Buhar kazanları ve ona bağlı proseslerin kapsamında yer alan buhar suyun ısı etkisiyle gaz fazına geçmiş halini ifade eder.
 
100 C° civarındaki sıcaklıkta ve standart atmosferik basınçtaki buhar, saftır, saydam gaz haldedir ve sıvı haldeki sudan 1600 kat daha hacimlidir.

Buhar, Sanayi Devriminin temel başlangıç noktası olarak 1800'lü yılların başından itibaren endüstrinin hizmetine girmiştir.

Kapalı bir kap içerisinde ısı etkisiyle gaz fazına geçen maddenin basınç değeri yükselir. Isının artırılmasıyla birlikte basınç değeri de artar. Buhar hem çok iyi bir ısı taşıyıcısı olması hem de transferi kolay olduğu için pek çok endüstriyel uygulamada tercih edilmektedir. 

Günümüzde modern imalat ve malzeme teknolojileri sayesinde çok geniş aralıklarda üretilebilen buhar kazanları, ısıl proseslerin söz konusu olduğu imalatlarda en fazla kullanılan enerji transfer aracı olmaktadır.

Buhar kazanının amacı; ısıtma, elektrik üreten türbinlerin çevrimi, sterilizasyon, sıcak su eldesi gibi amaçlarla prosesin çeşitli aşamalarında kullanılmak üzere buhar üretmektir.

Kazan sistemleri şekil ve boyut olarak farklılık gösterseler de tipik olarak bir buhar kazanı, yakıcı sistemi, su besleme sistemi ve su hazırlama ünitelerinden oluşur.

Aşağıda bazı örnek buhar sistemi şemalarını inceleyebilirsiniz, ayrıca buhar kazanları ile ilgili bir takım ipuçlarına ulaşmanız mümkündür.

Buhar kazanı ve buhar üretim sisteminin güvenli ve sağlıklı çalışabilmesi için kullanılması zorunlu olan bazı ekipmanlar vardır. Burada kısaca temel olarak basit bir kazan dairesinde bulunan ekipmanlar gösterilmiştir. Yukarıdaki resimin haricinde, ekonomizör ,reküparatör, degazör, otomatik blöf sistemleri, blöf tankı, numune soğutma tankı v.b ekipmanlar sisteme ilave edilebilir.

1- Isıtma Yüzeyi :
Kazan veya herhangi bir ısı değiştirici (eşanjör) için temel ölçülendirme kriterlerinden biridir ısıtma yüzeyi. Özellikle kazan alınırken veya seçilirken ısıtma yüzeyi kavramının bilinmesinde müşteri açısından büyük fayda bulunmaktadır. Isıtma yüzeyi esasen kazanın büyüklüğünü ve kapasitesini belirtmekte kullanılır. Isıtma yüzeyi kazan içerisinde sıcak alev ve duman gazlarının ısıtılacakolan su ile temas ettiği yüzeylerin toplam alanı anlamına gelmektedir. Bir kazanın ısıtma yüzeyi ne kadar büyükse kazan kapasitesi de o kadar büyük demektir. Kazandaki ısıtma yüzeyi genel olarak içerisindeki alev duman borularının yüzey alanı, külhan ve cehennemlik ile aynaların sıcak gazlarla temasta olduğu alanlar toplanarak bulunabilir.

2- Buhar Kalitesi :
Doymuş buhar içerisinde bulunan su miktarının ölçülmesi amacıyla kullanılan bu tanım şu formülün açılımı olarak 0 ile 1 arasında bir değere tekabül eder. Kalite = Doymuş Buhar Miktarı (kg) / [ Doymuş Buhar + Su miktarı ] (kg). Özellikle kuru buhar istenen proseslerde bu değerin 1 e yakın olması istenir.

