Connect with us

Pompalar

Pompalarda enerji verimliği

Yayın Tarihi:

on

 

 

Pompalarda Enerji Verimliği-Minimum Verimlilik İndeksinin Belirlenmesi

Son yıllarda enerji kaynaklarının giderek azalması, enerji maliyetlerinin artmasına ve yeni enerji kaynaklarının aranmasına neden olmaktadır. Aynı zamanda enerjinin verimli kullanımı da en onemli tasarruf programlarının başında gelmektedir. Dünya elektrik enerjisi tüketiminin yaklaşık     % 20’ lik bir bölümü pompalama sistemleri tarafından harcandığı düşünülürse pompalarda yapılacak verimlilik çalışmalarının önemi göstermektedir.

Pompa sistemlerinde ana eleman olan pompaların sahip olduğu verim değerleri enerji tüketimini direkt etkilemektedir. Bu nedenle pompa seçiminde dikkat edilmesi gereken önemli faktörlerden bir tanesi pompanın enerji tüketiminin göstergesi olan verim değeridir. Fakat genel piyasa koşullarında birçok tüketici pompa seçiminde ilk yatırım maliyetini dikkate almaktadır. Verim yerine fiyat bazlı alım yapılması, firmaların enerji maliyetini ve bununla birlikte dolaylı olarak çevreye de zarar vermektedir.

Avrupa Birliği tarafından kabul edilen ve ürünlerin çevreye olan duyarlığı ile ilgili birçok direktif aslında ürünlerin daha az enerji tüketmesini sağlaması için gerekli şartları anlatmaktadır. Pompalar ile ilgilide bu konuda birçok çalıma yapılmaktadır. Bu çalışmaların en sonuncusu Avrupa Birliği Komisyon’u tarafından (EU) 547/2012 nolu ‘Su Pompaları İçin Ekotasarım Uygulama Direktifi’dir. Bu direktif ile pompalar için minimum verim indeks (MEI) adı altında pompa verimlerini karşılaştırmaya yarayan boyutsuz bir sayı oluşturulmuştur. Pompaların verimlerine göre 0 ile 0,7 arasında olan bu değerin yüksek olması pompa veriminin daha yüksek olduğunu göstermektedir.

Bu bildiride ilgili direktifin kapsamı, MEI değerinin enerji verimliliği açısından önemi, MEI değerini hesaplama yöntemi ve bir örnek pompa üzerinden MEI değerinin hesaplanması bulunmaktadır.

1.GİRİŞ

Gelişmiş ülkeler atmosfere attıkları fosil yakıt artıklarının yarattığı sera etkisini yavaşlatmak için birtakım önlemler almaktadır. Bu çerçevede Avrupa topluluğunda enerji verimliliğini arttırarak, daha az yakıt tüketerek, aynı işleri yapmak için geniş çaplı çalışmalar yapılmaktadır.

Bu çalışmalar sonucunda Avrupa Birliği; “Sürdürülebilir Tüketim ve Üretim, Sürdürülebilir Sanayi Politikası Eylem Planı”nı 2009 yılında yeniden düzenleyerek, enerji tüketimi üzerinde etkisi bulunan tüm ürünleri kapsayan, ekotasarım yükümlülüklerini belirleyen bir çerçeve oluşturmak üzere “Ekotasarım Direktifi”  yayınlamıştır. Bu direktifi ülkemizde “Enerji İle İlgili Ürünlerin Çevreye Duyarlı Tasarımına İlişkin Yönetmelik” adı altında 7 Ekim 2010 tarihli Resmi Gazete’de yayımlanarak yürürlüğe girmiştir. Bu direktif ile enerji ile ilgili ürünlerin piyasaya arz edilebilmesi veya hizmete sunulabilmesi için bu ürünlerin tasarımında uyulması zorunlu olan çevresel şartların, çerçevesini belirlemek suretiyle enerji verimliliğini, çevre koruma düzeyini ve enerji arz güvenliğini artırarak, sürdürülebilir kalkınmaya katkıda bulunması amaçlanmaktadır.

