünitelerinin tasarım amaçlarına bağlı olarak çok çeşitli uygulamalarla karşılaşılabilir.
Diğer yakıtlarda yada elektrik enerjisi ile çalışan ünitelerde dönüşüm çalışmaları imalatçı firmalarla koordinasyon kurarak yürütülmelidir. Yakma işleminin özel koşulları gazın kullanımının sonuçları çok iyi etüt edilmelidir.
Doğalgazla çalışabilecek şekilde tasarımı yapılmış fırın ve makinalarda önemli olan uygun kapasite ve özellikte brülör ve gaz yolu ekipmanlarının seçilmesidir.
Doğalgaz yakılacak kazanlarda değerlendirilmesi gereken en önemli avantajlardan biri de ısı geri kazanımı konusunda sağladığı kazançlardır. Doğalgaz da baca sıcaklıkları çok yüksek olmaktadır. Atık gazlarda da korozyona sebep olucu gazların hemen yok denecek kadar az oluşu ısı geri kazanımlı sistemleri çok verimli kılmaktadır. Kazan - baca çıkışlarına ekonomizer yerleştirerek baca gaz sıcaklıkları düşürülüp bacadan atılan enerji geri kazanılabilmektedir. İlk yatırım maliyetleri yüksek olduğundan büyük tüketim üniteleri için daha uygundur.
 
6.     Güvenlik ve Uyarı Sistemleri
Doğalgazın diğer tüm yakıtlara göre avantajları açıktır. Yalnız ülkemizde yaygın olarak kullanılmaya başlanılan bir gaz yakıtı olarak doğalgaz, hem kullanıcılar hem de uygulamacılar açısından yenidir. Her yeni olgu gibi bilinmezi fazladır. Bu bilinmezleri azaltarak doğalgazı güvenli bir yakıt olarak kullanmak mümkündür. Dünyada bir çok ülkede yaygın olarak yıllardır kullanılmaktadır. Her yönüyle uluslararası standart ve normlarını tanımlanmıştır. Yapılması gereken, gerek uluslararası, gerekse de ülkemizde oluşturulmuş ve oluşturulmakta olan standartlara uygun davranmaktadır.
Standartlara uyulacak olursa doğalgazın hiçbir tehlikesi yoktur.
Doğalgaz havayla %5-15 oranlarında karıştığında ve bir ateşleyici (alev, elektrik arkı v.b.) kaynak ile karşılaştığında patlamaktadır. Havadan hafif olduğu için daima yukarıda birikmektedir.
Doğalgazı tesisler içinde dağıtırken ve kullanırken bir dizi güvenlik önlemi almak gerekmektedir. Bunları üç ana başlık altında toplayabiliriz.
 
a)      Kullanıcıların güvenliği
b)      Tesislerin güvenliği
c)      Ekipman ve cihazların güvenliği
  
Her şey insana bağlı ve insanlar için olduğundan güvenlik önlemlerinin ilk sırasında bu tür güvenlik önlemlerini belirtmeyi uygun gördük.Güvenlik önlemleri ile ilgili yapılması gerekenleri de aşağıdaki şekilde sıralayabiliriz :
Ø       Gaz konusunda uygulamacı ve kullanıcılar BİLGİLENDİRİLMELİDİR.
Ø       Gaz kaçak ve yangın talimatları görülebilen yerlere ASILMALIDIR.
Ø       Gaz hattının geçtiği güzergah bir plana işlenerek tesis içerisinde gerekli yerlere KONULMALIDIR.
Ø       Basınç düşürücü üniteler vb. gaz tesisleri koruma çitleri içerisine alınarak UYARI LEVHALAR KONULMALIDIR.
Ø       Tesislerde gaz tesisatlarından ve kazan dairelerinden sorumlu kişiler EĞİTİLMELİDİR.
Ø       Gazın kullanıldığı ortamlarda gaz kaçak dedektörleri, kaçak anında gazı kesen kontrol ve UYARI SİSTEMLERİ KURULMALIDIR.
Ø       İyi bir havalandırma sistemi KURULMALIDIR.
Ø       Gaz KOKULANDIRILMALIDIR.
 
