HSA Rehber • 5 dk okuma

Buhar Kazanı Besi Suyu: İletkenlik ve Blöf Oranı Hesabı

Buhar kazanında su buharlaşırken içindeki çözünmüş tuzlar kazanda kalır ve derişimleri sürekli artar. Bu derişimi sınırda tutmanın yolu, kazan suyunun bir kısmını dışarı atmak, yani blöf yapmaktır. Gerekli blöf miktarını belirleyen parametre besi suyunun iletkenliğidir: besi suyu ne kadar saf ise o kadar az blöf gerekir. Blöf suyu kazanı doyma sıcaklığında terk ettiği için, besi suyu kalitesindeki iyileştirme doğrudan yakıt tasarrufuna dönüşür.

Kazan Suyunda Neden Tuz Birikir?

Buharlaşma, suyu tuzdan ayıran bir damıtma işlemidir. Üretilen buhar pratikte çözünmüş katı içermez; besi suyuyla kazana giren tüm çözünmüş katılar (kalsiyum, magnezyum, sodyum, klorür, sülfat, bikarbonat, silika) kazanda kalır. Blöf yapılmazsa kazan suyunun derişimi zamanla artar ve aşağıdaki sorunlar ortaya çıkar:

Taşınma (carry-over): Yüksek çözünmüş katı ve alkalinite, su yüzeyinde köpük oluşturur; buharla birlikte su damlacıkları ve tuzlar tesisata taşınır. Kontrol vanaları, eşanjörler ve buhar kapanları kirlenir.
Kışır (kireç) oluşumu: Çözünürlük sınırı aşılan tuzlar ısı transfer yüzeylerinde birikir. Isı iletkenliği çok düşük olan bu tabaka hem verimi düşürür hem de boru metalinin aşırı ısınmasına yol açar.
Korozyon: Klorür birikimi ve yüksek alkalinite (kostik korozyon) metal yüzeylere zarar verir.
Çamur birikimi: Çökelen partiküller kazan tabanında toplanır ve ısıl yükü bozar.

Kütle Dengesi: Blöf Formülü

Kazanı kararlı çalışan bir kontrol hacmi olarak düşünelim. Giren besi suyu debisi F, çıkan buhar debisi S, blöf debisi B olsun. Su dengesi:

F = S + B

Buhar çözünmüş katı taşımadığına göre, besi suyuyla giren katı yükü ancak blöfle çıkabilir. Besi suyu iletkenliği C_f, kazan suyu iletkenliği C_b ise çözünmüş katı dengesi:

F · C_f = B · C_b

Bu iki denklemden kullanışlı üç sonuç çıkar:

Çevrim sayısı (konsantrasyon oranı): N = C_b / C_f
Besi suyuna göre blöf oranı: B / F = C_f / C_b = 1 / N → %blöf = (C_f / C_b) × 100
Buhar debisine göre blöf debisi: B = S · C_f / (C_b − C_f)

İletkenlik, çözünmüş katının pratik ölçüsü olarak kullanılır; aynı hesap TDS (mg/L), klorür veya silika değerleriyle de yapılabilir. Hangi parametre sınırına önce ulaşılıyorsa, blöfü o parametre belirler.

Tipik Su Kalitesi Hedefleri

Besi suyu ve kazan suyu sınırları; kazan tipine, işletme basıncına ve üreticinin talimatına göre değişir. Aşağıdaki tablo, düşük-orta basınçlı (yaklaşık 20 bar'a kadar) alev-duman borulu kazanlar için yaygın kaynaklarda verilen tipik aralıkları özetler. Proje ve işletmede daima kazan üreticisinin değerleri ve ilgili standart esas alınmalıdır.

Parametre	Besi suyu (tipik)	Kazan suyu (tipik)
Toplam sertlik	< 0,02 mmol/L (≈ 2 mg/L CaCO₃ altı)	Ölçülebilir düzeyin altında
Çözünmüş oksijen	< 0,02 mg/L (degazör sonrası)	—
pH (25 °C)	8,5–9,5	10,5–12
İletkenlik (25 °C)	Hazırlama yöntemine bağlı	Birkaç bin µS/cm; tipik üst bant 5.000–7.000 µS/cm
Silika (SiO₂)	Düşük tutulmalı	Basınca bağlı; düşük basınçta ~100–150 mg/L mertebesi
Yağ ve gres	< 1 mg/L	—

Tablodan görüldüğü gibi besi suyunun iletkenliği için tek bir "sınır" yoktur; bu değer tamamen su hazırlama yöntemine ve kondens dönüş oranına bağlıdır. Kazan suyu iletkenliği ise işletmecinin ayarladığı hedef değerdir ve blöf bu hedefe göre yapılır.

