ARATIRMA / NCELEME ISITMA HAVA KOULLANDIRMA HAVALANDIRMA SU ARTLANDIRMA SU ARITIMI ENERJ OTOMATK KONTROL BNA OTOMASYON YÖNETM VE ORGANZASYON MALYE / FNANS MÜHENDSLK GELTRME PAZARLAMA / SATI HALKLA LKLER / REKLAM ETM AR-GE KSEL GELM ÜRETM HRACAT / THALAT MÜTER HZMETLER SERVS HZMETLER Modern Sulama Teknolojileri çin Özel Tip Dalgıç Pompalar Cüneyt BULCA Alarko Carrier San. Ve Tic. A.. GOSB Gebze Organize Sanayı Bölgesi ahabettin Bilgisu Cad. 41480 Gebze / KOCAEL www.alarko-carrier.com.tr info@alarko-carrier.com.tr * Yayın Tarihi: Temmuz 2007 * Yayınlayan: Tesisat Dergisi * Kaynak gösterilerek kısmen ya da tamamen yayınlanabilir.
Modern Sulama Teknolojileri İçin Özel Tip Dalgıç Pompalar E.Cüneyt BULCA Alarko Carrier Sanayi ve Ticare A.Ş. Ürün Yöneticisi Su Basınçlandırma Sistem ve Ürünleri cuneyt.bulca@alarko-carrier.com.tr 1993 Yılı K.T.Ü Makine Mühendisliği mezunu olan Bulca, 14 yıllık meslek yaşantısında son 10 yılı Alarko Carrier da olmak üzere Makina Mühendisi olarak farklı görevlerde bulunmuştur. Ürün Yöneticisi (Su Basınçlandırma Sistem ve Ürünleri) olarak halen görevini sürdürmektedir. ÖZET : Bilindiği üzere ülkemiz bir tarım ülkesi olup, verimlilik üzerinde modern sulama teknolojilerinin ve dalgıç pompa teknolojilerinin kullanılmasının çok büyük rolü vardır. Dünyanın bir çok ülkesinde tarımsal alanların yüksek verim ve ekonomik performansla sulanması için modern tarımsal makinalar ve pompalar kullanılmaktadır. Tarımsal üretimde üretici üzerindeki en büyük baskı unsuru maliyetlerdir.bu mailyetlerin en etkin olanları sulamada zaman, işgücü ve kullanılan su miktarı olup, işletme giderlerinde de pompaların kullandığı enerjidir. Bu makalede modern sulama sistemlerinden en çarpıcı olan Center Pivot/lineer sistemler, bu sistemler için özel olarak geliştirilmiş Alarko dalgıç pompalar ve üretime geçirildiğinde Avrupanın en büyük tarım işletmesi olacak ATASANCAK Acıpayam tarım işletmesindeki özel uygulama birbirleriyle ilintili olarak anlatılacaktır. GİRİŞ : Eskiden uygulanan sulama yöntemleri, arazilere homojen su uygulanamaması ve gereğinden fazla su uygulanması nedeniyle verim düşmesine toprakların tuzlanmasına ve ciddi miktarda suyun boşa harcanmasına yol açmaktaydı. Arazinin bir kısmı aşırı sulanırken diğer tarafın yetersiz sulanmasına dolayısıyla da ürün kalitesinin düşmesine neden olmaktaydı. Resim -1 Sayfa 1 / 10
Başlangıçta bu sulama sistemleriyle birlikte dik milli (Şaftlı )pompalar kullanılmakta ve çok ciddi mekanik promlemler yaşanmaktaydı. Pompalar çok sık arıza yapıyor, çok zor ve uzun bir süreçle onarılabiliyor hatta sulama suyuna yağ karıştırabiliyordu. İlkel sulama sistemlerine birlikte kullanılmaya başlayan bu pompalar üretici açısından durumu daha da ağırlaştırıyor, düşük rekolte ve kalitedeki mahsül yüksek işletme giderleri ile üretilebiliyordu. Tarımsal sulamada kullanılan pompalarda teknoloji, sulama sistemlerinden önce gelişim göstermiş ve ilk modern dalgıç pompa 5110 model adı ve 74E001 Seri No ile Eylül 1974 te Alarko tarafından üretilerek tarımsal sulamada kullanılmıştır. Bu tarihten itibaren dalgıç pompa teknolojisi sulama sistemlerindeki gelişime parallel olarak gelişim göstermiştir. Bu gün itibariyle 29 modelde 820 tip d.pompa Alarko envanterinde bulunmaktadır. Özellikle basınçlı sulama sistemlerinde yüksek performans sergileyen 8131 N serisi en başarılı 8 dalgıç pompamız olmuştur. Tarımsal sulama teknolojilerinde