Buhar Kazanı

Buhar kazanı


İçinde herhangi bir sıvı kaynatılarak buhar elde edilen aygıtlara buhar kazanı denir; ama bu ad daha çok, sudan buhar elde etmeye yarayan aygıtlar için kullanılırEğer kapalı bir kaba biraz su konur veısıtılırsa bir süre sonra su kaynar ve buharlaşmaya başlar Bu buhar sudan ayrılarak kabın içinde, su düzeyinin üstündeki boşlukta toplanır Su buharı, suyun sıvı haldeyken kapladığı hacimden çok daha büyük bir hacme yayılır Serbestçe yayılabildiği zaman, sıvı haldeyken kapladığı hacmin yaklaşık 1700 katı kadar bir hacmi kaplar

Ama kapalı kaplar böylesine bir genleşmeye olanak vermez ve genleşmek isteyen gaz kabın çeperlerine basınç yapar Su düzeyinin üstündeki boşlukta ne kadar çok buhar toplanırsa, buharın kazan çeperlerine ve kazandaki su üzerine yaptığı basınç da o kadar artar Kazan içindeki basınç yükseldikçe suyun kaynama sıcaklığı da yükselir ve suyun kaynamayı sürdürmesi için su sıcaklığını 100°C'nin üzerine çıkarmak gerekir

Buhar kazanının güvenli olarak dayanabileceği belli bir basınç düzeyi vardır; kazan basıncının bu düzeyi aşmamasına dikkat etmek gerekir Kazandaki basıncın güvenlik sınırını aşmaması için, bütün buhar kazanlarında, basınç belirli bir düzeyi geçince fazla buharı dışarı veren bir emniyet supabı bulunur

İlk buhar kazanlarında basınç ender olarak atmosfer basıncının (deniz düzeyindeki hava basıncının) 1,7 katını geçerdi Genellikle kazan basıncını göstermek için, kazan basıncının normal hava basıncıyla farkını belirten gösterge basıncı kullanılır
Buhar makinesinin İngiltere'deki öncüsüolan James Watt, buhardan daha iyi yararlanmak için yüksek basınçlı buhar kullanmanın yararını görmüş ve 4 atmosfer (normal atmosfer basıncının 4 katı) basınçlı bir kazan yapmaya çalışmıştı Ama 1860'lara gelinceye kadar, yapım yöntemlerinin yetersizliği nedeniyle 3 atmosferin üzerine pek çıkılamadı Örneğin 1840'ta Britannia yolcu gemisinde kazan basıncı yalnızca 0,6 atmosferdi 1900'e gelindiğinde belli kazan tiplerinde basınç 20 atmosfere kadar çıkabiliyordu Günümüzde ise Queen Elizabeth 2 gemisinin kazan basıncı 59 atmosferdir Sanayide 100 atmosferin üzerinde basınçlı buhar kazanları kullanılmaktadır, ama basıncı 40 ile 50 atmosfer arasında olan kazanlar daha yaygındır

Buhar kazanı, ocak ve su bölmesi olmak üzere iki ana parçadan oluşur Ocaktan çıkan sıcak gazlar ya suyla çevrili alev borularının içinden ya da içleri suyla dolu borulann çevresinden geçer Alev borulu kazanlar denen birinci tür kazanlar daha düşük basınçlı buhar elde etmek için kullanılan büyük su hacimli kazanlardır Yüksek basınçlı buhar elde etmek için kullanılan ve suyun borulardan geçerken ısındığı kazanlara da su borulu buhar kazanları denir Alev borulu kazanlarda, ısıtılacak olan su çok olduğu için ısıtmanın başlangıcı ile buharın elde edilmesi arasındaki süre uzundur Boru çapları ancak 5 cm kadar olan ve ısınacak su miktarının çok daha az olduğu su borulu kazanlarda ise buhar daha çabuk elde edilir

Buharın daha da çabuk elde edildiği ani buharlaşman özel kazanlarda kazanın su kapasitesi yok denecek kadar azdır Bir pompa kazan borularını suyla beslerken, buharlaşmayı daha da hızlandırmak için, oluşan buhar hemen borulardan çekilir
Buhar kazanlarına gerekli enerjiyi sağlamak için çeşitli yakıtlar kullanılır; ama en yaygın olarak kullanılan yakıtlar kömür, mazot ve doğal gazdır Büyük enerji santrallannda, kömür mekanik taşıyıcıyla ocak girişindeki hareketli bir ızgara üzerine yığılır Hareketli ızgara üzerinde ocağa giren kömür ocağın çıkışına ulaşıncaya kadar geçen süre içinde tümüyle yanar ve külleri ocak çıkışındaki çukura dökülür
Başka bir yöntem kömürü toz haline getirip basınçlı havayla ocak içine püskürtmektir Mazot kullanıldığı zaman da, kolayca tutuşması için yakıt havayla karıştırılarak ocak içine püskürtülür

Buhar türbinlerinde {bak TÜRBİN) bir enerji kaynağı olarak kullanılan buhar, enerjiyi ısı biçiminde aktaran bir araç olarak da kullanılır Bu yüzden buhar kazanlarının sanayide çok çeşitli kullanım alanları vardır Bazen, üretimin belirli aşamasında ortaya çıkan fazla ısı artık ısı kazanlarında buhar üretmek için kullanılır
Nükleer enerji santrallarında türbinleri döndürmek için gerekli buharın nasıl üretildiği NÜKLEER ENERJİ maddesinde anlatılmaktadır