Anahtar Farkı – Kritik Altı ve Süperkritik Kazan
Kazanlar, içinde bir sıvının ısıtıldığı, çoğu zaman su olduğu kapalı kaplardır. Bunun adı bir kazan olsa da, sıvının burada mutlaka kaynaması gerekmez. Isıtılan akışkan, su ısıtma, merkezi ısıtma, pişirme vb. çeşitli uygulamalarda kullanılmaktadır. Kritik altı ve kritik üstü kazanlar bu tür buhar üreten sistemlerdir. Kritik altı ve kritik üstü kazan arasındaki temel fark, kritik altı kazanların sıvının kritik altı basıncında, süper kritik kazanların ise sıvının kritik üstü basıncında çalışmasıdır.
Kritik Nokta Nedir?
Bir maddenin kritik noktası, o maddenin aynı anda hem gaz hem de sıvı gibi davranabildiği, dolayısıyla birbirinden ayırt edilemeyen gaz ve sıvı fazlarının oluştuğu sıcaklık ve basınçtır. Bunun nedeni, gaz fazının ve sıvı fazın yoğunluğunun bu noktada eşit olmasıdır. Kritik noktasının üzerinde sıcaklık ve basınçta bulunan bir madde, süper kritik akışkan olarak bilinir. Kritik noktasının altında çıkan bir madde, kritik altı sıvı olarak bilinir. Bir faz dengesi eğrisinde kritik nokta, eğrinin bitiş noktasıdır.
Şekil 01: Suyun Kritik Noktasını gösteren bir Faz Şeması
Süperkritik kazanlarda süperkritik terimi, kazanın çalıştırıldığı suyun kritik noktasının üzerindeki basınçları ifade eder. Suyun kritik noktası 647 K sıcaklık ve 221 bar (22.1 MPa) basınçtadır. 221 barın altındaki basınçlar “kritik altı basınç” olarak bilinir ve 221 barın üzerindeki basınçlar suyun “süper kritik basıncı” olarak bilinir.
Süper Kritik Kazan Nedir?
Subkritik kazanlar, 374°C'ye kadar sıcaklıklarda ve 3,208 psi (suyun kritik noktası) basınçta çalışan kazanlardır. Bu kazanlar, sabit buharlaşma uç noktasına sahip bir sistem oluşturur. Kritik altı kazan için tipik bir örnek, tambur tipi buhar jeneratörüdür.
Kazan içinde, kolonların ısıtılmasıyla sıvının doğal sirkülasyonu sağlanır. Bu yükselticiden çıkan su ve buhar karışımı daha sonra tamburda su ve buhara ayrılır. Su sirküle edilir, su alt köşelerden evaporatör girişine dönerken, buhar süper ısıtıcı bölmesine akar.
Şekil 02: Bir Termik Santral
Akışkanın doğal sirkülasyona girmesine izin verilirse, uygulama aralığı maksimum tambur basıncı olarak yaklaşık 190 bar ile sınırlıdır. Ancak sirkülasyon bir sirkülasyon pompası kullanılarak yapılırsa (cebri sirkülasyon olarak bilinir), bu aralık genişletilebilir. Bu uzama, tamburdaki buharlaşma son noktasının sabitlenmesi nedeniyle olur. Ayrıca evaporatördeki ve kızdırıcıdaki ısıtma yüzeyinin boyutunu ayarlar. Subkritik kazanın önemli bir dezavantajı, bu kazanlarda kabarcık oluşumunun meydana gelebilmesidir.
Süperkritik Kazan Nedir?
Süperkritik kazan (süperkritik buhar jeneratörü), süperkritik basınç koşullarında çalışan bir kazan türüdür. Bu tip kazanlar genellikle elektrik üretiminde kullanılır. Kritik altı kazanlardan farklı olarak süper kritik kazanlarda kabarcık oluşumu olmaz ve sıvı su hemen buhara dönüşür.