Şekil 1 Pompalarda Ömür Boyu Maliyeti

Şekil 1 Pompalarda Ömür Boyu Maliyeti[/caption]

Yapılan çalışmalar sonucunda birçok ürünle ilgili çevreye uygunluk direktifleri çıkartılmıştır. İlk olarak aydınlatma, buzdolapları, çamaşır makineleri, fırınlarda başlayan çalışmalar günümüzde birçok evsel ve endüstriyel ürün için yapılmıştır.

Dünya elektrik enerjisi tüketiminin yaklaşık     % 20’ lik bir bölümü pompalama sistemleri tarafından harcanmaktadır. Yıllık 2000 saat ve üzerinde çalışan bir pompanın yaşam döngüsü maliyetine bakıldığında en büyük kısmının elektrik tüketiminden kaynaklandığı görülmektedir. Ömür boyu maliyet analizi yapıldığında pompalar ilk yatırım maliyetinin, enerji maliyetine göre çok düşük olduğu Şekil 1’de görülmektedir.

Kaynak ve enerjinin etkin kullanımına büyük önem veren Avrupa Birliği; pompalama sistemlerinde yaklaşık  %20 – %30 arasında bir verim iyileştirme potansiyeli olduğunu öngörmektedir. Bu nedenle su pompalama sistemleri ekotasarım direktifinde öncelikli ürün grubu olarak ele alınmaktadır. Bu kapsamda ülkemizde de sirkülasyon pompaları ve elektrik motorlarında direktifler kabul edilmişlerdir. Avrupa Birliği tarafından bu konuda çalışmalara devam edilmektedir. Son olarak 25 Haziran 2012 tarihinde Avrupa Birliği Komisyon’u tarafından (EU) 547/2012 nolu ‘Su Pompaları İçin Ekotasarım Uygulama Direktifi’ yayınlanmıştır. [1]

2. (EU) 547/2012 AVRUPA BİRLİĞİ DİREKTİFİNİN KAPSAMI

Direktif ticari tesislerde, içme suyu tesislerinde, sulamada ve gıda endüstrisinde kullanılan pompaların minimum sahip olması gereken verimleri için bir hesaplama yöntemi belirlenmiştir ve uyulması gereken asgari koşullardan bahsetmektedir.

Bu direktift belirli şartlar altında aşağıdaki pompaları kapsamaktadır. Pompa tipine göre kapsadığı alan Tablo 1’de verilmiştir.

    • Uçtan emişli norm pompalar (ESOB)
    • Uçtan emişli monoblok pompalar (ESCC)
    • Hat tipi santrifüj pompalar (ESCCI)
    • Düşey çok kademeli pompalar (MS)
    • Kademeli dalgıç pompaları (MSS) içermektedir.

Şekil 2 Uçtan emişli norm

Şekil 2 Uçtan emişli norm

Şekil 3 Uçtan emişli monoblok

Şekil 3 Uçtan emişli monoblok

Şekil 4 Hat tipi Şekil 4 Hat tipi

 

 

Şekil 5 Düşey çok kademeli

Şekil 5 Düşey çok kademeli

Tablo 1: Pompa tipine gore geçerlilik şartları

Pompa tipi Geçerlilik Şartları
ESOB n = 1450 d/d Qe..v.n. ³ 6 m3/h H b.e.p. £ 90 m 6 min-1 £ n £ 80 min-1 P2 £ 150 kW
ESCC
ESCCI
ESOB n = 2900 d/d Qe..v.n. ³ 6 m3/h H b.e.p. £ 140 m 6 min-1 £ n £ 80 min-1 P2 £ 150 kW
ESCC
ESCCI
MS n = 2900 d/d Qe..v.n £  100 m3/h
MSS 3“ £ nominal büyüklük  £ 6“

Aşağıda belirtilen koşullarda kullanılan pompalar kapsam dışında bulunmaktadır.

    • -10 0C sıcaklığından düşük ve 120 0C sıcaklığından yüksek sıvıları basmak için özel tasarlanan pompalar
    • Sadece yangın pompası için tasarlanan pompalar
  • Pozitif deplasmanlı pompalar ve kendinden emişli pompaları.

