EVAPORATÖRLER

(Tatlı Su Üreticisi)

Prof.Dr.Adnan Parlak

Atık Isıyı Geri Kazanma

Çok verimli motorlarda  bile  efektif verim %50 civarındadır. Geri kalan Enerji:

1. Yağlama yağı,

2. Piston soğutma suyu,

3. Ceket Soğ. Suyu

4. Egzoz gazı,

5. Skavenç hava soğutmasına

6. Türbo doldurucu soğutmasına

Gider.

Kayıp ısıdan değişik şekillerde faydalanılır.

– Baca kazanı-Buhar Türbini-Kombine güç sistemi

– Skavenç hava soğutma sisteminden yakıt tanklarının ısıtılmasında

Soru1.
Deniz suyunun 45 0C de kaynadığı bir tatlı su jeneratöründe suyun buharlaşması için gerekli enerji silindir soğutma suyundan sağlanmaktadır.  Günde 24 ton tatlı su elde etmek için ısıl değeri 42000 kJ/kg olan yakıt kullanılmış olsaydı

a) Bir günde ne kadar yakıt harcamak gerekirdi?
b) Günde 32 ton yakıt tüketen 7300 kW  gücündeki  bir ana makinenin soğutma suyundan kazanılan enerjiyi ı düşünerek verimdeki değişimi hesaplayınız.

a)

b) Atık ısı değerlendirilmediği takdirde verim

Atık ısı değerlendirildiğinde verim

Deniz Suyundan iki Şekilde Tatlı Su elde edilir

Ters Ozmoz Yöntemi

Distilasyon

Ters Osmoz yöntemi büyük kapasitelerde ama düşük kalitede tatlı su eldesin de faydalanılır.

Ters Osmoz ile Su

Normal şartlarda  osmoz olayı tabi bir olay olup, su az yoğun olan  tuzlu sudan  yarı geçirgen bir membran aracılığıyla daha yoğun olan ortama geçer.

Ters osmos yönteminde tuzlu su gibi yoğun ortama basınç uygulandığında (osmoz basıncından daha yüksek basınçta) basınç  tuz ile suyun ayrışmasına neden olur.  Bu olaya ters osmoz denir

Ters Osmoz yöntemi büyük kapasitelerde ama düşük kalitede tatlı su eldesin de faydalanılır.

Distilasyon Yöntemi

Deniz suyunun buharlaştırılmasıyla yoluyla tatlı su elde edilir. Suyun buharlaştırılmasında ceket soğutma suyu kullanılır.

Deniz suyunun buharlaşması düşük basınç altında gerçekleştirilir.

Doyma Basınç ve Sıcaklığı

Düşük Basınçlı Evaporatör

Evaporatör

Tek kademeli Evaporatör

Deniz suyu besleme yöntemi

Çift kademeli (ön Isıtmalı) Evaporatör

Çift kademeli (ön Isıtmalı) Evaporatör

Çift kademli Eva.da Deniz suyu besleme yöntemi

Evaporatör

Gemilerde kazan, banyo  vb. ihtiyaçların karşılanmasında deniz suyundan elde edilen distile su kullanılır.

Kaynama düşük basınçta gerçekleştiği için ısı değiştirici yüzeylerinde kışır oluşumu azdır.

Gerekli ısı ceket soğutma suyu (atık ısı) vasıtasıyla sağlandığı için su eldesi için ilave enerji harcanmamaktadır.

Evaporatör Elemanları

Ejektör Pompası: Kinistin veya herhangi bir deniz suyu devresinden alınan deniz suyu ejektörden geçirerek denize basılır.

Ejektör çıkış devresi üzerinden alınan bir hat  besleme valfi üzerinden geçirilerek evaporatör besleme suyu olarak kullanılır.

Isı Değiştirici (buharlaştırıcı ve yoğuşturucu )

Besleme Valfi ve Orifis:

Besleme suyu öncelikle besleme valfinden geçirilir. Genelde  yay yüklüdür. Ejektör pompasının bastığı suyun basıncı yay yükünü yendiğinde besleme valfinden su geçişi başlar.

Deniz suyu besleme pompası çıkışında ise orifisten geçirilir. Orifis konmasının nedeni besleme suyu debisini ayarlamaktır.

Ejektör ve Geri Döndürmez Valfi:

Ejektör Deniz suyu pompası bastığı suyun bir kısmını besleme devresine gönderir.  Kalan kısmını ise vakum oluşumu için hava ejektörüne, evaporatörde kalan tuz yoğunluğu yüksek deniz suyunu basmaya yarayan (brine) ejektörden geçirir.

Hava  Ejektörü (Vakum için)

Deniz Suyu Ejektörü ( fazla deniz suyunu atmak için)

Ejektörler, pompanın sağladığı basınçlı suyun ejektör dar kesitin de hızı   artırıp basıncın düşürüldüğü  makine elemanlarıdır.

Vakum bağlantısı ve denize atılacak konsantre deniz suyu bağlantısı ejektörün düşük basınç kısmıyla iştirakleşir.

Bazı evaporatörlerde iki fonksiyonu da yerine getirecek şekilde tek  ejektör kullanılmaktadır.