Çözümlü Örnek: Aynı Kazan, Dört Farklı Besi Suyu

Bir tesiste S = 5.000 kg/h buhar üreten, 10 bar(g) basınçta çalışan bir kazan var. Kazan suyu iletkenlik hedefi C_b = 5.000 µS/cm olarak ayarlanmış. Besi suyunun kaynağına göre blöf nasıl değişir?

Kabuller: yumuşatılmış şebeke suyu 600 µS/cm, RO ürün suyu 40 µS/cm, kondens 10 µS/cm. Kondens dönüşlü senaryolarda besi suyu %60 kondens + %40 takviye sudan oluşuyor.

Senaryo A (%100 yumuşak su): B = 5.000 × 600 / (5.000 − 600) ≈ 682 kg/h; besi suyuna oranı 600/5.000 = %12,0

Senaryo B (%60 kondens + %40 yumuşak su): C_f = 0,6 × 10 + 0,4 × 600 = 246 µS/cm → B = 5.000 × 246 / 4.754 ≈ 259 kg/h; %4,9

Senaryo C (%100 RO suyu): B = 5.000 × 40 / 4.960 ≈ 40 kg/h; %0,8

Senaryo D (%60 kondens + %40 RO): C_f = 6 + 16 = 22 µS/cm → B ≈ 22 kg/h; %0,44

Blöfle kaybedilen enerji

Blöf suyu kazanı doyma sıcaklığında terk eder. 10 bar(g), yani yaklaşık 11 bar mutlak basınçta doyma sıcaklığı ≈ 184 °C, doymuş suyun entalpisi h_f ≈ 781 kJ/kg'dır. Atılan suyun yerine 15 °C'de (h ≈ 63 kJ/kg) takviye su girdiğine göre, blöfün her kilogramı yaklaşık:

Δh = 781 − 63 = 718 kJ/kg

enerji kaybıdır. Kayıp güç: P = B × Δh / 3.600 (kW)

Senaryo	C_f (µS/cm)	Blöf (kg/h)	Blöf oranı	Enerji kaybı (kW)
A · %100 yumuşak su	600	682	%12,0	≈ 136
B · kondens + yumuşak su	246	259	%4,9	≈ 52
C · %100 RO	40	40	%0,8	≈ 8
D · kondens + RO	22	22	%0,44	≈ 4,4

Yıllık etki (A ile C karşılaştırması): Yılda 6.000 saat çalışmada fark (136 − 8) × 6.000 ≈ 768.000 kWh ısıl enerjidir. Kazan verimi %90 ve doğal gazın alt ısıl değeri yaklaşık 9,6 kWh/Sm³ kabul edilirse:

768.000 / (0,90 × 9,6) ≈ 89.000 Sm³ doğal gaz / yıl

Bu hesaba blöfle atılan arıtılmış suyun, yumuşatıcı tuzunun ve kazan kimyasallarının maliyeti dahil değildir. Besi suyu kalitesinin kazan işletme bütçesindeki ağırlığı bu örnekle netleşir: çoğu tesiste ters ozmoz yatırımının geri dönüşü, blöf ve kimyasal tasarrufuyla hesaplanabilir.

Blöf Isısının Geri Kazanılması

Blöfü azaltmak her zaman ilk tercihtir; kalan blöfün enerjisi ise geri kazanılabilir.

Flaş buhar tankı: Yüksek basınçlı blöf suyu düşük basınçlı bir tanka alındığında bir kısmı ani olarak buharlaşır. 11 bar mutlaktan 1,5 bar mutlak basınca (doyma ≈ 111 °C, h_f ≈ 467 kJ/kg, h_fg ≈ 2.226 kJ/kg) genleşmede flaş oranı: (781 − 467) / 2.226 ≈ %14. Bu temiz buhar degazöre veya düşük basınç hattına verilebilir.
Blöf eşanjörü: Flaş tankından çıkan sıcak su, takviye suyunu ön ısıtmak için kullanılır.
Otomatik TDS kontrolü: Kazan suyu iletkenliğini sürekli ölçen sensör ve modülasyonlu blöf vanası, elle yapılan aralıklı blöfe göre kazan suyunu hedef değere çok daha yakın tutar. Elle blöfte "güvenli tarafta kalma" eğilimi genellikle gereğinden fazla su atılmasına yol açar.