3- F&A 100 C ve Gerçek Buhar Miktarı :
Kazanlardan alınan buhar miktarı tanımlanırken F&A 100 C (from and at 100 C) 100 C derecede 1 bar doymuş buhar üretebilme kapasitesi çoğu katalog ve etiket değerlerinde yer almaktadır. Gerçek buhar miktarı ise istenen basınç değerinde gerçekten elde edilebilecek buhar miktarını vermektedir. Örneğin 10,5 bar da 5000 kg/h gerçek buhar üreten bir kazan F&A 100 C de 5870 kg/h buhar üretebilir. Bu tanım endüstride eşdeğer bir birim oluşturmak adına kullanılmaktadır.

4- Kazanlarla ilgili bazı ipuçları :
Burada özellikle endüstride yaygın olarak kullanılan alev duman borulu 3 geçişli (skoç tip) kazanlarla ilgili bazı ipuçlarını paylaşmak istiyoruz.

- Katı yakıtlı kazanlarda sabit ızgaralı sistemlerde 1 m2 ızgara yüzeyinden en fazla (1500-2000 kW) enerji alınabilir. Hareketli ve soğutmalı ızgaralı sistemlerde en fazla (3000 kW) enerji alınabilir.
- Katı yakıtlı kazanlar daha büyük ocak hacmine ihtiyaç duyarlar.
- Sıvı veya gaz yakıtlı kazanlarda 1 m2 ısıtma yüzeyinden yaklaşık 35-40 kg buhar elde edilebilmektedir.
- Tasarım parametresi olarak genelde ocak başına 12000 kW değeri (17.000 kg/h buhar) maksimum alınacak değerlerdir. Daha yüksek değerler için birden fazla ocak kullanılmalıdır.
- Külhan et kalınlığı/çapı 22/1800 mm den fazla olamaz.
- Tasarım basıncının işletme basıncının %15 fazlası , emniyet ventili ayar değerlerinin de işletme basıncının %10 fazlası seçilmesi uygundur.
- Hidrostatik basınç değeri işletme basıncının 1,5 katından az olmamalıdır.
- Ocak içerisindeki ısıl genleşmelerin giderilmesi için en uygun yöntem ondüleli külhan kullanılmasıdır.
- Kazanlarda standartlara uygun olarak malzeme seçilmesi şarttır. Yaygın olarak kullanılan boru cinsi dikişli borularda EN 10217 - DIN 17177 normuna, dikişsiz borularda DIN 17175 normuna uygun borulardır. Levha saçlar için HI - HII (P235GH - P265GH - P295GH ve P355GH, erdemir 6341 - 6347 - 6352 kalite saçlar genelde kullanılan malzemelerdir. Bunların yanında fiziksel ve kimyasal özellikleri uygun ve standartların kabul ettiği diğer boru ve saçlarda kullanılabilmektedir.
- Kazanlarda brülörün alev boyu ve çapına uygun ocak ölçüsü olmasına dikkat edilmelidir.

Skoç tip kazanlardaki geniş buhar haznesi sayesinde, sürekli ve yeterli buhar elde etmeniz mümkündür, ani buhar çekişlerinde sisteminizde problem oluşturmaz. 3 geçişli tasarım dolayısıyla baca çıkış sıcaklıkları düşürülmüş ve verim arttırılmıştır. Isıtma yüzeyi TAM ve DOĞRU olarak verilir. Doğru seçilmiş ve tam uygulanmış ısıtmayüzeyi ile birim yüzeye düşen termik yükler uygun sınırlar içerisinde bırakılmıştır. Bu şekilde kazanın ömrü artırılmış, patlama riski azaltılmış ve verimi yükseltilmiştir.

Karşı basınçlı kazanlarda alev duman gazları tek seferde kazanı terk etmekte iken üç geçişli sistemde alev duman gazları kazan içerisinde 3 geçiş yaparak faydalı ısısını kazan içerisindeki suya tam aktarmaktadır. Karşı basınçlı kazanlarda ısıtma yüzeyi çok çok düşük seçilmekte ve bunun sonucu hem istenen kapasite tam alınamamakta hem de ocak hacmi içerisinde termik yük aşırı artırılmakta ve kazan dayanımı azalmaktadır. Kazan alırken mutlaka tam ısıtma yüzeyini öğreniniz. Daha küçük kazana daha fazla para ödemeyiniz.