Yüksek Basınçlı Buhar Kazanları İçin Modern ve Çevreci Besi Suyu Hazırlama Teknikleri

Yazan: Enis Burkut, Burkut Su Tekniği

Yüksek basınçlı buhar kazanları çok uzun yıllardır gemilerde, sanayide ve elektrik üretiminde kullanılmaktadır. Özellikle buhar türbinlerinin icadından sonra, türbin kanatları üzerinde istenmeyen kristallerin oluşmasını önlemek için yüksek basınçlı buhar kazanlarının besi suyu olarak, 0,1 mikroS/cm iletkenlik altında çok saf sular istenmektedir. Yüksek basınçlı buhar kazanlarının besi suyu hazırlama tekniklerinin tarihine kısaca göz atalım, iyon değiştirici reçinelerin icadından önce buhar kazanının ürettiği ısıdan yararlanılarak "Damıtma" (Distilasyon) yöntemi ile safa yakın besi suyu üretilirdi. Bu yöntem bugünkü modern tekniklere kıyasla ekonomik değilse de, kesinlikle çevreci olduğunu iddia edebiliriz. Çünkü damıtma tekniğinde su önce buharlaştırılır ve daha sonra buhar soğutularak suya dönüştürülür; bu proseste kimyasal kullanılmadığından damıtma yöntemi için "Çevreci" diyebiliriz. Ancak, damıtma tekniği ile buhar kazanı işletildiğinde kazanın ilk devreye girişi sırasında, elde damıtma yapacak ısı olmadığından, ilk besi suyunun başka bir membadan taşınması veya ayrı bir ısı kaynağı ile su hazırlanması veya ilk beslemenin ham su ile yapılması gerekiyordu.

1950' li yıllarda, iyon değiştirici reçinelerin icadından sonra, safa yakın kalitede kazan besi suyu üretimi kolaylaştı. Ancak, reçinelerin asit ve kostik ile rejenere edilmesinden kaynaklanan çevre kirliliği ve işletmeci riskleri de başlamış oldu. Çevre kirliliğini yok etmek için rejenerasyon sularını bir denge deposunda toplamak ve burada pH nötralizasyonu yapmak mümkünse de, işletmelerde işleticilerin asit ve kostik gibi tehlikeli kimyasallar ile işlem yapmalarının riski her zaman vardır. Birinci pragrafta tarif edilen nitelikte bir suyun iyon değiştirici reçineler ile hazırlanması kolay değildir. Çok iyi filtrelenen su önce iki reçine kolonlu bir cihazdan geçirilir. Reçine kolonlarının birinde suyun (+) iyonlarını alan reçine, diğerinde ise suyun (-) iyonlarını alan reçine bulunur. Bu iki reçine-li kolondan meydana gelen cihazın adı Deionize (iyondan arındıran) veya Demineralize (mineralden arındıran) olarak bilinir. Her iki isim de aynı anlamı taşır. Bu reçine kolonlarından geçen su yüksek basınçlı buhar kazanı için istenen kaliteye uymaz. Bu su ikinci kez reçineli bir kolondan geçirilir, bu kolon içinde (+) ve (-) iyonları alan reçinelerin karışımı bulunur. Bu cihaza Miksbed Demineralize Cihazı (karışık yataklı) denir. Gerek Demineralize cihazı ve gerekse Miksbed cihazı iyi tasarlanmışsa, bu su terbiyesinden sonra arzu edilen yüksek su standardına erişilir.