Yüzey (sürekli) blöf çözünmüş tuzları kontrol eder; dip blöfü ise kazan tabanında biriken çamuru atmak içindir. Besi suyu ne kadar iyi olursa olsun dip blöfü üretici talimatına göre sürdürülmelidir.

Ters Ozmozlu Besi Suyunda Dikkat Edilecekler

Karbondioksit: RO ürün suyu düşük pH'lı ve CO₂ içerir; bu gaz kondens hatlarında karbonik asit korozyonuna yol açar. RO öncesi pH ayarı, degazör veya membran degazör ile giderilmelidir.
Artık sertlik: RO çıkışında az miktarda sertlik kalabilir; kritik kazanlarda RO sonrasına küçük bir parlatma yumuşatıcısı eklenir.
Oksijen giderimi: Besi suyu kalitesi ne olursa olsun termal degazör ve oksijen bağlayıcı kimyasal (dozaj programı) gereklidir.
Diğer sınırlayıcılar: Çok saf besi suyunda blöfü iletkenlik yerine silika veya alkalinite belirleyebilir; hesap bu parametrelerle de kontrol edilmelidir.

Sahada Sık Yapılan Hatalar

Blöfü sabit saatlerde ve süreyle, kazan suyu iletkenliğini ölçmeden yapmak.
Kazan suyu iletkenliğini numune soğutucusu olmadan, sıcak numunede ölçüp sıcaklık düzeltmesi yapmamak.
Kondens dönüşünü kirlilik şüphesiyle tamamen kanala vermek; kondens, sistemin en saf ve en sıcak suyudur. Kirlenme riski varsa iletkenlik izlemeli otomatik yönlendirme yapılmalıdır.
Yumuşatıcı çıkış sertliğini günlük test etmemek; tek bir kaçak rejenerasyon döngüsü kazanda kışır başlatabilir.
Blöf hesabında yalnız iletkenliğe bakıp silika sınırını gözden kaçırmak.

Sık Sorulan Sorular

Blöf oranı yüzde kaç olmalı?

Sabit bir doğru değer yoktur; blöf oranı besi suyu ve kazan suyu iletkenliği oranından hesaplanır (%blöf = C_f/C_b × 100). Yumuşak suyla beslenen kazanlarda yüzde 5–15 aralığı görülürken, ters ozmoz ve yüksek kondens dönüşüyle yüzde 1'in altına inmek mümkündür.

Yumuşatıcı yeterli mi, ters ozmoz şart mı?

Yumuşatıcı sertliği giderir, ancak toplam çözünmüş tuzu azaltmaz. Takviye suyu oranı yüksek ve ham suyu tuzlu olan tesislerde ters ozmoz, blöf ve yakıt tasarrufuyla kendini genellikle kısa sürede amorti eder. Karar, yukarıdaki gibi bir kütle ve enerji hesabıyla verilmelidir.

Kazan suyu iletkenlik hedefini yükseltmek blöfü azaltır mı?

Azaltır, ancak taşınma ve kışır riskini artırır. Hedef değer kazan üreticisinin sınırının altında, emniyet payı bırakılarak seçilmelidir. Blöfü azaltmanın doğru yolu hedefi yükseltmek değil, besi suyunu iyileştirmektir.

Kaynaklar

TS EN 12953-10, Silindirik kazanlar — Bölüm 10: Besleme suyu ve kazan suyu kalitesi için gerekler.
ASME, Consensus on Operating Practices for the Control of Feedwater and Boiler Water Chemistry in Industrial and Institutional Boilers.
VGB PowerTech, VGB-S-010: Feed Water, Boiler Water and Steam Quality for Power Plants / Industrial Plants.
U.S. Department of Energy, Steam Tip Sheets (blöf ve flaş buhar geri kazanımı).
IAPWS-IF97, su ve buharın termodinamik özellikleri.

HSA Mühendislik olarak buhar kazanı besi suyu için yumuşatma, ters ozmoz ve dozaj sistemlerini tesisinizin buhar debisi, kondens dönüşü ve ham su analizine göre hesaplıyor, blöf tasarrufunu yatırım öncesinde sayısal olarak ortaya koyuyoruz. Sistemlerin çalışma mantığı için endüstriyel su arıtma sistemleri yazımızı inceleyebilirsiniz. Kazan dairenizin su analizi ve keşfi için 0506 020 41 74 numarasından bize ulaşın.