Tesislerde güvenlik sistemleri görevini yapabilen amaca uygun maliyeti optimum sistemler olarak düşünülüp kurulmalıdır.
 
     III.      SONUÇ
Orta basınç fabrika içi sistem dönüşümlerini kısaca özetlemeye çalıştık. Sanayide doğalgaza dönüşüm enerji ve tesisat mühendisliğinin bir uygulama dalı olarak gün geçtikçe gelişmektedir.

Doğalgazın ekonomik ve teknik avantajlarından ülkemiz sanayisinin yararlanabilmesi için tüm teknik kadrolara görev düşmektedir. İyi bir fizibilite araştırması ile gerekli olan çalışmaları belirleyerek, ülkemiz kaynaklarını kullanmaya azami çaba sarf ederek, yeni bir uygulama alanı olması nedeniyle fazla olan ithal ekipman girişini kısa zamanda minimize ederek yapılan doğalgaz dönüşüm çalışmalarının yararları sayılamayacak kadar çoktur .                  

ENERJİ İŞ VE ISI BİRİMLERİ

Enerji ,iş ve Isı

Biriileri

J

 

Kwh                                 

Kgf.m          

Kcal                    

Erg                

Psh                     

Hph                      

Btu              

FtLbf

l  atm

1J(JUL)

1

2.778.10-7  

0.101972 

2.388.10-4  

107  

3.777.10-7 

3.725.10-4  

9.478.10-4 

0.737561

0.009869

(Kilowattsaat)  1 Kwh

3.6.106

1

3.671.105

859.845

3.6.1013

1.35962

1.34102

3412.14

2.65522.106

35528

1 Kgf.m

9.80665

2.724.10-6

 1

0.002342

9.80665.107

3.70370.10-6

3.653.10-6

0.009297

7.233

0.09678

1 Kcal

4168.8

0,001163

426.939

1

4187.107

0.001581

0.001560

3.96832

3088.02

41,32

1 Erg

10-7

2.778.10-14

1.0197.10-8

2.388.10-11

1

3.777.10-14

3.725.10-4

9.478.10-11

7.736.10-8

9.869.1010

1 Psh

2.648.106

0.735499

270.000

632.41

2.648.1013

1

0.986320

2509.62

1.95291.106

26131

1 Hph

2.6845.106

0.7457

2.7375.105

641.186

2.6845.1013

1.0139

1

2544.43

1.98.106

26439

1 Btu (ingiliz ısı birimi)

1055.06

2.931.10*4

107.596

0.251996

1055.107

3.985.10-4

3.930.10-4

1

778.168

10.41

l  Ft.lbf

1.35582

3.76617.10-7

0.130255

3.23832.10-4

1.35582.107

5.12056.10-7

5.05051.10-7

0.001285

1

0.01338

1 L atm (litre atmosfer)

101.33 2815.10-5 10.333 0.02420 101.33.107 3.827.10-5 3.775.10-5 0.09604 74.74 1

**(IT Kalori) ICa 1IT= 4.1868J (Milletlerarası kalori)                                          **(Thermochem) 1 Cal= 4.1840 J(Isı kimyası kalorisi) 

 

                      BASINÇ BİRİMLERİ                
BASINÇ                            

atm

(atmosfer)

at

kg/cm2

psi

lbf/inc2

Torr

mmHg

Bar

Pascal

N/m2

1 atm (Nornal atmosfer)            
C de 760 mm civanın ağırlığı 1 1.03323 14.6569 760 1.0113250 101325
1 at (Metrik atmosfer) 0.967841 1 14.2223 735.559 0,980665 98066.5
1 Psi 0.0680460 0.0703070 1 51.7149 0.0689476 6895
1 Torr 1.315.10-3 1.35.10-3 0.0193368 1 1.332.10-3 133.32
1 bar = 10Dyn/cm2 0.986923 1.01972 14.5038 750.062 1 105

