Konstrüksiyon tip 1 deneyi

Yukarıda konstrüksiyon özelliklerinden bahsedilen kazanda, yanma haznesine sağlanacak ikincil havanın, alevin hemen üzerinden, yakıt içerisindeki uçucuları yakmak için verilmesi gerektiği literatürden bilinmektedir. Bu bilgiler ışığında, yanma haznesinin değişik yüksekliklerinde bulunan ikincil hava girişlerinin hepsi alev üzerine yerleştirilmiştir.

Yapılan çalışmalarda, kazana ikincil havanın optimum koşullarda verilmesinden önce optimum birincil havanın verilmesi gerekmektedir. Bu nedenle optimum ikincil hava debisinin, optimum birincil hava debisi kullanılarak tespit edileceği aşikardır. Deneylerde 3 saat (180 dakika) süre içerisinde 18 kg yakıt kullanılması planlanmıştır. Yakılacak yakıt miktarı AND GF-1200 model hassas terazi ile tartılmıştır. 180 dakika içerisinde deneyde 18 kg (alt ısıl değeri 7760 kcal/kg) ithal kömür yakıldığı durumda, birincil hava, DN40 borudan stoker fanı vasıtasıyla yanma haznesine beslenmiştir. Öncelikle bir miktar yakıt stoker bunkerine dökülmüştür. Stoker redüktörü çalıştırılarak bunkerdeki kömürün, stoker potasına kadar dolması sağlanmıştır. Daha sonra yakıt üzerine odun, kâğıt konulmuş ve tutuşturulmuştur. Tutuşturma işleminden sonra, bacadan beyaz duman çıkışının bitmesi beklenmiştir. Beyaz duman çıkışının bitmesi ile birlikte ölçümler alınmaya başlanmıştır. Beyaz duman çıkışının olduğu esnada, baca gazı analiz cihazı yardımıyla ölçüm alınması durumunda çok yüksek CO çıkışının olduğu görülmüştür. Ölçümler esnasında, baca gazı analiz cihazı olarak, Testo 300M model cihaz kullanılmıştır.

İkincil hava kullanılmadan kazan çalıştığı sırada en yüksek kazan verimi, CO2

emisyonu ve en düşük hava fazlalık katsayısı, CO ve O2 emisyonu sağlandığı durumda

birincil hava hızı anemometre yardımıyla ölçülerek 17 m/s olarak tespit edilmiştir. Birinci konstrüksiyon tipinde, direkt olarak alevin üzerine, üstten DN40 boru ve ucundaki yayıcı plaka ile verilen ikincil havanın yüksekliği alevin biraz daha üzeri olan orta halka kollektör seviyesinin hemen üzerine getirilmiştir.

Deney esnasında iki dakika aralıklarla Şekil 5.1’de görülen ölçme noktalarından veriler okunmuş ve kaydedilmiştir. Suyun kazana giriş ve kazandan çıkış sıcaklığı analog termometrelerle, giriş ve çıkış basıncı ise analog manometrelerle ölçülmüştür. Orifis giriş-çıkış basıncı kontrol panosu üzerindeki dijital proses göstergelerinden okunmuştur. Kazan üzerine bağlı dört termo elemanın ölçtüğü sıcaklıklar da kontrol panosu üzerindeki dijital sıcaklık kontrolörü ekranından okunmuştur. Baca gazı değerleri de baca gazı analiz cihazı kullanılarak okunmuştur.

Yanma başlangıcında, beyaz duman çıkışının bitiminden sonra ölçümler alınmaya başlanmış ve çok yüksek λ değerinin elde edildiği görülmüştür. λ değeri yanmanın iyi olup olmadığının bir göstergesidir. λ ’nın yüksek olması oksijenin yanmada kullanılamadığını, sadece ocağı soğuttuğunu gösterir. İkincil hava, 2-6 dk zaman aralığında, en alt halka kollektörden alev üzerine DN15 borudan 25 m/s hız ile verilmiştir ve λ değerinde azalma görülmüştür. O2 ve CO miktarında azalma, CO2

miktarında, yanma haznesi cidar sıcaklığı, baca gazı sıcaklığında ve yanma veriminde artış görülmüştür. Elde edilen değerler, ikincil havanın olumlu sonuçlar verdiğinin göstergesidir. Bu dakikadan sonra verilen ikincil hava, λ değerini yeniden yükseltmeye başladığından, ikincil hava temini durdurulmuştur.

