Basınçlı hava tesisatı sadece kompresör odasından aletlere/makinalara nasıl hava bağlantısı yapılacağının belirlenmesi için değil; aynı zamanda, kompresörün enerji sarfiyatını etkileyen başlıca faktör olarak önemlidir. Yetersiz/Kötü tasarlanmış veya yetersiz/kötü bakım yapılan boru sistemlerinin basınç kabı (kuruluşta) yüksek olur veya (kullanım esnasında) artar; ve sonuçta, işletme maliyeti yüksek olur, (veya) artar.
Yaygın yapılan hata/yanlış, dağıtım sistemindeki problemleri halletmek için kompresörün çıkış basıncını yükseltmektir. Bu, enerji maliyetlerinin artmasına yol açar. Yüksek basınç kaçakların artmasına ve basınçlı havanın boşa harcanmasına/atılmasına sebep olur; maliyet artışı ile basınçlı hava kayıplarının artışı bir arada gerçekleşir. Basınçlı hava dağıtım/boru sistemi basınçlı hava sistemi kontrolünün (kontrol/danışmanlık desteğinin) başlıca odak noktasıdır (başlıca kısmıdır).
12 Eylül 2017 Salı
Basınçlı Hava Kaçakları
Kaçaklar endüstriyel basınçlı hava sisteminde ziyan olan (boşa harcanan) enerjinin önemli bir kaynağıdır; bazen, bir kompresörün çıkışının (bastığı havanın) %20-30'u ziyan olur (boşa harcanır). İyi bakım yapılmayan tipik bir tesiste toplam basınçlı hava üretme kapasitesinin %20'si kadar kaçak olur. Diğer yandan proaktif kaçak saptama ve onarım kaçakları kompresör çıkışının (kapasitesinin) %10'unun altına düşürebilir.
Basınçlı Hava Kontrolleri
Tesisin ne kadar havaya ihtiyacı vardır? Havanın miktarı ve kalitesiyle ilgili olarak yapılması gereken çalışmalar, tesisin ihtiyacı ve problemlerin saptanması Basınçlı Hava Kontrolleri (Kontrol/Danışmanlık Desteği) kapsamına girer.
Basınçlı Hava Kontrolleri (Air Audits) satıcının/üreticinin basit bir (ayak üstü, yürüyerek) incelemesinden ibaret olabildiği gibi, bir kaç günden bir kaç haftaya kadar uzayabilen, birkaç bin dolara çıkabilen, yoğun izleme ve analiz çalışmasından oluşabilir. En iyi basınçlı hava sistemi kontrolörleri/danışmanları (Auditors), kompresörler üzerine ve her bir kullanım noktasına ölçme aygıtları yerleştirererek izlerler. Hava dağıtım sisteminin haritasını/projesini/durumunu ortaya koyarlar ve kaçakları kontrol ederler. Kurutucular, tanklar ve kontrol ekipmanı incelenir.
Müşteri istediği bilgi için ne kadar ödeme yapmayı düşünüyorsa/istiyorsa, ona göre tercih kullanabilir. Kimisi çok yüksek güçlü (çok fazla beygir güçlü, kilowat'lı) basınçlı hava sistemine sahiptir, ve birşeyler yapmaya (bir çözüm getirmeye) motive olmuştur; onun için, kapsamlı bir kontrol/danışmanlık desteği satın alması gerekir. Kimisi, sadece kitaplardan, internetten (açık kaynaklardan) veya konuyla ilgili seminerlerden bilgi almak ister ve alacağı bilgiyi yeterli görebilir.
Basınçlı Hava Kontrolleri (Air Audits) satıcının/üreticinin basit bir (ayak üstü, yürüyerek) incelemesinden ibaret olabildiği gibi, bir kaç günden bir kaç haftaya kadar uzayabilen, birkaç bin dolara çıkabilen, yoğun izleme ve analiz çalışmasından oluşabilir. En iyi basınçlı hava sistemi kontrolörleri/danışmanları (Auditors), kompresörler üzerine ve her bir kullanım noktasına ölçme aygıtları yerleştirererek izlerler. Hava dağıtım sisteminin haritasını/projesini/durumunu ortaya koyarlar ve kaçakları kontrol ederler. Kurutucular, tanklar ve kontrol ekipmanı incelenir.
