Gemi buhar kazanlarında ısı transferinin incelenmesi
Investigation of heat transfer in ship steam boilers
Yazar: MURAT BAKAL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ BÜLENT İMAMOĞLU
İstanbul Gedik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Ekonomik ve sosyal açıdan, Dünya'daki yaşam şartlarında ve ülkelerin gelişiminde ilerlemeye en çok katkı sağlayan faktörlerden biri de enerjidir. Enerji kaynakları bilindiği gibi sonu olan birer kaynaktır. Bütün Dünya üzerinde enerjiye olan ihtiyaç her geçen gün daha da artmaktadır. Ters orantılı olarak da mevcut enerji kaynaklarımızın kapasitesi günden güne daha da azalmaktadır. Bu yüzden insanoğlu çözüm olarak alternatif yani yenilenebilir enerji kaynakları bulma ve enerji tasarrufu konularına ivedilik ile yönelmiştir. Günümüzdeki sanayi işletmelerinin çoğu, kalkınma planlarını, uzun vadeli yatırımlarını enerji üretimi ve enerji kaynaklarının daha verimli kullanılmasını sağlamak için ne gibi araştırma ve yatırımlar yapılması gerektiğinin belirlenmesi ile ilgili konularda yapmaktadır. Bu tez çalışmasında da, endüstriyel tesisler ve gemiler için önemli bir yardımcı donanım olan buhar kazanlarında ısı transfer olayları ve kazanlarda oluşan birikintilerin (depozit, kireç taşı, kışır vb.) ısı transferine olan etkisi araştırılmış ve verimliği artırmak maliyetleri düşürmek için yapılması gerekenler sırayla incelenmiştir.
Öncelikle, su ve buhar kavramı üzerinde durulmuş, buharın teknik özellikleri ve tarihçesi konu edilmiş daha sonra buhar kazanlarının genel özellikleri, çeşitleri ve üzerindeki yardımcı donanımlar tanıtılmış ve kazan verimi hesaplama yöntemlerinden bahsedilmiştir. Buhar kazanlarındaki ısı transfer olaylarının daha iyi kavranması için termodinamik ve ısı transferi konularına kısa bir giriş yapılmış ısı transferi ile ilgili gerekli temel bilgiler verilmiş, çeşitli ısı transfer yolları anlatılmıştır. Kazanlarda ısı kaybına sebep olan olaylar ve sonuçları belirtildikten sonra bunların giderilmesi için gerekli olan adımlara yer verilmiştir.
Tez projesi uygulama alanı olarak da halen Teknik Müdür olarak görev yaptığım denizcilik firmamda sahada kullandığımız buhar kazanları üzerinde kışırın ısı transferi ve verime olan etkisi detaylı bir şekilde incelenmiştir. Gerekli ölçümler ve analizler sahada yapılarak kışırın etkileri ortaya koyulmuştur. Kazanlarda gerekli kimyasal depozit temizliği ve su şartlandırmaları yapıldıktan sonra sonuç olarak verim artışı ve yakıt sarfiyatına olan etkileri araştırılmış ve sonuçlar bölümünde raporlanmıştır. 
Kışır ve birikintilere bağlı olarak gelişen ısı kayıpları ve sonucunda oluşan ilave maliyetlerin azaltılması, kazan verimliliğin sürekliliğinin sağlanması için; firma içinde bu konu ile ilgili eğitim planlarının oluşturulmasına karar verilmiştir. Bu eğitimlerin kazan üretimi yapan firmaların yetkili eğitim birimlerinden alınması, konuyla ilgili bakım talimatları ve planları gözden geçirilip eksik noktaların belirlenip giderilmesi yıllık hedeflere eklenmiştir.

Abstract:
In economic and social terms, energy is one of the most contributing factors to progress in living conditions in the world and in the development of countries. As it is known, energy resources are sources with an end. The need for energy all over the world is increasing day by day. In an inverse proportion, the capacity of our existing energy resources is decreasing day by day. For this reason, mankind has urgently turned to the issues of finding alternative, renewable energy sources and energy saving as a solution. Most of today's industrial enterprises make their development plans, long-term investments on issues related to energy production and determination of what kind of research and investments should be made in order to ensure more efficient use of energy resources. In this thesis, heat transfer events in steam boilers, which are important auxiliary equipment for industrial facilities and ships, and the effect of deposits (deposit, scale, etc.) formed in the boilers on heat transfer have been investigated and what needs to be done to increase efficiency and reduce costs are examined in turn.
First of all, the concept of water and steam was emphasized, the technical characteristics and history of steam were discussed, then the general characteristics, types and auxiliary equipment of steam boilers were introduced and the calculation methods of boiler efficiency were mentioned. In order to better understand the heat transfer phenomena in steam boilers, a brief introduction to the topics of thermodynamics and heat transfer has been made, the necessary basic information about heat transfer has been given, and various heat transfer methods have been explained. After the events that cause heat loss in the boilers and their results are stated, the necessary steps to eliminate them are given.
As the application area of the thesis project, the effect of fouling on the heat transfer and efficiency on the steam boilers we use in the field in my maritime company, where I still work as the Technical Manager, has been examined in detail. Necessary measurements and analyzes were made in the field and the effects of fouling were revealed. After the necessary chemical deposit cleaning and water conditioning in the boilers, the effects on the increase in efficiency and fuel consumption were investigated and reported in the results section.