Süperkritik kazan, 538–565°C civarındaki sıcaklıklarda ve 3,200 psi'nin üzerindeki basınçlarda çalışır. Süper kritik bir kazan, değişken buharlaşma bitiş noktasına sahip bir sisteme sahiptir. Bu kazanlar tambursuzdur. Bu nedenle, buharlaşma, evaporatörden tek geçişte gerçekleşir. Akışkan akışı çoğu zaman; su, besleme pompası tarafından indüklenir. Bu, sistemin istenen herhangi bir basınçta çalışmasını sağlayarak, sistemin kritik altı veya kritik üstü koşullarda çalışmasını sağlar. Sonuç olarak, buharlaşma bitiş noktası değişir. Ayrıca bu koşulları sağlamak için evaporatör ve kızdırıcı alanları gereksinimlere göre otomatik olarak ayarlanır.
Şekil 03: Su Borulu Kazan
Bu kazan, kritik su basıncı olan 221 bar'ın üzerinde çalıştırıldığı için süperkritik kazan olarak adlandırılmıştır. Kritik noktanın üzerinde buhar ve su arasında bir ayrım olmadığı için su bir akışkan görevi görür.
Suyun kritik noktasının ötesinde, gizli buharlaşma ısısı sıfırdır ve bu nedenle sıvı faz ile suyun buhar fazı arasında önemli bir fark yoktur. süperkritik kazanların en büyük avantajlarından biri daha az yakıt tüketimidir. Bu, daha az sera gazı üretimine neden olur. ayrıca kabarcık oluşmaması nedeniyle daha az su tüketimi gözlemlenebilir.
Süperkritik ve Süperkritik Kazan arasındaki benzerlikler nelerdir?
- Hem Kritik Hem de Süper Kritik Kazanın temel çalışma mekanizması/döngüsü aynıdır.
- Süperkritik kazanlardaki tambursuz evaporatörler dışında diğer yapısal özellikler de aynıdır.
- Hem Kritik Hem de Süper Kritik Kazan teknikleri, operasyonda benzer ekipman ve stratejiler kullanır. yani hava ön ısıtıcısı, ekonomizör, türbinler, kondansatörler, kazan besleme pompaları vb.
Süperkritik ve Süperkritik Kazan Arasındaki Fark Nedir?
Süperkritik ve Süperkritik Kazan |
|
| Subkritik kazanlar, 374°C'ye kadar sıcaklıklarda ve 3,208 psi (suyun kritik noktası) basınçta çalışan kazanlardır. | Süperkritik kazan (süperkritik buhar jeneratörü), süperkritik basınç koşullarında çalışan bir kazan türüdür. |
| Sıcaklık | |
| Süper kritik kazanlar 374°C'ye kadar sıcaklıklarda çalıştırılır. | Süperkritik kazanlar 538–565°C civarındaki sıcaklıklarda çalıştırılır. |
| Basınç | |
| Subkritik kazanlar 3,208 psi basınçta çalıştırılır. | Süperkritik kazanlar 3,200 psi'nin üzerindeki bir basınçta çalıştırılır. |
| Davul | |
| Subkritik kazanlar tamburlardan oluşur. | Süper kritik kazanlar tambursuzdur. |
| Kabarcık Oluşumu | |
| Kabarcık oluşumu, kritik altı kazanlarda önemli bir dezavantajdır. | Süperkritik kazanlarda kabarcık oluşumu yoktur. |
Özet – Kritik Altı ve Süperkritik Kazan
Süper kritik ve kritik üstü kazanlar, elektrik üretimi için kullanılan iki tür buhar jeneratörüdür. Bunlar, çalışma koşullarına göre bu şekilde sınıflandırılır. Subkritik ve süper kritik kazan arasındaki fark, Subkritik kazanların sıvının kritik altı basıncında çalışması, süper kritik kazanların ise sıvının kritik üstü basıncında çalışmasıdır.
Subcritical vs Supercritical Boiler'ın PDF Versiyonunu İndirin
Bu makalenin PDF sürümünü indirebilir ve alıntı notuna göre çevrimdışı amaçlarla kullanabilirsiniz. Lütfen PDF sürümünü buradan indirin: Subkritik ve Süperkritik Kazan Arasındaki Fark