Müşteri istediği bilgi için ne kadar ödeme yapmayı düşünüyorsa/istiyorsa, ona göre tercih kullanabilir. Kimisi çok yüksek güçlü (çok fazla beygir güçlü, kilowat'lı) basınçlı hava sistemine sahiptir, ve birşeyler yapmaya (bir çözüm getirmeye) motive olmuştur; onun için, kapsamlı bir kontrol/danışmanlık desteği satın alması gerekir. Kimisi, sadece kitaplardan, internetten (açık kaynaklardan) veya konuyla ilgili seminerlerden bilgi almak ister ve alacağı bilgiyi yeterli görebilir.
Isı Geri Kazanma
Endüstriyel hava kompresörünün kullandığı elektrik enerjisinin %80-93 kadarı ısı enerjisine dönüşür. Bir çok durumda, uygun dizayn edilmiş (iyi tasarlanmış) ısı geri kazanma ünitesi bu termal enerjinin %50-90 kadarını geri kazanabilir/alabilir ve faydalı hava veya su ısıtma işi yapabilir. Sıcak havadan geri kazanılacak ısı, bağıl/göreceli olarak düşük sıcaklık ısısıdır (40 ºC'nin altı) ve sınırlı uygulanabilir. (NOT: Yağ soğutucusundan geri alınacak ısı, kompresörün yağ sıcaklığı 100 ºC'ye kadar çıkabildiğinden, havaya göre daha yüksek sıcaklıkta gerçekleşir ve bu ısı sıcak su üretiminde kullanılabilir.)
İçten yanmalı motorla sürülen kompresörlerde hava kafasında (vidada, pistonlu kafada) ortada çıkan ısı düşük olmakla birlikte, motorun sıcaklığı/ısısı çok daha yüksek olabildiği için, düşük basınçlı buhar üretiminde dahi kullanılabilir. Motorun silindir gömleği soğutma suyu 80-90 ºC olabilmektedir. Genel bir kural olarak gaz (sıvı) yakıtın giriş enerjisinin (benzin veya mazotun yada gaz yakıtın motora giriş enerjisinin) %30'u yüksek sıcaklıkta ısı enerjisi olarak geri alınabilir. Uygulamada ihtiyaç duyulan sıcaklık düşük ise, giriş enerjisinin %90'ı geri alaınabilir.
Tipik bir içten yanmalı motorlu kompresör 2800 kcal/HP yakıt giriş enerjisine ihtiyaç duyar (1 HP için 2800 kcal/h). Buna göre 200 HP kompresörde 56000 kcal enerji girişi olur ve 168000 kcal geri alınabilir. Hava kompresörü ile aynı saatlerle (aynı çalışma süresince) çalışan küçük bir sıcak su kazanına denktir. Büyük endüstriyel motorlar (> 250 HP) 1900 kcal/HP gibi düşük yakıt giriş enerjisiyle çalışabilirler.
Isı geri kazanma sisteminin değerlendirme anahtarı, geri kazanılabilecek ve ihtiyaç duyulan ısı arasında termal uyumluluk (sıcaklık uyumluluğu), ve üretilen ve ihtiya duyulan ısılar arasında saat (zaman) uyumluluğudur. Tesis (Kurulum) maliyeti de, ayrıca hesaba katılmalıdır. Sadece ısının mevcut olması değil, geri kazanılmasının ekonomik olması gerekir. Özellikle, küçük sistemlerde ısı geri kazanma sistemine bol/fazla para harcamak, yeterli kalori (ısı enerjisi) geri alınamayacağı için, faydasız olabilmektedir. Ayrıca, hava kompresörünün çalıştığı ve ısıya ihtiyaç duyulmayan zamanlarda, kompresörde üretilen ısının atılabilmesi (kompresörün soğutulabilmesi için) için bir ısı atma sistemi (soğutma sistemi) kurulu olması gerekir. Bunun maliyeti (Soğutma sistemi maliyeti), tesis/kurulum maliyetine eklenir.
İçten yanmalı motorla sürülen kompresörlerde hava kafasında (vidada, pistonlu kafada) ortada çıkan ısı düşük olmakla birlikte, motorun sıcaklığı/ısısı çok daha yüksek olabildiği için, düşük basınçlı buhar üretiminde dahi kullanılabilir. Motorun silindir gömleği soğutma suyu 80-90 ºC olabilmektedir. Genel bir kural olarak gaz (sıvı) yakıtın giriş enerjisinin (benzin veya mazotun yada gaz yakıtın motora giriş enerjisinin) %30'u yüksek sıcaklıkta ısı enerjisi olarak geri alınabilir. Uygulamada ihtiyaç duyulan sıcaklık düşük ise, giriş enerjisinin %90'ı geri alaınabilir.
