Pompalama Sistemleri Ömür Boyu Maliyet ve Enerji Verimliliği

Transkript

1 Pompalama Sistemleri Ömür Boyu Maliyet ve Enerji Verimliliği Hoşgeldiniz Welcome Beinvenido Hamdi Nadir Tural Makina Yük. Müh. İş Geliştirme Müdürü Standart Pompa

2 Ajanda Dünyada Enerji Kullanımına Genel Bakış Verimli ve Güvenilir Çalışma Aralığı Çok Emniyetli Pompa Seçimi Enerji Verimliliği Sağlama Yolları Örnek Uygulama Ne Yapmalı Pompa Sistem Verimlilik Indeksi Sonuçlar ve İrdeleme

3 Avrupa Enerji Faaliyetleri Save Programı Enerji Verimliliği Yaygınlaştırılma Enerji Etiketleme Direktifi Enerji Verimliliği ile Karbon Azaltımı Direktifi Kyoto Protokolü Enerji Kullanım Verimi Ve Enerji Hizmetleri Direktifi 2006/32/EC Enerji Etiketlemesi 2010/30/EU Enerji Verimliliği Direktifi 2012/27/EU 2030 Framework Referans yıl Altener I Eko Tasarım Direktifi 2005/32/EC Altener III ISO Enerji Yönetimi Enerji Roadmap Save II Programı Altener II Programı Eko Tasarım Direktifi 2009/125/EC ISO Enerji Etüdü

4 Türkiye Enerji Faaliyetleri Enerji Kaynaklarının ve Enerjinin Kullanımında Verimliliğin Artırılması Yönetmeliği (2011) Enerji Verimliliği Strateji Belgesi (2012) Enerji Verimliliği Kanunu 2007 Ulaşımda Enerji Verimliliğinin Artırılması Yönetmeliği (2008) Binalarda Enerji Performansı Yönetmeliği (2008) Enerji Verimliliği Destekleri Hakkında Tebliğ (2012)

5 Dünyada Enerji Kullanımına Bakış Aydınlatma -İletişim; 20% Elektronik; 3% Isıtma- Soğutma; 25% Elektro- Kimyasal Proses; 3% Elektrik Motorları; 49% Fanlar; 21% Diğer; 20% Kompresör ; 37% Santrifüj Pompalar; 22% Kaynak: Amerikan Hidrolik Enstitüsü

6 Dünyada Enerji Kullanımına Bakış Su Temini - Atıksu - Zirai Sulama 14% Kimyasal Proses 9% Enerji Santralları 5% Kağıt-Selüloz 4% Petrol Endüstrisi 4% Bina Sistemleri 49% Santrifüj Pompaların Diğer 7% Uygulama Alanına Göre Enerji Tüketimi Yiyecek - İçecek Endüstrisi 3% Madencilik 3% Metal Endüstrisi 2%

7 Eko Tasarım Direktifi ErP 2009/125/EC GSM / Modem Server

8 Eko Tasarım Direktifi ErP 2009/125/EC Güncel Düzenlemeler; Su Pompaları EU 547 / 2012 Düzenlemesi Su pompaları için gerekli minimum GSM / Modem verimlilik değerleri: MEI (Minimum efficiency index - Minimum verim indeksi ) 1 Ocak 2013 den itibaren MEI 0,1 1 Ocak 2015 den itibaren MEI 0,4 Server Sirkülatörler EU 622 / 2012 (Eskisi EU 641 / 2009) Düzenlemesi Sirkülatörler için gerekli minimum verimlilik sınıfları: EEI (Energy efficiency index Enerji verimlilik indeksi) 1 Ocak 2013 den itibaren EEI 0,27 1 Ocak 2015 den itibaren EEI 0,23 Elektrik Motorları EU 4 / 2014 Alarm (Eskisi ve Bilgilendirme EU 640 / 2009) Online izleme Düzenlemesi ve yönetim Ocak 2011 den itibaren en az IE2 1 Ocak ,5kW 375kW IE3 veya IE2+Değişken Hız Sürücü 1 Ocak ,75kW 375kW IE3 veya IE2+Değişken Hız Sürücü

9 Pompalar ve Sistem Verimlilikleri Tesisatlarda kullanılan pompaların %20 si ile %30 u ihtiyaçtan daha büyük boyutlandırılmış durumdadır Pompa sistemleri tasarımında Ömür Boyu Maliyet analizi yapılmalıdır Uygun sistem tasarımı ile %40 tasarruf sağlamak mümkündür.