ENDÜSTRİYEL VE BÜYÜK TÜKETİMLİ TESİSLERİN MUTFAK TESİSATLARININ DOĞALGAZA   GÖRE PROJELENDİRİLMESİ VE DÖNÜŞÜM TEKNİKLERİ
 
 
 
  
ÖZET
 
Bu çalışmada, doğalgaz hakkında genel bilgi, büyük tüketimli tesislerin mutfak tesisatlarının projelendirilmesi ve mutfak cihazlarının dönüşüm teknikleri anlatılmıştır. Yapılan çalışmada boru çapı hesap yöntemi ve mutfak cihazlarının doğalgaz dönüşümünde kullanılan yardımcı teçhizatlar incelenmiştir. Endüstriyel ve büyük tüketimli tesislerdeki Mutfak Cihazlarının Emniyetli ve verimli bir şekilde Doğalgaz Kullanmasının sağlanması, cihazlar üzerinde kullanılması gerekli emniyet tedbirlerin uygulanması ve denetlenmesi hususunda toplumsal sorumluluğumuz, duyarlılığımız gereği öneriler sunulmuştur.
 
 
                                                           
 
1. GİRİŞ
 
Gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerin temel ihtiyaçlarından biri enerjidir. Doğalgaz bugün için en ucuz yakıt cinsi olarak görünmektedir. Doğalgaz göre:
 
  • Fuel-oil–2 
  • LPG–3
  • Motorin–4
  • Elektrik–4
 Kez daha pahalıdır.
 
1.1   DOĞALGAZIN TANIMI:
 
Doğalgaz doymuş hidrokarbonların ilk ailesidir. Hidrokarbonların Genel formülü CnH2n+2 olup, Doğalgazın içerisinde yüzde olarak en çok kimyasal formülü CH4 ile gösterilen metan diye okunan bir gaz karışımıdır. Genellikle doğalgaz sıra dağı yamaçlarında, petrol yataklarında, petrol ile birlikte veya serbest olarak rastlanabilir. Bugün dünyada üretilen doğalgazın yaklaşık %40 kadarı petrol ile aynı yataklarda %60 ise petrolün bulunmadığı yataklardan sağlanmaktadır.
 
 
1.2   DOĞALGAZIN FİZİKSEL VE KİMYASAL ÖZELLİKLERİ
 
Doğalgaz zehirsizdir, patlama aralığı yüksektir. (%5- %15), havadan hafiftir, kuru bir gazdır, ısıl değeri katı yakıtlara göre yüksektir. Doğalgazın yoğunluğu içerisindeki bileşenlerin % de bileşimlerine göre 0,68 – 0,76 kg/m aralığında değişim gösterir. Bir metre küp sıvı doğalgaz 420 kg gelmektedir. 1 m sıvı gaz buharlaştığında 600 m gaza eşdeğerdir. Doğalgaz 1 Atmosfer basınç altında ve - 162 ºC de sıvı halde tutulabilir. Doğalgaz 46,4 bar ve -82ºC de kritik basınç ve sıcaklık değerleri arasında da sıvılaşabilir. Doğalgazı ısıl değeri içerisindeki bileşimlere bağlı olarak değişim gösterir. Türkiye’de kullanılan gazın üst ısıl değeri 8750 ile 9300 Kcal/m arasında değişim gösterir.
 
                                                              
 
Tablo 1. Bazı gazların Özelliklerinin Mukayeseleri
 
 

 

 
Hava Gazı
LPG
Doğalgaz
Yoğunluk kg / m3
0.56
2.59
0.76
Isıl değer Mj / m3
( kcal/h / m3 )
19.45 (4.650)
114.72 (27.445)
35.86 (8.580)
Zehirlilik
Zehirli
Zehirsiz
Zehirsiz
Patlama Sınırı
% 5 -30
% 1.5 -9
% 5 -15
Yanma Hızı m/s
1
0.48
0.43

 

 
Tablo 2. Doğalgaz Bileşenleri

 