Bu direktif çalışmasında Darmstadt üniversitesi tarafından Avrupa’daki pompa üreticilerin verileri istatiksel olarak incelenmiş ve akışkanlar mekaniği kanunları dikkate alınarak pompaların etkenliğini belirleyen ve pompalar arasında bir karşılaştırma yapmayı mümkün kılan bir endeks tanımlamak için bir çalışma yürütülmüştür. Gerekli minimum verimlerin belirlenmesinde pompa tipleri (uçtan emişli, hat tipi…), pompa devir hızı, pompa debisi ve pompa özgül hızı dikkate alınmıştır. Pompanın en yüksek verim noktası, az yükte (%75) ve aşırı yükte (%110) verimlerini dikkate alınarak, pompa tiplerinin,  tasarımlarının ve büyüklülerinin birbirleri ile karşılaştırılmasını sağlayan Minimum Verimlilik Endeksi ( Minumum Efficiency Index-MEI ) adında boyutsuz bir büyüklük tanımlanmıştır. Bu endeks değerlerleri ile firmaların pompa tasarım ve imalat süreçlerinin kalitesi göstermekte ve farklı firmaların ürünleri arasında tasarım ve imalat kalitesi arasında kıyaslama yapmayı mümkün kılmaktadır.

Bu direktif ile su pompalarının ekotasarım gerekliliklerine uygunluğu için aşağıdaki şartları yerine getirmesi beklenmektedir. Bu değerleri sağlayamayan pompaların Avrupa Birliği’ne üye ülkelerde satışının yapılmasına müsaade edilmeyecektir. Ayrıca Avrupa Birliği’nde satışa sunulan su pompaların da MEI lerini belirtme zorunluluğu olmaktadır. Yayınlanan direktife göre yıllara göre MEI değerleri aşağıdaki şartları sağlamak zorundadır.

1 Ocak 2013 tarihinde su pompaları için MEI

1 Ocak 2015 tarihinde su pompaları için MEI

Eğer üretici firmalar bu verim indeksini sağlayamazsa ürünleri CE koşullarını sağlayamayacaktır.

2.POMPA MEI DEĞERLERİNİN ENERJİ TASARRUFU AÇISINDAN ÖNEMİ

Pompanın sahip olduğu minimum verim indeksi pompa verim değerini ve dolayısıyla pompanın enerji maliyetini değerinin ne kadar olduğunu belirlemektedir. Pompaların sahip olması gereken minimum verim indeksi değeri belirlenmesi ile beraber, verim indeksini sağlayamayan pompaların üretilmesi ve piyasaya sürülmesi engellenmektedir. Yapılan bu çalışma ile beraber düşük verimli ürünlerin kullanımı azaltılması planlanmaktadır. Aşağıdaki şekilde pompa özgül hızına göre MEI değerinin 0.1, 0.4, ve 0.7 olmasının verim üzerideki etkisi gösterilmektedir. Şekil 6’dan görüldüğü gibi, pompanın verim indeksinin 0,1 den 0,4 değerine yükseltilmesi durumunda yaklaşık %5 lük verim artışı, ve aynı oranda enerji maliyetinde azalma görülmektedir.

Şekil 6 Örnek bir debi için MEI değerinin verime etkisi

 

Şekil 6 Örnek bir debi için MEI değerinin verime etkisi

3. MEI DEĞERİ HESAP YÖNTEMİ 

Minimum verim indeksi değeri 0,1 ile 0,7 değeri arasındaki olan ve aynı özgül hızlı pompalar için değeri büyüdükçe verim değeri yükselen boyutsuz bir büyüklüktür. Bu değerin hesap yöntemi anlatılmakta ve örnek bir pompa üzerinden MEI hesabı yapılmaktadır. [2]

Adım 1:

Yardımcı fonksiyon olan Fn Aşağıdaki şekilde hesaplanmaktadır;

Fn=-11.48x2-0.85y2-0,38xy+88.59x+13.46y

x=In(ns,ortalama)                   ns,ortalama[min-1]       : Özgül Hızların Ortalaması

ns=nN    nN(d/dak), QEVN (m3/s), HEVN(m)
y=ln(QEVN, ortalama)              QEVN,ortalama [m3/h]  : En Verimli Noktadaki Debi

Hesaplanan Fn yardımcı fonksiyonunun değeri, virgülden sonra bir basamak kalacak şekilde yuvarlanmalıdır.