10 Pompa Sisteminde Enerji Kullanımı İhtiyaç Olan Enerji Sistem Enerji Tüketimi Düşük Düşük Motor Pompa Verimi Verimi % 2-%4 %4-%8 Kötü Durumda Pompa %5-%10 Verimsiz Sistem Tasarımı %20-%50 Verimsiz Sistem İşletmesi %50-%70

11 Sistem Verimi??? 2 Bar 2,6 Bar Ne Kadar Verimliyiz? 3,2 Bar 500m3/h - 40m 90kW-1500rpm

12 Pompalarda Ömürboyu Maliyet Diğer 5% İlk Yatırım 5% Duruş 10% Bakım 15% Örnek: Sirkülasyon Pompası Çalışma Süresi SAAT /YIL Harcanan Enerji kwh/yil Enerji Maliyeti TL/YIL Debi m3/h Toplam Enerji 65% İlk Yatırım Yıllık Enerji Maliyeti : 800TL : 3441TL * 5 Yıllık Ömür Boyu Maliyet Dağılımı Bu tesiste 3 yıl işletme sonucu Enerji Maliyeti Toplam Maliyetin %65 ini oluşturmaktadır

13 Santrifüj Pompada Güvenilirlik Eğrisi

14 Santrifüj Pompalarda Güvenilirlik Bu Güvenilirlik Eğrisine Göre, dolaylı olarak söyleyebiliriz ki: Çalışan bir pompa da enerji verimliliği sağladıkça, MTBF de artar! Sistemdeki verimsizlik, ısıya ve titreşime dönüşür, dolayısıyla güvenilirlik azalır! MTBF (Mean Time Between Failure) : iki arıza arasında geçen süre

15 Örnek Sistem İncelemesi- Toleranslar? %10 Tol %10 Tol

16 Enerji Verimliliği Analizi İçin İlk Adım İlk aşamada şu soruların yanıtları aranmalı - Pompalama sisteminin ana işlevi nedir? - Gerçek ihtiyaç nedir? - Ana enerji kayıpları nerelerde? - Enerji kayıpları nasıl azaltılabilir? - Kayıplar azaltıldıktan sonra pompa sisteme adapte edilebiliyor mu? - Sistemdeki iyileştirmeler ne kadar sürede kendini amorti ediyor?

17 Verimsizliği Oluşturan Etkenler Verimsizlik yaratan nedenler tesisin tarihçesinde aranmalıdır. - Sonradan yapılan iyileştirmeler - Zamanla kötüleşen boru sistemi - Boru çapı seçiminin doğru yapılmaması - Yüksek emniyet faktörleri - Kısık vana çalışma durumları - Gereksiz statik yükseklik kabulü - Gereksiz kullanılan by-pass devreleri - Talepten fazla pompalanan debi

18 Mevcut Pompa Sistem Analizi Atık Su Terfi Sistemi: İşlev: Toplama havuzundan tahliye havuzuna aktarma Çalışma: Toplama Havuzu Flatör ile Dur-Kalk çalışma Yıllık Çalışma Süresi: 2000 saat Tasarım Debisi: 60 m3/h Q=60m3/h

19 Sistem Hakkında Bilgiler Pompa 1 asil +1 yedek çalışmaktadır Günde ortalama 5.5 saat çalışmaktadır. Çalışma ve durma flatör ile yapılmaktadır. Pompa gücü 15 kw olup 60m3/h debide 13.2 kw şebekeden güç çekmektedir.

20 İrdeleme ve Öneriler Pompa toplamda çok kısa süre çalışmaktadır. Pompanın dur kalk sayısı fazladır. Pompa milinde ve motorunda arızalar görülmektedir. Çözüm Önerisi: Havuzu daha uzun sürede boşaltan daha küçük debili bir pompa kullanarak arızalar arası sürenin artırılması ile bakım ve duruş maliyetlerinin azaltılması sürtünme kayıplarının düşmesiyle enerji maliyetlerinin azaltılması

21 Önerilen Yeni Pompa Mevcut Öneri Q (m3/h) H (m) 44 18,5 Motor Gücü (kw) 15 4 Pompa Verimi (%) 60,5 56 Motor Verimi (%) Şebeke Gücü (kw) 13,2 3,3 Çalışma Süresi (saat/yıl) Harcanan Enerji (kwh/yıl) Enerji Maliyeti* (TL/yıl) * kwh ücreti 0,18 TL alınmıştır Tasarruf Miktarı (TL/yıl) 2385 Tasarruf Yüzdesi (%) 50

22 Karşılaştımalı Maliyet Hesabı Yeni yapılacak bir boru hattı, gölden alınan suyu arıtma merkezine aktarılmasını sağlayacaktır. Tasarım debisi 350m3/h olan tesis için hat ve pompa sistemi boyutlandırılmak istenmektedir. Göl su seviyesi ile Arıtma Merkezi arası kot farkı 40m dir. Hat Uzunluğu : 2000m