Tipik bir içten yanmalı motorlu kompresör 2800 kcal/HP yakıt giriş enerjisine ihtiyaç duyar (1 HP için 2800 kcal/h). Buna göre 200 HP kompresörde 56000 kcal enerji girişi olur ve 168000 kcal geri alınabilir. Hava kompresörü ile aynı saatlerle (aynı çalışma süresince) çalışan küçük bir sıcak su kazanına denktir. Büyük endüstriyel motorlar (> 250 HP) 1900 kcal/HP gibi düşük yakıt giriş enerjisiyle çalışabilirler.
Isı geri kazanma sisteminin değerlendirme anahtarı, geri kazanılabilecek ve ihtiyaç duyulan ısı arasında termal uyumluluk (sıcaklık uyumluluğu), ve üretilen ve ihtiya duyulan ısılar arasında saat (zaman) uyumluluğudur. Tesis (Kurulum) maliyeti de, ayrıca hesaba katılmalıdır. Sadece ısının mevcut olması değil, geri kazanılmasının ekonomik olması gerekir. Özellikle, küçük sistemlerde ısı geri kazanma sistemine bol/fazla para harcamak, yeterli kalori (ısı enerjisi) geri alınamayacağı için, faydasız olabilmektedir. Ayrıca, hava kompresörünün çalıştığı ve ısıya ihtiyaç duyulmayan zamanlarda, kompresörde üretilen ısının atılabilmesi (kompresörün soğutulabilmesi için) için bir ısı atma sistemi (soğutma sistemi) kurulu olması gerekir. Bunun maliyeti (Soğutma sistemi maliyeti), tesis/kurulum maliyetine eklenir.
Ekonomiklik ve İşletme/Çalıştırma Maliyetleri
İşletme maliyetlerini teorik olarak hesaplamak kolaydır; fakat gerçek maliyetlerin yoğun ölçme ve izleme faaliyeti olmaksızın saptanabilmesi çok zordur. Çünkü, gerçek çalışma yük faktörü işletme maliyeti için kritik öneme sahip olup, tam yükte çalışma hariç, kısmi yüklerde çalışma durumundaki işletme maliyetini (ölçüm yapmadan) doğru hesaplamak hemen hemen imkansızdır. Genelllikle (yaygın olarak) hava kompresörünün bir yıllık işletme maliyeti başlangıçtaki satın alma maliyetinden (bunun 1 yıla düşen kısmından) daha yüksektir; ama, bir çok kişi, en ucuz (satın alma maliyeti en düşük) kompresörü satın alırken, bunu (bu durumu) dikkate almaz.
Elektrik Motoru İşletme Maliyeti
En basit formül:
(Hava Kompresörü Gücü, HP) x (0.736 kW/HP) x (1 / Motor Verimi) x (Yıllık Çalışma Saati) x (Ortalama Elektrik kWh Maliyeti) x (Yük Faktörü)
Motor verimi bilinmiyorsa, 0.9 (%90) kabul edilebilir. Yük faktörü bilinmiyorsa, 0.8 (%80) kabul edilebilir.
Daha hassas formül için, Güç Faktörü (Kosinüs φ), talep yükleri (farklı sarfiyat durumu ücretleri), üst pik ve alt pik (on-peak ve off-peak) elektrik değerleri, tümleşik (entegre edilmiş) yük faktörü dikkate alınır. Bunu, elle, (ilgili değerleri) ölçmeden ve yük faktörünü bilmeden hesaplamak zordur.
(NOT: Yukardaki formülde yer alan HP = Metrik HP, PS, BG)
İçten Yanmalı Motor (Gaz Motoru) İşletme Maliyeti
En basit formül:
(Motorun Beygir Gücü, HP) x (2800 kcal/HP) / (8900 kcal/m3) x (Yıllık Çalışma Saati) x ($/m3) x (Yük Faktörü)
Gerçek motor yakıt giriş değeri (yakıt sarfiyatı) biliniyorsa, HP x kcal/HP değeri yerine onu (gerçek sarfiyat değerini) kullanın. İçten yanmalı motorlarda yük faktörünü hesaplamak zordur; motorunun kontrol edilmesine, devir sayısına ve kompresörün (hava kafasının) güç talebine/ihtiyacına göre değişebilir.
Yük Faktörü
Hava kompresörleri nadiren tam yükte (tam yükle) çalışırlar. İşletme maliyet analizi yaparken, kıyaslanan sistemlerin kısmi yüklerde enerji taleplerini (sarfiyatlarını) anlamak önemlidir.