Ejektörün evaporatörden çekmiş olduğu hava ile düşük basınçta buharlaşma gerçekleştirilir.

Ejektörlerin hava ve deniz suyu bağlantılarında birer adet geri döndürmez valf vardır. Bu valfler sayesinde her hangi bir nedenle borda çıkış valfinin açık kalması durumunda evaporatörün deniz suyu ile dolmasının önüne geçilir.

Distile Pompası:

Kondanserde yoğuşan suyu tatlı su tankına basan santrifüj tip bir pompadır. Pompanın alıcısı düşük basınca (vakum) maruz kaldığı için pompa boğazından havanın girmemesi gerekir. Bunun için pompa glendi, pompanın çıkış hattından gelen basınçlı su ile iştirakleşerek sızdırmazlık sağlanır. Pompanın ilk devreye alınması esnasında boğazına(glende) su tutularak pompanın hava yapmasının önüne geçilir.

Salinometre (tuzluluk Ölçer): Su içerisindeki tuzluluğu ölçen düzeneğe denir.

Deniz suyunun elektrik iletkenliği tatlı suya göre daha yüksektir. Deniz suyu sodyum klor, Magnezyum Klor ve Kalsiyum Klor  gibi bileşikler içerir. Klor iyonları iletkenliği artırdığı için suyun iletkenliği de artar.

Tuzluluğu ölçen sensörden gelen akım miktarı arttığında 2 nolu röle devreye girererek alarmı devreye sokar. Alarm sürekli olduğunda 1 nolu röle de devereye girerek tuzluluk ölçeri korur.

Deniz suyunun iletkenliğini artıran diğer faktör sıcaklıktır. Her bir derece sıcaklık artışı iletkenliği %2.2 artırır. Bu nedenle tuzluluk ölçerin aynı zamanda sıcaklığa göre kalibrasyon yapar.

Tatlı su çıkışındaki tuzluluk oranı 2-20 ppm olmalıdır. Bu değeri aştığı anda  tank çıkışındaki elektro vana  kapatılarak sintineye çıkış valfi açılır. Bu esnada tuzluluk ölçerin alarmı devrededir.

Vakum Kırıcı valf; Evaporatördeki vakumu ayarlamak için kullanılır. Eva çalışmadığı zaman normalde açık bırakılır. Aşırı kaynama durumunda bu valf vasıtasıyla vakum bir miktar kırılır. Evaporatörün vakum tutmaması durumunda bu valf kontrol edilmelidir.

Emniyet Valfi:  Evaporatör içerisinde herhangi bir nedenle basınç arttığında sistemi aşırı  basınçtan korur.

Hava Tahliye valfleri: Yoğuşturucu ve ısıtıcı  gövdesinde hapsedilmiş havanın tahliye edilmesi için eveporatörün devreye alınması esnasında açılarak  hava tahliyesi bu valflerle sağlanır.

Evaporatörün Devreye Alınması

Evaporatör Ana makine tam yola ulaştıktan ve limandan yeteri kadar uzaklaştıktan sonra (temiz deniz suyu için) devreye alınmalıdır.

Devreye alma için aşağıdaki işlemler takip edilmelidir:

1. Deniz suyu pompasının giriş- çıkış valfleri ile borda çıkış valfi açılarak pompa çalıştırılır.

2. Vakum kırıcı valf kapatılır.

3. Besleme suyu valfi açılarak eva ısıtıcısına deniz suyu girmesi sağlanır.

Çalışma Prensibi

4. Evaporatör içerisindeki  vakumun %90 vakuma (689 mmHg) ulaşması beklenir.

5. Ana makine ceket soğutma suyu valfleri açılırak 60-85 oC sıcaklıktaki ceket soğutma suyunun ısı değiştiriciye girişi sağlanır. Girecek su miktarı by-pass vanası ile ayarlanır.

6. Gözetleme camından deniz suyunun buharlaşması izlenir.

7. Buharlaşan su buharı yoğuşturucu  üzerindeki tesfiye şişesinden izlenir.

8. Su seviyesi yeteri kara yükseldiğinde  tuzluluk ölçer açıldıktan sonra  distile pompası devreye alınır. İlk çalışma esnasında tuzluluk bir miktar yüksek olacağından tuzluluk ölçerin alarmı çalacaktır. Seviye 20 ppm in altına düştüğünde tatlı su tankı selenoidi açılarak tank dolmaya başlar.

9. Evaporatör gövde sıcaklığı  40-45 oC arasında olmalıdır. Aksi halde vakum kırılır. Kapasite düşer. Buna neden olan faktörler:

a. Yoğuşturucuya verilen deniz suyu debisinin yetersizliği

b. Deniz suyu sıcaklığının yüksekliği

c. Yoğuşturucu borularının tıkanmış olması

d. Yoğuşturucunun deniz suyu tarafında hava olması

e. Distile pompası az bastığı için yoğuşturucuda biriken suyun fazla olması

f. Vakum kırıcı valfin kaçırması (vakum değerinden anlaşılır!)

Çok kademeli Evaporatör

Flash Evaporatör

…