Adım 2:

En Verimli Nokta(EVN, Q= QEVN),

Kısmi Yük(KY,Q=0.75QEVN),

Aşırı Yük(AY,Q=1.1 QEVN)

CEVN=FηEVN,ortalama
CKY=Fη-(ηKY,ortalama/0.947)
CAY= Fη-( ηAY,ortalama/0.985)

Adım 3:

CMEI=max (CEVN,CKY,CAY)

Hesaplanan CEVN, CKY, CAY değerlerleri içinde en büyüğü CMEI olarak alınır.

Adım 4: 

MEI değeri; Tablo 2’ deki pompanın tipi ve devir sayısına göre satır belirlenir ve daha sonra düşey sütunda bulunan  CMEI değerinin hangi değer aralığına  geldiği bulunur. Solundaki değer Csol sağındaki değer Csağolarak alınır.MEIsağ ve MEIsol da aynı şekilde belirlenir.

Tablo 2 Minimum verim İndeksine gore C katsayısı [3]

Tablo 2 Minimum verim İndeksine gore C katsayısı [3]

verimlilik_formulu

Çıkan sonuç virgülden sonra iki hane kalacak şekilde yuvarlanmalıdır.

MEI hesabında kullanılacak örnek pompanın hidrolik verileri aşağıda bulunmaktadır.

Tablo 3  Örnek pompa hidrolik  verileri [4]

Değerler
Manometrik Yükseklik (EVN) 55 m
Debi                                     (EVN) 300 m3/h
Pompa verimi                   (EVN) 81,9 %
Manometrik Yükseklik (%75 EVN debi) 61 m
Pompa verimi                  (%75 EVN debi) 77,7 %
Manometrik Yükseklik (%110 EVN debi) 50 m
Pompa verimi                  (%110 EVN debi) 80,8 %
Yoğunluk 1000 kg/m3

 

 

 
 3adim

Elde edilen sonuca göre örnek pompanın 2013 ve 2015 Avrupa birliği şartlarını sağladığı görülmektedir.

SONUÇ
Geleceğin trendi olan sürdürülebilirlik; insan yaşamının gereksinimleri ile doğal kaynakların devamlılığı arasında bir denge kurarak, gelecek nesillerin bugünkü kaynaklardan bizim kadar yararlanabilmesine imkân sağlayacak bir yapının oluşturulması anlamına gelmektedir. Bu yapının oluşturulması için enerjinin verimli bir şekilde kullanılması gerekmektedir.
Toplam enerji payı üzerinde pompa sistemlerinin payı değerlendirildiğinde bu oranın ne kadar büyük olduğu görülmektedir. Bu payın azaltılmasında pompa sistemindeki pompanın verim artırılmasının önemi oldukça fazladır. Avrupa birliği başkanlığında yürütülen çalışmalar ile pompaların enerji tüketimi azaltılması ve çevreye etkisinin azaltılması hedeflenmektedir.
Bu bildiride anlatılan minimum verim indeksini değerinin bütün üreticiler tarafından tüketicilere sunulması sayesinde bütün pompaların enerji verimlilik seviyesi belirlenecek ve uygun olmayan ürünlerin tüketicilere ulaşması engellenecektir. Böylece zaman içinde verimsiz ürünler ortadan kaldırılacak ve tüketilen enerjinin miktarı azaltılacaktır.

KAYNAKLAR
[1] COMMISSION REGULATION (EU) No 547/2012 İmplementing Directive 2009/125/EC of the European Parliament and of the Council with regard to ecodesign requirements for water pumps.
[2] AEA Energy & Environment Lot 11 – Water Pumps (in commercial buildings, drinking water pumping, food industry, agriculture).
[3] Draft EN 16480 Pumps – Minimum required efficiency of rotodynamic water pumps.
[4] MAS-DAF Makine Sanayi A.Ş. Teknik Kataloğu
SUMMARY
European Parliament and of the Council established a framework for the setting of ecodesign requirements for energy-related products on 21 October 2009.
The European Union Commission has carried out a preparatory study. The study shows that there is a total cost-effective potential for improving the energy efficiency of these pumping systems by approximately 20 % to 30 %. So water pumps are seen a priority product for which ecodesign requirements should be established
The Commission established a implementing directive with regard to ecodesign requirements for water pumps which is “COMMISSION REGULATION (EU) No 547/2012 implementing Directive 2009/125/EC of the European Parliament and of the Council with regard to ecodesign requirements for water pumps.”
This article is intented to mention about this regulations,its scope and how to apply.for pumps. It is also represented with an example how to calculate Minumum Efficiency Index(MEI).