Elektrik Motoru İşletme Maliyeti
En basit formül:
(Hava Kompresörü Gücü, HP) x (0.736 kW/HP) x (1 / Motor Verimi) x (Yıllık Çalışma Saati) x (Ortalama Elektrik kWh Maliyeti) x (Yük Faktörü)
Motor verimi bilinmiyorsa, 0.9 (%90) kabul edilebilir. Yük faktörü bilinmiyorsa, 0.8 (%80) kabul edilebilir.
Daha hassas formül için, Güç Faktörü (Kosinüs φ), talep yükleri (farklı sarfiyat durumu ücretleri), üst pik ve alt pik (on-peak ve off-peak) elektrik değerleri, tümleşik (entegre edilmiş) yük faktörü dikkate alınır. Bunu, elle, (ilgili değerleri) ölçmeden ve yük faktörünü bilmeden hesaplamak zordur.
(NOT: Yukardaki formülde yer alan HP = Metrik HP, PS, BG)
İçten Yanmalı Motor (Gaz Motoru) İşletme Maliyeti
En basit formül:
(Motorun Beygir Gücü, HP) x (2800 kcal/HP) / (8900 kcal/m3) x (Yıllık Çalışma Saati) x ($/m3) x (Yük Faktörü)
Gerçek motor yakıt giriş değeri (yakıt sarfiyatı) biliniyorsa, HP x kcal/HP değeri yerine onu (gerçek sarfiyat değerini) kullanın. İçten yanmalı motorlarda yük faktörünü hesaplamak zordur; motorunun kontrol edilmesine, devir sayısına ve kompresörün (hava kafasının) güç talebine/ihtiyacına göre değişebilir.
Yük Faktörü
Hava kompresörleri nadiren tam yükte (tam yükle) çalışırlar. İşletme maliyet analizi yaparken, kıyaslanan sistemlerin kısmi yüklerde enerji taleplerini (sarfiyatlarını) anlamak önemlidir.
Elektrik Motorları
Eski elektrikli hava kompresörleri yük durumunu dikkate almaksızın sürekli çalışırlardı. Bu tip üniteler çalıştıkları her saat için tam güçlerinin %80'e kadarını kullanırlar. Bazı yeni ünitelerde hava kafası (vida veya pistonlu kafa) boşta çalışma özelliği iyileştirilmiştir/geliştirilmiştir; bunun anlamı, elektrik motoru hava talebi olmayan zamanlarda/periyodlarda yüksüz çalışır demektir. Sonuç olarak, yüksüz çalışan elektrik motoru anma gücü değerinin (tam yük gücü değerinin) %30'u kadar elektrik harcar. Dolayısıyla, sürekli çalışıyor olsalar bile, bu (yeni tip) kompresörlerin elektrik motorları kompresör yüksüz veya boşa geçmiş olarak çalıştığı için, önceden (sürekli çalışmaya göre) hesaplanandan daha az elektrik harcarlar. En yeni ve en yüksek verimli elektrikli kompresör üniteleri, hava talebi olmayan kısa periyodlarda motoru durdururlar (stop ederler). Bu çevrimler (yüke ve boşa geçme, boşta bekleme ve stop etme) saniyeler içinde gerçekleşebilir. Bazı üniteler motorun devrini hava talebine göre değiştiren değişken devir (frekans) sürücüleri (variable speed drives) kullanırlar. Bununla birlikte, değişken devirli sürücü kullanılan ünitelerin satın alma maliyeti (ilk maliyeti) önemli oranda yüksektir.
İçten Yanmalı Motorlar (Gaz Motorları)
İçten yanmalı motorların kısmi yüklerde çalışma avantajı vardır. hava kafasının (Vidanın veya pistonlu kafanın) nasıl kontrol edildiğine bağlı olarak, yüksüz çalışan kompresör ürettiği havayı boşaltabilir (emişi kısabilir ve/veya havayı boşa atabilir), böylece motor aynı devirle dönse bile daha az güç harcar. Büyük ünitelerde motor devri hava talebine göre değiştirilebilir. Bununla birlikte, içten yanmalı motoru olan kompresörler elektrikli motoru olan kompresörlere karşı önceden sahip oldukları bazı avantajları en yeni ve yüksek verimli elektrikli kompresör ünitelerine karşı (kısmen) kaybetmişlerdir.
Kaydol:
Kayıtlar (Atom)