Özet
Endüstriyel enerji üretim sistemlerinde hava ön ısıtıcılar (LUVO – Luftvorwärmer), baca gazlarının ısısını kullanarak yanma havasını önceden ısıtarak kazan verimliliğini arttıran kritik ekipmanlardır. Özellikle katı yakıtlı kazan sistemlerinde ön ısıtılmış yanma havası, daha etkin yanma sağlar ve yakıt tüketimini azaltır. Bu yazıda hava ön ısıtıcıların temel çalışma prensipleri, enerji geri kazanımındaki rolleri ve performanslarını korumada akustik temizleme teknolojisinin katkısı ele alınmıştır.
1. Hava Ön Isıtıcıların Temel Prensibi ve Enerji Geri Kazanımı
Hava ön ısıtıcılar, kazanlardan çıkan sıcak baca gazlarının bir kısmını kullanarak yanma için gerekli olan taze havayı önceden ısıtmak üzere kullanılır. Bu uygulama, hem yanma verimini hem de genel sistem verimliliğini arttırır. Yapılan çalışmalara göre hava sıcaklığındaki her 50°C’lik artış yaklaşık %2,5 yakıt tasarrufu sağlar [[1]].
2. Verimliliğe Katkıları
- Verim artışı: Çıkış baca gazı sıcaklığına bağlı olarak tesis veriminde %3–7 aralığında iyileşme sağlar.
- Yakıt tasarrufu: Aynı ısısal çıktı için daha az yakıt gerektirir.
- Yanma kalitesinde artış: Önceden ısıtılmış yanma havası (150–320°C) sayesinde yanma odasında sıcaklık artar, radrasyonla ısı transferi gelişir.
3. Isı Transferi ve Sınırlayıcı Faktörler
Isı transferi verimi, baca gazı ile hava arasındaki sıcaklık farkıyla doğrudan ilişkilidir. Ancak havanın ısı transfer katsayısının düşük olması nedeniyle daha genış yüzey alanlarına ihtiyaç duyulur. Bu durum, kül birikimi riskini artırır [[2]].
4. Kül Birikimi ve Akustik Temizleme Uygulaması
Katı yakıtların kullanıldığı sistemlerde baca gazı, yüksek miktarda fly ash (uçucu kül) içerir. Bu partiküller zamanla hava ön ısıtıcı yüzeylerinde birikir ve aşağıdaki sorunlara yol açar:
- Isı transfer veriminin düşmesi,
- Hava kanallarının tıkanması,
- Yanabilir tozların tutuşması sonucu yangın riski.
Özellikle sıcak hava içerisinde yanıcı tozların tutuşması, önemli malzeme hasarlarına yol açabilir. Bu nedenle, hava ısıtıcılarında kül birikiminin periyodik olarak giderilmesi kritik önemdedir.
4.1. Akustik Temizleme Teknolojisinin Uygulaması
60–300 Hz frekans aralığında çalışan akustik temizleyiciler, ses dalgalarıyla birikmiş partikülleri titreştirerek gevşetir ve gaz akımıyla taşınmasını sağlar. Avantajları:
- Yüzeye zarar vermez,
- Proses sürerken çalışabilir,
- Yüksek sıcaklıklara dayanıklıdır,
- Enerji tüketimi düşüktür.
User Mühendislik tarafından geliştirilen bu sistemler, özellikle yüksek kül yüklü uygulamalarda koruyucu bakım stratejisi olarak yaygınlaşmaktadır [[3]].
5. Sonuç ve Öneriler
Hava ön ısıtıcılar, hem enerji geri kazanımı hem de yanma kalitesinin artırılması açısından endüstriyel kazanlarda vazgeçilmezdir. Ancak uzun süreli kullanımda ortaya çıkan kül birikimi, verim kaybı ve yangın riski oluşturabilir. Bu nedenle:
- Akustik temizleme sistemleri entegre edilmelidir,
- Periyodik kontrol ve temizlik planları uygulanmalıdır,
- Sıcaklık gözlemleri ile tutuşma riski minimize edilmelidir.
Kaynakça
- H.C. Saxena, Thermal Engineering, 2004.
- Boysan, F., & Tarman, M. (2012). The Role of Air Preheaters in Energy Recovery. Tesisat Mühendisliği Dergisi.
- Andersson, H. et al. (2014). Use of Acoustic Cleaning in Heat Recovery Systems. Chemical Engineering & Technology.
- USER Mühendislik (2023). Sonic Soot Blower Systems Catalog.