de hızlı bir gelişim olmuş, damlama sulama ve sprinker sulama teknikleri ve cihazları yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. Hükümetler tarafından uygulanan tarımsal subvansiyonlar bu gelişim sürecini hızlandırmıştır. Modern teknik ve cihazlarla binlerce dönüm alan el değmeden sulanabilir olmuştur. Sprinker sulama sistemlerinden en çarpıcı olanları Center Pivot ve Lineer Sulama sistemleridir. Kısa bir sure öncesine kadar ithal edilen ve çok pahalı olan bu sistemler Türkiyede bir ilk olarak ATLANTİS ( Bkz Kaynak Madde 1) firması tarafından yerli olarak üretilmeye başlanmıştır.atlantis firması tarafından üretilen bu sistemlerle çok geniş ürün çeşiti yüksek performansla sulanmakta üretilen ürünlere bu sistemlerle sulama uygulamasının yanı sıra kimyasal uygulamalar da yapılabilmektedir. A. Center Pivot ve Lineer Sulama Sistemleri : Center Pivot sulama sistemleri merkezden hareketli bir mil etrafında dönen yağmurlama hattını içeren, kendinden hareket eden, çok sayıda kule ile desteklenmiş, tamamıyla galveniz kaplı çelik borulardan ve çelik konstrüksiyondan oluşan otomatik bir sulama sistemdir. Sistem, betonarme bir platformun üzerinde dairesel dönüş yaparak hareket eder ve sulamayı otomatik olarak el değmeden yapar. Resim 2 : Center Pivot Sulama Sistemi Sayfa 2 / 10
Center Pivotlar 50 metreden başlayıp 1100 metre yarıçapa kadar ulaşabilmektedirler. Böylece yaklaşık 3800 dekarlık bir alan tek bir makine ile sulanabilmektedir. Bu sistemlerde kullanılan borular sıcak daldırma galvenizle kaplanmış çelik veya alüminyumdan oluşmaktadır. İsteğe bağlı olarak boruların içleri PVC kaplanarak, kimyasallara dayanımı arttırılmaktadır. Dolayısıyla yetiştiricilerin yıllarca kullanabileceği, değerini hiç yitirmeyen uzun vadeli bir yatırımdır, bununla birlikte güçlü ve kolay kullanım sağlayan kontrol panelleriyle sulama yönetimine farklı ve etkili bir kullanım anlayışı getirmiştir. Sistemlerin ömrü yaklaşık olarak 25 ila 30 yıl arasında değişmektedir. Resim 3: Center Pivot Sulama Sistemi Komponentleri Lineer sulama sistemleri: Bir seri kendi kendine hareket edebilen kulelerle donatılmış yağmurlayıcı hattı içeren otomatik sulama makinası (Sistemi) dir. Tüm birim, genellikle doğru veya kısmen eğri bir hat içinde hareket eder ve diktörtgen bir alanı sular. Bu sistemlerle ilgili olarak doğrusal leteral veya hareketli leteral sözcükleri eş anlamda kullanılmaktadır. Ayrıca üretilen ürünlere bu sistemlerle sulama uygulamasının yanı sıra kimyasal uygulamaları da yapılabilmektedir. Resim 4 : Lineer Pivot Sulama Sistemi Diğer bir modern sulama sistemi olan Damlama Sulama ile karşılaştırıldığında, Sayfa 3 / 10
Yaklaşık olarak dekara maliyeti 150 450 Usd/dekar arasında olup, damlama sulamadan % 20 - % 80 daha düşük bir yatırım maliyeti sözkonusudur. Damlama sulama sistemlerinin yıllık bakım maliyetleri yatırım maliyetinin % 7 10 u iken bu sistemlerde %1 civarındadır. 