Metan (CH4)
Min.   %85
% 98,68
Etan (C2H6)
Max. %7
% 0,211
Propan (C3H8)
Max. %3
% 0,043
Bütan (C4H10)
Max. %2
% 0,017
Diğer Hidrokarbonlar (CmHn)
Max. %1
% 0,033
Karbondioksit (CO2)
Max. %3
% 0,035
Oksijen (O2)
Max. %0,02
-
Azot (N2)
Max. %5
-
Hidrojen sülfür (H2S)
Max. 5.1 mg/ m3
-
Toplam Kükürt (S)
Max. 102 mg/ m3
-
Üst. Isıl Değer Max. Mj / m3
39.02
-
Üst. Isıl Değer Ort. Mj / m3
37.62
-
Üst. Isıl Değer Min. Mj / m3
37.57
-

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.3 ENDÜSTRİYEL MUTFAK TESİSATI
 
1.3.1 BORU ÇAPI HESAP YÖNTEMİ
 
İç tesisatlarda boru çaplarının hesaplanması TS 6565 ve TS 7363’e göre yapılacaktır. Sistemde gürültü ve titreşimi önlemek amacı ile orta basınçta (300 mbar) gaz hızı maksimum 15 m/s (Endüstriyel ve büyük ticari işletmelerde max. 25 m/s) ve alçak basınçta (21 mbar) 6 m/s yi geçmemelidir.
 
 
1.3.2 BASINÇ
 
Üretici firmaların cihaz çalışma basınçlarıyla ilgili tavsiye ettiği değerler alınır. Sistem basıncından cihazların çalışma basınçlarına düşürülmesi shut-off’lu regülâtörlerle yapılamalıdır. Regülâtörler cihazların minimum 2 m öncesine konulmalıdır.
 
 
1.3.3 KAPASİTE
 
Mutfak tüketimini belirlenmesinde üretici firmaların vermiş olduğu kapasite değerleri dikkate alınmalıdır. Üretici kataloğu verilmeyen cihazların kapasitelerinin belirlenmesinde alttaki tablolar dikkate alınmalıdır.
 
 
 
Tablo 4. Mutfak cihazları kapasite değeri Tablosu
 

 

    Cihaz Türü
Kcal/h
m³/h
Kuzine altı fırın
8.000
1
Pasta fırını (3x1 m. boru bekli)
20.000
2,4
Benmari (1 m için)
4.000
0,5

 

 
 
 
 
1.3.4 HAVALANDIRMA
 
Mutfaklarda doğal havalandırma hesapları aşağıdaki formülle yapılmalıdır
 
Alt Havalandırma :   SA = 540 + (Q – 60) x 4.5   (cm²)
 
Üst Havalandırma :   Sü = SA / 2                        (cm²)
                
Q = Cihazların toplam kapasitesi (kW)
 
Alt havalandırma kanalları; mutfak cihazlarının yanma verimini etkilemeyecek şekilde yeterli mesafede yerleştirilmelidir. Alt ve üst havalandırma açıklıklarının mümkün olduğunca birbirine zıt cephelerde yerleştirilmesi tavsiye edilir.
 
Mutfak cihazlarının bağlantı parçaları esnek olmalıdır. Cihazlar mutlaka sabitlenmiş olmalıdır. Endüstriyel mutfaklardaki mekanik havalandırma için havalandırma gereksinimi Tablo 6’da verilmiştir.
 
Mutfak cihazları davlumbazın tam altına gelecek şekilde yerleştirilmeli ve davlumbaz ebadı cihazın ebadını 20–30 cm aşmalıdır. Ayrıca; davlumbazın yerden yüksekliği yaklaşık 2 m olmalıdır. Kullanılan fan sistemi ve aydınlatmanın exproof olması önemle tavsiye edilir.
 
Doğal havalandırmada havalandırma Kanalı ve Panjuru doğrudan dışarı açılmalıdır.
 
