Endüstriyel Tesislerde Teknik Gaz Tesisatları

Transkript

1 93 TESKON / GAZ-026 bu bir MMO yayınıdır MMO, bu makaledeki ifadelerden, fikirlerden, toplantıda çıkan sonuçlardan ve basım hatalanndan sorumlu değildir. Endüstriyel Tesislerde Teknik Gaz Tesisatları EROL ERTAŞ PNÖSp ATATÜRK CAD. 420 İZMİR MAKİNA MÜHENDİSLERİ ODASI İZMİR ŞUBESİ, ALİ ÇETİIMKAYA BULVARI NO; 12 KAT: 1 AL3ANCAK- İZMİR BİLDİRİ '

2

3 ENDÜSTRİYEL TESİSLERDE TEKNİK GAZ TESİSATLARI Erol ERTAŞ ÖZET Yakıt olarak kullanılan gazlar dışında kalan teknik gazlar* basınçlı hava ve havadan elde edilen oksijen* a ot # argon gazları ile argon karışımlı gazlardır* Havadan elde edilen gazlar # büyük endüstriyel tesislerde direkt olarak üretilmekte ve boru şebekeleri ile veya yüksek basınçlı gaz halinde çelik tüplerde^ yahut ta sıvılaştırılmış olarak izolasyonlu tanklarla uzak noktalara veya başka tesislere dağıtılmaktadır* Bu tebliğde yalnızca basınçlı hava tesisatları üzerinde detaylı bilgi verilmektedir# 1, Basınçlı Hava Tesisatı Elemanları Bir basınçlı hava tesisatına ait 1 no 1 lu şemada tesisatta kullanılan tüm elemanlar gösterilmeye çalışılmıştır# Aşağıda kısaca bu elemanların sınıflandırmaları v işlevleri açıklanmaktadır ı loi* Kompresörler E3asmçix hava kompresörlerine ait sınıflandırma 2 no s lu şemada görülmektedir ilaç ve gıda sanayii gibi mutlak yağsız hava istenon sistemlerde yağsız kompresörler istenmektedir. Ancak yağlanan kompresörlerden êlde edilen havanın da yağdan çok iyi arıtılması mümkün bulunmaktadır* İşletme basıncı açısından 7 bor ve 10 bar (daha seyrek olarak bar) en çok kullanılan basınçlardır Buna göre tek ve iki basınç kademeli kompresörler gündeme gelmektedir# Küçük, devamlı çalıştırılmayan pistonlu kompresörlerle yağlı vidalı kompresörlerden tek kademede 10 bar basınçlı hava elde edilebilmektedir t Buna karşılık büyük pistonlu kompresörlerin 8 bar"dan itibaren iki kademeli olarak yapılmaları gerekmektedir» Tek kademeli yağlamaiı vidalı kompresörlerin 13 bar"a kadar basınçla çalıştırılması mümkündür* Buna karşılık yağsız vidalı kompresörlerde 3 f 2 bardan yüksek basınçlarda kademe sayısı 2 ye 3e çıkarılmak zorunludur«1#2@ Ara Soğutucular Kademeli kompresörlerde lier kademe arasında su soğutmalı ara soğutucular öngörülmektedir«bu cular kompresörlerle entegre durumdadır«hava veya ara soyutu- 530