50 hektarlık bir alan damlama sulama sisteminde ortalama 50.000 damlatıcı ile sağlanırken, center pivot sisteminde 150 adet sprink ile sağlanabilmektedir. Damlama sulama sistem montajında genişlik, deinlik ve uzunluğa hasar oluşmaması için çok dikkat edilmelidir. Center pivot için benzer bir hassasiyet sözkonusu değildir. Damlama sulama sistemlerinde filtreler sık sık denetlenmeli ve mahsul kaybı oluşmaması için sık sık yıkanmalıdır. Center ve lineer sulama sistemlerinde genellikle filtre kullanmaya gerek yoktur. Standart bir damlama sulama sistemi ekonomik olarak 2 5 sene, center pivot veya lineer sulama sistemleri 20 25 yıl kullanılabilmektedir. Damlama sulama sistemleri PE ve PVC malzemeden imal edildiklerinden geri dönüşümleri oldukça uzun ( 100-150 yıl) ve pahalıdır, Center pivot ve lineer sistemlerde geri dönüşüm oranı % 90 100 dür. B. Basınçlı Sulamaya Uygun Dalgıç Pompa Sistemleri; Standart bir sulama sistemi (Damlama,leteral) iklim şartlarına bağlı 2-5 sene ekonomik olarak kullanılabilirken, pivot center ve lineer sulama sistemlerinin ortalama ömürleri 20-25 yıl civarında olmaktadır. Bu durumda bu sistemlerde kullanılacak dalgıç pompalar için iki parametre çok önemli olmaktadır. Bunlardan ilki işletme ve bakım giderlerini doğrudan etkileyen pompa komponentleri ve pompa ömrü, diğeri enerji tüketim maliyetine etki eden pompa verimliliğidir. Ayrıca sistem işletme koşulları gözönüne alındığında standart tip dalgıç pompalarla bu sistemlerde uzun vadede yüksek performans elde edilmesi mümkün görünmemektedir. B.1 Yüksek İşletme Basıncı Altında çalışma ; Salma sulama ve damlama sulama sistemlerine göre işletme basıncı çok daha yüksektir. Pompa işletmede kaldığı sürece bu basınç altında çalışacak olup aynı zamanda da pompanın uzun vadede sisteme sağlaması gereken bir değerdir. Sayfa 4 / 10
Tablo 1 : Sprink çalışma basınçları Sayfa 5 / 10
Yukarıdaki tablolardan görüleceği üzere pompa 5,18 bar a varan sabit bir basınç altında çalışacaktır. B.2 8131 N Özel Tip Alarko Dalgıç Pompa ; Basınçlı sulama sistemleri için özel olarak geliştirilen bu pompa sahip olduğu özellikleri sayesinde standart tip dalgıç pompalardan oldukça üstün ve uzun ömürlüdür. B.2.1 Çift Labirent Bileziği : Fan üzerindeki labirent bileziği, labirent boşluğundaki basınç nedeniyle fanın deforme olmasını engeller. Kademe gövdesindeki labirent bileziğiyle eş çalışarak hidrolik kaçakların oluşmasını engelleyip, pompa verimi ve basma yüksekliğini arttırmaktadır. 2 1 1 : Fan Labirent Bileziği (Bronz) 2: Kademe Gövdesi Labirent Bileziği (Bronz) Şekil 2: Labirent bilezikleri Sayfa 6 / 10
Labirent bileziklerinin pompa verimi ve basma yüksekliği üzerine etkisi, standart bir modelle karşılaştırmalı olarak Şekil 3 te verilmiştir. Fan Labirenti'nin Pompa verimi üzerine etkisi Pompa tipi : 8131 N Fan Labirenti'nin Hm üzerine etkisi Pom pa tipi : 8131 N pompa ver.(%) 85 80 75 % 3 70 65 60 55 50 17 22 27 32 37 42 47 Q (lt/sn) H (mss) 100 95 90 85 80 75 70 65 Fan labirentli Fan labirentsiz Max.verimli nokta 2 m ss 60 17 22 27 32 37 42 47 Q (lt/sn) Şekil 3: Labirent bileziklerinin pompa performansına etkisi.(8131/5 N Uygulama sonunda pompa veriminde % 3, Monometrik yükseklikte 2 mss kazanç elde edilmiştir. B.2.2 Kum Tutucu Kapak : Yukarıda belirtildiği gibi basınçlı sulama sistemleri ömürleri boyunca sabit bir basınca ihtiyaç duyarlar. Pompaların bastıkları yeraltısuyu içerisinde asılı kum tanecikleri zamanla pompaları aşındırıp performans kaybına uğratırlar. Bu durumda değişen su basıncı ile sulama deseni ve damlacıkların boyutu değişerek sulanmayan alanların oluşmasına veya bitkinin hasarlanmasına neden olur. Pompa sistemi kesinlikle kuma karşı özel olarak korunmalıdır. Her kademede difüzörde bulunan kum tutucu kapak sayesinde suyun fandan difüzöre geçiçte (Yeşil akış), bir miktar su yatakların su ile yağlanmasını sağlar.(kırmızı akış) Bu akış difüzördeki kum tutucuya çarparak su içindeki kumun fan üzerine çökmesini, yataklara kumun gönderilmemesini, kum nedeniyle aşınmanın engellenmesini, yatak ömrünün uzun olmasını sağlar. Ayrıca yağlama için gerekli su miktarı minimumdur ve kaçaklar engellenir. Şekil 4: Kum Tutucu Kapak Sayfa 7 / 10