 
 
 
Tablo 6. Mutfak Cihazları İçin Havalandırma İhtiyacı
 
CİHAZ                                                                          HAVALANDIRMA GERKSİNİMİ (m3/dakika)
 
Fırın                                                                                        17
Set Üstü Ocak                                                                         10
Gril                                                                                         20
Tost makinesi                                                                          16
Müstakil Ocak                                                                         12
Fritöz                                                                                      25
Buharlı Pişirici                                                                         17
Büyük ısıtıcılar                                                                         15
Su Kaynatma Cihazı                                                                14
Kahve makinesi                                                                        14
Kızartma sacı                                                                          17
Sıcak tutma Dolabı                                                                    8
Ben Mari                                                                                 11
 
 
 
 
1.3.5 MUTFAK CİHAZLARI EMNİYET EKİPMANLARI
 
 
1. Alev Denetleme Tertibatı: Denetlenen alevin kaybolması halinde gaz beslemesini kapatan bir tertibattır. Sadece ana brülörün gaz beslemesi kapatılıyorsa basitkontrol olarak adlandırılır. Aynı zamanda hem de ateşleme brülörünün gaz beslemesi kapatılıyorsa tam kontrol olarak adlandırılır. Alevin gözle kolaylıkla izlenemediği durumlarda alev kontrol sistemi kullanılması zorunludur.
Brülör pilot tarafından veya otomatik ateşleniyorsa ana alevin izlenmesi için alev kontrol sistemi kullanılması zorunludur.
Mümkünse pilot ve ana alevi kontrol eden alev kontrol sistemi (gaz valfleri)  Şekil 1 kullanılmalıdır.
 
2. Alev Dedektörü: Alevin doğrudan etki ettiği alev denetleme tertibatı algılama elemanının bir parçasıdır. Bu etki sinyale çevrilerek doğrudan veya dolaylı olarak kapatma valfine iletilir.
 
 
3. Termostat: Cihazın çalışmasını; açıp kapatmak, açıp-düşük hızda çalıştırmak veya oransal kontrol altında tutarak sıcaklığın belli sınırlar içinde önceden tespit edilen değerde sabit kalmasını sağlayan parçadır. Aşağıdaki tabloda termostatın hangi cihazlarda kullanılması gerektiği belirtilmiştir.
 
 
4. Aşırı ısı sınırlama tertibatı: El ile ayarlana bilen sıcaklığı önceden belirlenen emniyetli bir değerde sınırlanmasını temin eden tertibattır. Aşağıdaki tabloda aşırı ısınma sınırlama tertibatının hangi cihazlarda kullanılması gerektiği belirtilmiştir.
 
 
 
Burada belirtilen emniyet kuralları TS EN 203 kapsamındadır. Burada belirtilmeyen hususlarda TS EN 203’e bakılmalıdır.
 
       
 
 
Tablo 7. Alev Kontrol Cihazı, Termostat ve Limit Termostat Gereksinimleri
 
CİHAZLAR                            ALEV KONTROL CİHAZI                 TERMOSTAT                             LİMİT TERMOSTAT
 
FIRINLAR                                              EVET                                           EVET                                               -----        
SET ÜSTÜ OCAK                EVET, PİLOT VE OTOMATİK                                                                          ------
                                               ATEŞLEME VARSA
 
SANAYİ YER OCAĞI                           EVET                                     --------------------                                    -------
 
BENMARİ                                             EVET                                     İSTEĞE BAĞLI                                    -------
 
KUZİNE                                                EVET                                     İSTEĞE BAĞLI                                    -------
 
GRİL, TOST                                          EVET                                     İSTEĞE BAĞLI                                    -------     
 
7. BRÜLÖR KAPASİTESİNE ETKİ EDEN FAKTÖRLER
 
Enjektör çapı,
Primer hava miktarı,
Brülör gaz çıkış deliği sayısı ve çapı.
 
 
İlerleyen sayfadaki tabloda domestik ve ticari uygulamalarda kullanılan, kapasitesi bilinmeyen cihazlarda LPG ve doğalgaz için enjektör çapına bağlı kapasiteler görülmektedir.
Brülörün kapasitesi belirlendikten sonra bu tablodan uygun enjektör çapları seçilebilir.
Tablo 8, doğalgaz için 20 mbar ve LPG için 30 mbar standart çalışma basınçlarında hazırlanmıştır.
 