23 Örnek Boru Hattı 1. Boyutlandırma Boru ve Bağlantı Elemanları Uzunluk (m) Nominal Çap Debi (m3/h) Hız (m/s) Toplam Kayıp (m) Birim Fiyat (EUR) Toplam Fiyat (EUR) Boru 2000 DN , Fittings 15% , Boru Destek Elemanları 15% , Toplam Kayıp Statik Yükseklik Pompa Basma Yüksekliği Pompa 10, Çekilen Şebeke Gücü 162 kw Toplam Fiyat 64,600.00

24 Örnek Boru Hattı 2. Boyutlandırma Boru ve Bağlantı Elemanları Uzunluk (m) Nominal Çap Debi (m3/h) Hız (m/s) Toplam Kayıp (m) Birim Fiyat (EUR) Toplam Fiyat (EUR) Boru 2000 DN , Fittings 15% , Boru Destek Elemanları 15% , Toplam Kayıp Statik Yükseklik Pompa Basma Yüksekliği Pompa 5, Çekilen Şebeke Gücü 93 kw Toplam Fiyat 77,800.00

25 Maliyet Karşılaştırma İlk durum için (DN200) İlk yatırım Maliyeti : Euro 5 senelik enerji Maliyeti (24h/300d) : Euro TOPLAM : Euro İkinci durum için (DN250) İlk yatırım Maliyeti : Euro 5 senelik enerji Maliyeti (24h/300d) : Euro TOPLAM : Euro 4 AY içerisinde ilk yatırım maliyetinde fazla ödenen miktar kendini amorti ediyor. (Bakım ve Duruş Hariç)

26 Sistem Verimliliği Karşılaştırması Sistem Verimliliği Yaklaşımı : H st =40m H H st m İlk Durum için Hm =123m İkinci Durum için Hm = 69 m

27 Örnek Boru Hattı En Verimli Boyut Boru ve Bağlantı Elemanları Uzunluk (m) Nominal Çap Debi (m3/h) Hız (m/s) Toplam Kayıp (m) Birim Fiyat (EUR) Toplam Fiyat (EUR) Boru 2000 DN ,8 2, , Fittings 15% ,2 15, Boru Destek Elemanları 15% , Toplam Kayıp Statik Yükseklik Pompa Basma Yüksekliği Pompa 3, Çekilen Şebeke Gücü 57 kw Toplam Fiyat 133,000.00

28 En Verimli Sistemin Maliyet Analizi Akış Hızı 0.8m/s alınan sistem için (DN400) İlk yatırım Maliyeti : Euro 5 senelik enerji Maliyeti (24h/300d) : Euro TOPLAM : Euro - İlk yatırım maliyeti en ucuz olan sisteme göre (DN 200) mukayese edersek, amortisman süresi 16 AY* - İkinci duruma göre (DN 250) mukayese edersek, amortisman süresi 5 SENE* * (Bakım ve Duruş Hariç) İYİ DÜŞÜNÜLMELİ!! HERZAMAN EN VERİMLİ SİSTEM EN KAZANÇLI SİSTEM OLMAYABİLİR!!!

29 SONUÇ. Peki Ne Yapmalı? - Değerlendirilecek pompalama sisteminde pompaların kurulu güçleri, çalışma saatleri, nasıl kontrol edildikleri iyi saptanmalı - Pompa servis raporlarından yedek parça ve tamir durumları çıkarılmalı - Kontrol stratejisi belirlenmeli (Değişken debili sistem) - Basma hattı sistemini tasarlarken en iyi verim değil en optimum verim (maliyet açısından) olacak şekilde çap büyüklükleri seçilmeli - Özellikle kavitasyon problemi yaşamamak için emme hattı en az kayıp olacak şekilde tasarlanmalı

30 SONUÇ. Peki Ne Yapmalı? - Borulama sisteminin tasarımını en optimum olacak şekilde yaptıktan sonra kötü tasarlanmış sisteme göre % arası verimliliğimizi arttırmış oluruz. - Seçeceğimiz pompanın mümkün olduğu kadar BEP noktasına yakın olacak şekilde seçilmesine maksimum özen göstermeliyiz. Bu şekilde de yaklaşık %10-15 arası sistemin verimliliğini artırabiliriz. - En son elektrik motoru ve sürücü seçiminde maliyet durumumuza göre verimli ekipmanlar kullanabiliriz. Bu durumdaki verimlilik artışımız ancak % 2-4 arasında olabilir.

31 Teşekkürler Sorularınız?