B.2.3 GFN. Karışık Akışlı Noryl Fan : Noryl, % 30 cam elyaf takviyeli ( Malzemenin sertliğini arttırıp su geçirgenliğini azaltır.) Poliphenylen Oksit (PPO) dur. 40 C ile + 130 C arasında yükaltında mekanik ve fiziksel özelliklerini kararlı bir şekilde korur. Düşük yüzey pürüzlülüğü özelliği ile ( Pik fanda 12,5-50 μm, noryl fanda 3,51 μm ) yüzeylerde tortu birikimi min. Olur ve kesitlerde daralma olasılığı çok düşüktür. Hafif olmasından dolayı yataklara gelen yüklerin azalmasını ve dalgıç motorun daha düşük kalkış akımlarında çalışmasını sağlar. 1 adet pik fan ağırlıkça 10 adet Noryl fan a eşit gelmektedir. (Resim 5 ) Düşük kalkış ve frenleme akımları motor sargılarının daha geç ısınmasını ve motor ömrünün çok daha uzun olmasını sağlamaktadır. Resim 5: Aynı pompa modeline ait Pik fan ile Noryl fanın ağırlıkça karşılaştırılması Sayfa 8 / 10
C. Örnek Uygulama : ATASANCAK Acıpayam Tarım İşletmeleri Tarım İşletmeleri Genel Müdürlüğü"ne bağlı Acıpayam Tarım İşletmesi"ni 30 yıllığına kiralayan ve Koç Holding ile yollarını ayıran Ata-Sancak ortaklığı, 50 milyon dolara malolacak bir yatırımla Avrupa nın en büyük ve en son teknoloji eseri damızlık üretim çiftlği kuruyor. 24 bin dekar alana sahip işletmenin 11 bin dekarı kuru tarıma elverişli ve 7-8 bin dekarının mera, idari bina ve meyve bahçeleri olarak değerlendirilmesi planlanıyor. Atasancak Acıpayam Tarım İşletmesi Sanayi ve Ticaret AŞ Genel Müdürü Lütfi Kaşlı, konusunda dünyanın 6., Avrupa"nın ise en büyük işletmesini kuracaklarını, bu işletme ile Türkiye"deki damızlık hayvan ihtiyacını karşılamanın yanı sıra ihracata da yöneleceklerini açıkladı. Teknik Müdür Sn Yavuz ÖZİPEK tarafından, işletme tamamlandığında 300 kişinin istihtam edileceği, 24 bin dekar alanın sulama ve kullanıma açılacağı, Acıpayam a yıllık 60-70 Milyon YTL lik bir nakitin gireceği, toplam 12.000 büyük baş hayvan yetiştirileceği ve bu sene sonu itibariyle de 2500 lik ilk ünitenin devreye alınacağı bilgisi verildi. İşletmede 350 400 mt uzunluğunda insansız,tekerlekli ve tamamen elektronik kontrollü havadan sulama yapan sprinker sulama sistemlerinin kullanılıyor.bu sistemlerle uyumlu çalışacak en iyi ve en verimli pompa tercihleri Alarko Dalgıç pompalar oldu. Şuanda 2 adet 8 8131 N Alarko Dalgıç pompanın devreye alındı ve yakında bu sayının hızla artacağını bildirdi. Resim 6: Atasancak işletmesinden örnek bir sistem simülasyonu. Sayfa 9 / 10
Resim 7 : Atasancak işletmesindeki Alarko 8131/5 N pompanın performans testi, mekanik kontrolleri ve işletmeye alma operasyonu. Soldan sağa; Yüksel PINAR (Alarko Carrier İzmir Şube Satış Şefi), Yavuz ÖZİPEK (Atasancak İşletme Teknik Müdürü), E.Cüneyt BULCA (Alarko Carrier Pazarlama Şube Ürün Yöneticisi). Kaynaklar ; 1. Atlantis Mühendislik,Golf, Peyzaj, Sulama Ltd Şti. ; Center Pivot ve Lineer Sulama Sistemleri 2. www.sulama.com/tarımsal Katalog.pdf 3. Sulama ve drenaj Mühendisliği, Tarım ve Köy İşleri Bakanlığı KHGM APK Daire Başkanlığı Yayın No: 122 Haziran 20003 4. Alarko Carrier, Ürün Yönetimi Eğitim Notları, Dalgıç Pompa Eğitim Notu. 5. Plastics, GE (General ElektricPlastics), GEN3V 73701.pdf Sayfa 10 / 10