1975'li yıllardan sonra Ters Osmoz cihazının icadı ile su terbiyesi işlemi bir miktar kolaylaştı. Suyun içinde bulunan ve istenmeyen iyonların % 95-99'unu arındıran Ters Osmos cihazı sayesinde yukarıda tarif edilen işlemin birinci basamağı olan Demineralize reçine tankları ortadan kalktı. Böylece besi suyu hazırlamada hem işletme kolaylaştı hem de kimyasal kullanımı ve kimyasal içeren su atığı % 95'in üzerinde azaldı, iyi bir filtras-yondansonra Ters Osmos cihazı ile saflaştırılan su, bir Miksbed'den geçirildikten sonra, yüksek basınçlı buhar kazanı besi suyu olarak kullanılabiliyor Su hazırlamada gelinen bu nokta eskisine kıyasla çok ileri olmasına rağmen, miksbed reçinelerinin reje-nerasyonu için gene işletmede kostik ve asit barındırmak gerekiyor. Diğer taraftan, miksbedin dört saat kadar süren rejenerasyon süresi dola-yısı ile muhakkak bir yedek miksbedin sistemde yer alması (Tandem cihaz olarak) şart oluyor. Son yıllarda gelişen ve ELEKTRO-DE-İONİZASYON (kısaca EDI) olarak adlandırılan 1996 yılından bu yana saf su üretimini daha da kolaylaştırdı ve Miksbed'in yerini almaya başladı. Adından da tahmin edildiği gibi, EDI elektrik gücü ile suyun "İonize edilmesi" yöntemini kullanıyor. EDI yönteminde sürekli olarak sudan (H+) ve (OH-) iyonları elde ediliyor. Bu iyonlar sayesinde, EDI bünyesinde bulunan iyon değiştirici reçineler kostik ve asit kullanmadan sürekli olarak rejenere ediliyor. Yani, yukarıda tarif edilen Miksbed türü bir cihaz içinde bulunan bir miktar iyon değiştirici reçine ionize olmuş suyun iyonları tarafından sürekli rejenere edilir. "EDI"ın icadı sayesinde asit ve kos-tik ile rejenere edilen Miksbed yakında tarihe karışacaktır. Buhar kazanı besi suyu hazırlamada EDl'ın avantajları olarak şunları sayabiliriz:

1. Rejenerasyon için kimyasal kullanmaz.
2. Kimyasal tüketimi olmadığı için kimyasal satın alma ve depolama işlemleri ortadan kalkar, işleticinin kaza riskleri kaybolur ve işçilikler azalır.
3. Miksbed işletmesinde şart olan pH nötralizasyon tankı ve otomasyonu gerekmez.
4. Yedekli (tandem) miksbed yerine tek cihaz kullanılacağı için yer kazanılır.
5. Kesintisiz çalışan EDI sürekli aynı kalitede saf su üretir
6. Reçinelerin ters yıkanması ve rejenerasyonu olmayacağı için su telefi olmaz (EDI bir miktar su atar, ancak bu su Ters Osmos cihazının ham su girişine verilir).

Son yıllarda devlet politikası olarak enerji santralları ve "co-generation" yatırımlarına destek veriliyor ve her sanayi bölgesinde bu tür tesislerin kurulduğunu görüyoruz. Bu yatırımlarda enerjiyi üretecek olan gaz türbini, buhar kazanı ve jeneratör gibi ana gruplar tabii ki çok önemseniyor. Ancak ülkemizde su ve su hazırlama cihazları henüz iyi bilinmediği için, bazı yeni enerji santrallarında besi suyu üreten sistemin modası geçmiş, işletmesi zor, veya çok kötü kalitede cihazlardan yapıldığını görüyoruz. Enerji santralı yatırımı yapan kuruluşların, yatırım araştırması sırasında besi suyu cihazları araştırmasına da birkaç gün ayırmaları veya SU
konusunda uzman bir danışman bularak su hazırlama sistemi tekliflerini inceletmeleri çok yerinde olur. Bir enerji santralı yatırımı içinde su hazırlama sisteminin bedeli toplam yatırıma kıyasla çok küçüktür. Fakat, iyi seçilmeyen bir su sistemi işletmenin başına bela olur; işletmenin durmasına ve çok sık bakım gerektirmesine neden olur, tabii birde tabiatı kirlettiği için çevre kanunlarına göre ceza ödenmesini mecbur kılar. İzmir-Çiğli'de bulunan enerji santralına kurulacak olan son model bir su hazırlama sistemi Nisan 2000 içinde devreye alınacaktır; bu sistemde yukarıda tarif edilen Çevreci Ters Osmos ve EDI cihazları bulunacaktır.

(Not: Gelecek ay yayınlanacak olan yazımızda EDI tekniği anlatılacaktır.)