4

5 S L3 # Yağ Soğutucular Yağlanan vidalı kompresörlerin yag soğutucuları hava veya su soğutmalı olabilmektedir# Sıkıştırma için sarfedilen enerjinin büyük bir kısmı yaöo geçtiğinden yaklaşık 8O/5O C sıcaklıktaki bu ısıdan faydalanmak mümkündür^ 1#4^ Art Soğutucular Sıkıştırma sonucu kompresörden çıkan sıcak basınçlı havanın soğutulması için kullanılır* Hava veya su soğutmalı olabilirler Art soğutucuda soğutulan hava # kompresörün hava emiş sıcaklığına bayıl nemine ve basıncına bağlı olarak yaklaşık 5O C den itibaren neme doymuş hale gelir ve yofjuşan su kondensat halinde havadan ayrılır Kondensatın sıcaklık/basınç denge durumuna göre havadan ayrılması için mekanik separasyon prensibine göre çalışan şırayı r^ıcjlla^r kullanılabileceği gibi, basınçlı hava uygun "Bacımdaki Eir basınçlı hava tankına da verilebilir Su soğutmalı art soğutuculardan basınçlı havanın çıkış sıcaklığı, su sıcaklığının yaklaşık 5 C üzerindedir Hava soğutmalı art soğutucularda ise soğutma havası sıcaklığının İO-İ5 C üzerindedir Kondens olan suyu ayıran ayırıcı, hava soğutmalı art soğutucularda ayrı bir eleman olarak verilirkenı su soğutmalılarda ayırıcı ile soğutucu entegre olarak dizayn edilmektedir 1#5 # Basınçlı Hava Depoları Basınçlı hava depoları kontrollü basınçlı kaplar sınıfına girmektedir«basınçlı hava sistemindeki basınç dalgalanmalarını ve kompresörün yükte-boşta çalışma sıklığını azaltmak için kullanılırlar Dikey veya yatay siiindirik tipte olabilirler. Tank üzerinde el ve adam delikleri, emniyet süpapı f manornetre f su boşaltma, hava giriş ve çıkış ağızları bulunur* 10 ve 16 bar standart maksimum işletme defjerleridlr l*6o Basınçlı Hava Kurutucuları Basınçlı hava sıcaklığının düştüğü bölümlerde yoğuşan su, tesisatta paslanmadan ötürü arızalara neden olabilir Bu bakımdan genellikle çelikten olan boru şebekesine verilmeden önee f basınçlı hava içindeki neni, tesisatın ileri bölümlerinde ayrışmayacak mertebede havadan ayrılmalıdır* Havanın kurutulması suni olarak soğutulup neminin ayrıştırılması veya nam çekici (higroskopik) bir madde içinden geçirilmesi tarzında yapılır Buna göre prensip olarak iki çeşit basınçlı hava kurutucu mevcuttur! Sofjutmalı ve adsorpsiyonlu tipler» Bunlardan soğutmalı olanlar havanın cinlenme sıcaklığını en az +2 e t ye l adsorpsiyonlu olanlar ise ~70 G fi ye kadar düşürebilirler X 7 Basınçlı Hava Filitreleri Silindirleri yaylamalı pistonlu ye yağlı vidalı kompresörlerde yayın iki kademede (önce İ mg/m^ sonra O f Öl mg/nr') havadan çok iyi bir şekilde ayrıştırılması mümkündür* ön ve hasoas filitrelerden geçirilerek yagsızlaştirilmiş basınçlı hava daha sonra bîr aktif kömür ve bir de toz filitresinden geçirildikten sonra solunum havası olarak kullanılabilir# S31

6 1 # 8» Eiasinç Regülatörleri Pnömatik kumanda sistemlerinde veya boyama gibi basıncın sabit kalması amaçlanan durumlarda devamlı sabit: basınçlı hava temin etmek için basınç regülatörleri kullanılırlar» Roru şebeke basıncı f regülatör girişinde istenen çıkış.basıncından aşağı düşmemelidir 9# Yağlayıcılar Pnömatik el aleti veya hava motorlarında kullanılan basınçlı havanın alete girmeden önce yağlayıcılardan geçirilerek?ö~50 ppm mertebesinde yağlanması işlevini yürütürler. l«10» Armatür ve Fittingsler Basınçlı hava tesisatında 10 bar basınca kadar, su tesisatı armatürleri kullanılabilir, l/t - 2 sf arasında galvanizli çelik borular f küçük çaplar için bakır ve plastik borular ve bunlara ait özel ekleme elemanları kullanılır. Basınçlı hove tesisatında 16 bar 1 a kadar basınçlarda küresel vanalar, daha yüksek basınç* larda teknik gaz vanaları kullanılmaktadır«2» Basınçlı Hava Tesisatı Elemanlarının Boyutlandırılması 2 1 # Kompresör Seçimi Basınçlı hava kompresör kapasitesinin tayini için tesis basınçlı hava sarfiyatının bilinmesi gerekir. İş tezgahlarx # robotlar veya pnömatik cihazlar için hava sarfiyatları katalogundan bulunabileceği gibi basit ölçme yöntemleri ile de tayin edilebilir, Pnömatik el aletlerinin sarf denerleri kataloglarında verilmiştir * 5 no lu tabloda bazı tipik aletlere ait sarfiyat miktarları verilmiştir. Tecrübelerimize göre,,çok maksatlı hava kullanan basınçlı hava şebekeleri çok kısa zamanda ilk tasarlananın üzerinde genişletilmekte ve ilk projede ön görülen kompresör kısa bir zaman sonra ihtiyace cevap verememektedir* Bu bakımdan ilk seçimde en ez %?3 mertebesinde bir fazla kapasite kurulması tavsiye edilir» Sarfiyatın işletme saatlerine göre dalgalandığı durumlarda zaman sarfiyat analizinden gidilerek kapasitenin kompresörlere bölünmesi mümkün olabilir Yedeklemenin ne oranda yapılacağı işletme yönetiminin verileri paralelinde olmalıdır Basınçlı hava miktarı kompresörün emiş şartlarındaki serbest havanın hacmi ile ölçülür* Standart serbest hava PNEUFîOP'a göre i bar 1 a 20 C durumundadır. Pratikteki uygulamalarda 2 mvdal^nın altındaki sarfiyatlarda % 100 f 2-30 nı J /dak s lık sarfiyatlarda % 50 ve daha büyük sarfiyatlarda % yedek kapasite öngörülür, Meşrubat, yıda ve iloç sanayii dışında yaylı kompresörler kullanılır, Yağsız kompresör ilk yatırım ve işletme masrafi3rı diğerlerinin 2 4 katıdır Son yıllarda vidalı kompresörler gittikçe daha yaygın olarak kullanılmaktadır, 100 uı J /^k? dan büyük kapasitelerde kademeli santrifüj kompresörler kullanılır* Bunlar yağsız hava verirler 532