 
7.1 ENJEKTÖR ÇAPI HESABI
  
Q         : gaz debisi (Nm3/h)
A          : enjektör deliği kesit alanı (mm2)
K          : enjektör şekil ve uzunluğuna göre boşaltma faktörü
               (American Gas Assocation Bulletin No.10 ‘a göre;
                0,77–0,85 arasında bir değer seçilebilir.)
h          : gaz basıncı (mmSS)
d          : bağıl gaz yoğunluğu (havaya göre
 
 
 
 
Tablo 8. Enjektör Çaplarına Göre Bek Güçleri
 

 

DOĞALGAZ ve LPG için ENJEKTÖR ÇAPINA GÖRE BEK GÜÇLERİ
 
MORS NO
DELİK ÇAPI (mm)
GÜÇ (kcal/h)
MORS NO
DELİK ÇAPI (mm)
GÜÇ (kcal/h)
Doğalgaz
Lpg
Doğalgaz
Lpg
21
4.00
24,661
44,548
52
1.60
3,946
7,128
23
3.90
23,397
42,264
53
1.50
3,465
6,260
25
3.80
22,258
40,208
54
1.40
3,010
5,437
26
3.70
21,120
38,152
55
1.30
2,605
4,736
28
3.57
19,603
35,410
56
1.19
2,188
3,952
29
3.50
18,844
34,040
57
1.10
1,859
3,358
30
3.30
16,820
30,384
58
1.05
1,695
3,061
31
3.00
13,912
25,130
60
1.00
1,544
2,787
32
2.95
13,405
24,216
62
0.98
1,480
2,673
33
2.85
12,485
22,548
63
0.95
1,392
2,513
34
2.80
12,065
21,795
64
0.92
1,303
2,353
36
2.70
11,218
20,264
65
0.90
1,244
2,249
37
2.65
10,801
19,510
66
0.85
1,115
2,013
38
2.60
10,360
18,825
67
0.82
1,035
1,871
39
2.55
10,016
18,094
68
0.79
967
1,748
40
2.50
9,611
17,362
69
0.75
864
1,560
41
2.45
9,245
16,700
70
0.70
756
1,366
42
2.38
8,740
15,786
71
0.65
651
1,177
43
2.25
7,803
14,096
73
0.60
553
998
44
2.20
7,449
13,456
74
0.58
516
932
45
2.10
6,792
12,268
75
0.52
411
754
46
2.05
6,463
11,674
76
0.50
386
697
47
2.00
6,146
11,103
77
0.45
311
562
48
1.95
5,855
10,577
78
0.40
245
443
49
1.85
5,261
9,504
79
0.38
224
404
50
1.80
4,995
9,024
80
0.35
190
343
51
1.70
4,531
8,042
 
 
 
 
Kalorifik değer (kcal/Nm³)
8,250
28,500
İşletme basıncı (mbar)
20
30
Özgül ağırlık (hava=1)
0.56
2

 

    
 
 
SONUÇ
 
-           Endüstriyel tip mutfak cihazlarında doğalgaz dönüşümlerinde mutlaka alev kontrollü yapacak valfler kullanılmalıdır.
 
-           Yüksek basınçlı çalışan mutfak cihazlarının doğalgaz dönüşümlerinde mutlaka alçak basınç sınıfı atmosferik bekler değiştirilmelidir.
 
-           Yerel gaz şirketi şartnamelerine ve uluslar arası standartlara uyulmalıdır.
 
 
 
KAYNAKLAR
 
1- BOTAŞ Endüstriyel Tesislerde Doğalgaza Geçiş El Kitabı
 
2- İGDAŞ –UGETAM UGT 2100 /2006 Eğitim notları
 
3- Türk Standartları Enstitüsü TS EN 203–1/2000
 
4- Doğalgaz İç Tesisat Teknik Şartnamesi- İZMİRGAZ
 
5- 1. İZMİR Doğalgaz Günleri Bildiriler Kitabı
 
 
 
 
 
 
 

 

PRİMER HAVA GİRİŞİ
HAVA AYARLAYICISI
ENJEKTÖR
VENTURİ BOĞAZI
VENTURİ BORUSU
BRULÖR DELİKLERİ
BRÜLÖR KAFASI