14-20.dk zaman aralığında, ikincil hava aynı debi ve konumdan tekrar verilmiş ancak olumsuz sonuçlar elde edilmiştir. λ ve O2 oranı yükselmiş, CO2 oranı, yanma

verimi, yanma haznesi cidar sıcaklığı ve baca gazı sıcaklığı düşmüştür. Bu durum, ikincil havanın, yanma haznesine, sürekli verilmemesi gerektiğini göstermektedir. 14- 20.dk zaman aralığında, yanma haznesine ikincil hava verilmesi ocak sıcaklığını düşürmüş ve baca gazı değerlerini olumsuz yönde etkilemiştir. Bu durumu önlemek için 28.dk’da stoker üzerinde toplanan kül temizlenmiş ve taze kömür yanma haznesine açık duruma getirilmiştir. Taze kömürün yanmasıyla birlikte uçucu gazların oluşacağı düşünülerek, ikincil hava aynı debi ve konumda yeniden yanma haznesine verilmiştir. Bu durumda da ikincil havanın kazanın ısıl performans ve emisyonlar üzerine olumlu etkileri gözlenmiştir.

32.dk itibarı ile ikincil havanın ters etki oluşturduğu gözlenmiş, ancak ikincil havanın sisteme sürekli verilip verilmeyeceğini belirleyebilmek için 32-42.dk’lar arasında da aynı debi ve konumda ikincil hava beslemesine devam edilmiştir. 32-42.dk zaman aralığında λ, O2, CO, CO2, yanma verimi, yanma haznesi ve baca gazı

48.dk itibarı ile sistemdeki baca gazı değerlerinin yeniden bozulduğu görülmüştür. Kül temizliği yeniden yapılmış ve taze yakıt ocağa açık yüzeye getirilmiştir. 54.dk’ya kadar sisteme ikincil hava verilmemiştir. İkincil havanın verilmediği bu sırada taze yakıt karışımının baca gazı değerlerini tek başına düzeltemediği görülmüştür. 54-58.dk’lar arası orta halka kollektörden DN15 boru ile 25 m/s hızda ikincil hava beslemesiyle baca gazı değerlerinin yeniden düşme eğilimine geçtiği gözlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, orta halka kollektörün en alt halka kollektöre göre daha az etkili olduğu gözlenmiştir. 58.dk sonrası baca gazı değerleri yeniden olumsuz yönde gidişine devam etmiştir.

84.dk itibarı ile baca gazı değerleri oldukça kötüleşmiştir. Bu durumda yeniden kül temizliği yapılmış ve 84-90.dk zaman aralığında, orta halka kollektörden aynı debide ikincil hava takviyesi yapılmıştır. Baca gazı değerlerinde iyileşme gözlenmiştir. 90.dk’dan itibaren baca gazı değerlerinde olumlu yönde gidiş devam etmiştir.

112.dk itibarı ile baca gazı değerlerindeki olumsuz yöndeki seyir yeniden devam etmeye başlamıştır. Kül temizliği yapılmış ve en üst halka kollektörden 25 m/s hızla 112-118.dk zaman aralığında ikincil hava beslemesi yapılmıştır ve baca gazı değerleri olumlu yönde etkilenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre en üst halka kollektörün, orta halka kollektöre göre daha az etkili olduğu görülmüştür.

132.dk itibarı ile baca gazı değerlerindeki olumsuz yöndeki seyir yeniden devam etmeye başlamıştır. Bu durum 152.dk’ya kadar beklenmiş ancak sonuçlanmamıştır. Yeniden temizlik yapılarak üstten DN40 boru ile 10 m/s hızda 152-158.dk’lar arası ikincil hava beslemesi yapılmış ve baca gazı değerlerinde olumlu etkiler elde edilmiştir. Üstten ikincil hava beslemesinin orta halka kollektörden daha az etkili fakat en üst halka kollektörden daha etkili olduğu görülmüştür.

Bu konstrüksiyon tipi için elde edilen sonuçlara göre, ikincil havanın alevin hemen üzerinde ve mümkün olan en yakın mesafede olması gerektiği sonucuna varılmıştır. Ayrıca sürekli yakıt beslemesinin ve kül tahliyesinin olmadığı kazanlarda ikincil havanın sürekli olarak verilemeyeceği belirlenmiştir. Taze yakıt karışımının yanması ile beraber uçucuların meydana geldiği anda sisteme ikincil hava takviyesinin yapılması gerektiği sonucuna ulaşılmıştır.