7 f 2#2# Basınçlı Hava Tankının Boyutlandırılması Basınçlı hava tankının hacmi kompresörün kapasitesine, sarfiyata ve müsaade edilen basınç dalgalanmasına bağlı olarak 4 numaralı abalctan tayin edilebilir Bu abakta t v olarak belirtilen süre boşta çalışmakta olan kompresörün kumanda alrması ile basınçlı havayı vermeye başlaması orasında geçen süre olup normal olarak 2 -"5 sn dir, Abak yükte-boşta devamlı çalışan kompresörler İçin geçerlidir. Ancak saatlik yüke geçme sayısı da defnyı geçmemelidir, 5 numaralı abak ta sarfiyatın kompresör debisinin % 50 s sine eşit olduğu en kritik durumda ayarlanan basınç aralısına göre, saatlik salt sayısının bulunmasına yaramaktadır. 2 # 3# Boru Çaplarının Tayini 10 bar basınca kadar basınçlı hava sistemlerinde borular içindeki serbest hava hızı m/sn olarak alınabilir«bu 5-10 m/sn İlk efektif bir hıza tekabül eder. Çelik borularda basınçlı hava akışında basınç kaybı, 6 no"lu abak yardımı ile saptanabilir, Kompresör çıkışı ile en uç noktadaki boru ve armatür basınç kaybı ilk basıncın % i civarında olabilir* 3^ Borulama Esasları 7 numaralı şemada tipik bir dağıtım tesisatı gösterilmiştir* Yeni kurulan tesislerde hemen her defasında basmçlı heva kurutucular ön göröldüğünden branşmanların üstten alınması gerekmiyebilir, AncakTbazı durumlarda bu tip branşman bırakılması faydalıdır * ÖZGEÇMİŞ 1960 yılında İ,T*0«Makina Fakültesinden mezun oldu 1954 yılına kadar Berlin Teknik Üniversitesinde Şoyutma ve Proses Teknioi konusunda ihtisas yaptı ve B0R8ÎG AG de çalıştı, yılları orasında Türkiye 1 de büyük soğuk depolar üzerinde çalıştı* yılları arasında Üniversitede soğutma, ısı transferi ve termik türbomakinalar derslerini verdi* 1902 den bu yana ortayı ve yöneticisi olduğu PM : S0 Pnömatik ve Socjutma San. Ltd. Şirketini yönetmekte olup aynı zamanda Lupamat hava kompresörlerini üreten MAK5AŞ A.Ş» yönetim kurulu üyesidir* 533

8

9 535

10 Tablo 3 Âlet Basınçlı havei kullanan aletlerin harcama değerleri Beher ünitenin Yüklenme Ortalama hava hava kullanımı faktörü kullanımı dm-vsn dm-/sn Hava silindirleri (Aparat,mengene ayna vs için) Hava tabancası Matkap hafif Matkap orta Matkap 12 mm 0 Matkap(paso çekmeli) Matkap açılı Matkap ağır başlama» 75 mm 0 Taşlama -150 mm Ç Taşlama -200 mm 0 Taşlama - açılı Taşlama - orta Taşlama - ağır Boya tabancası Yonga çekici-hafif Yonga çeklci-orta Yonga çekici-ağır Perçin çekici-ağır Vinç kg Vinç 5 ton Kalıplama makinası Polisaj açılı Polisaj orta Kum püskürtme ünitesi hafif Kum püskürtme ünitesi ağır Tornavida Darbeli somun sıkma hafif Darbeli somun sıkma 3/4 inç Darbeli somun sıkma 7/8 inç 12 8,5 5,5 7, , ,5 23,5 41,5 4,5 5,5 8 S ,5 33, ,5 23,5 31,5 52,0 7,5 5, S 5 0,3 0,05 0,3 0,45 0,3 0,5 0,05 0,3 0,3 0 # 5 0,5 1,2 0,8 1,1 1#5 4,5 2,6 1,5 3,3 2, ,7 7,0 8,3 2,2 1,1 1,7 1,2 1,1 3,3 9,4 3,6 1,5 7,0 15,7 26 0,7 1,1 3,0 2,2 536

11 Abak 4 i Hava Kompresörün yükte - boşta devamlı çalışması durumunda basınçlı Hava Tankı hacminin.saptanması^ Q âp 1 «Tank hacmi m «Basınç aralığı.,... tv» ölü Manian sn V a Kompresör debiël (m 3 /h f m /dak serbest hava) 537

12 İ38

13 539

14 540