BU MAKALEYİ HAZIRLAYAN:

Birol HENDEN
MAS DAF Makina Sanayi A.Ş

Endüstri dünyasındaki gelişmeleri takip edin. Neleri size ulaştırmamızı istersiniz? Şimdi kayıt olun.

  E-Bülten'e kayıt olun
E-Posta:
 

Türkiye endüstrisine, alana özel, spesifik yayınlar üreten MONETA Tanıtım’ın sektörel dergilerinin ve web portallarının editörlüğünü yapmaktayım. Yeni nesil, dinamik yayıncılık anlayışıyla, dijital ve basılı mecralarda içerik geliştirmek için çalışmaktayız.

Pompalar

MSN-RO ve A-RO pompalarıyla tuz arıtma projelerinde yüksek verimlilik, düşük maliyet

Yayın Tarihi:

on

Yazar:

Global pompa uzmanı Sulzer, tuzdan arıtma sektörü için yüksek performanslı ürün portföyünü genişletti. MSN-RO yüksek basınç pompası serisi, sermaye ve işletme maliyetlerini optimize etmede Sulzer’in mevcut kanıtlanmış özelliklerini birçok yönden geliştirdi. Buna ek olarak AHLSTAR şarj pompaları serisi, modern büyük ölçekli tuz arıtma projelerine uygun olarak artırılmış kapasitelerle genişletildi. 

Dünya nüfusunun yarısına yakınının yaşamını sürdürdüğü bölgelerde önemli derecede su kıtlığı yaşanıyor. Talep arttıkça, Ters Ozmoz (RO) teknolojisi kullanılarak yapılan tuzdan arındırma, tarımsal, evsel ve endüstriyel uygulamalarda içme suyu tedarikinde her zamankinden daha önemli bir role sahip hale geliyor. Üretimin arttırılmaya, kullanılabilirliğin iyileştirilmesine ve işletme maliyetlerinin düşürülmeye çalışılması sonucu, RO tesislerinin tasarımı son yıllarda önemli ölçüde ilerledi.

Pompalar, tuz arıtma sahası için kritik öneme sahip bir ekipman kategorisidir. Tesislerin sermaye yatırımının önemli bir bölümünü oluştururlar, tükettikleri enerji ise üretilen suyun nihai maliyetinin yüzde 60 ila 70’ine karşılık gelir. Ayrıca, artan enerji maliyetleri, pompa verimliliğini odak noktası haline getirmektedir. Sulzer, daha az enerji tüketen, maliyetleri düşüren ve sürdürülebilirliği artıran pompalar tasarlayarak pazar gereksinimlerini karşılamaya devam ediyor.

MSN-RO ile yeni kuşak verimlilik

MSN-RO yüksek verimli pompa, 35.000 m3/d’ye kadar çıkan kapasiteye sahip büyük, bağımsız RO ile modern, büyük ölçekli tuz arıtması uygulamaları için tasarlandı. Çok kademeli eksenel ayrık gövdeli pompa, sektörde kendini kanıtlamış Sulzer tasarımlarını esas alır. Hidrolik bölümü, yağlama sistemi ve dengeleme cihazları MBN-RO pompasından gelir. Bakımı kolaylaştırmak için tasarlanmış eksenel ayrık muhafazası, MSD-RO serisi baz alınarak türetildi. MSN-RO ayrıca, sermaye maliyetlerini düşürürken işletme verimliliğini artırmak için tasarlanmış ve geliştirilmiş yönler içerir. Difüzör ve deşarj kıvrımı, kapsamlı hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizi ile optimize edilmiş yeni yüksek verimli tasarımlara sahip. Pompa içindeki yenilenebilir sabit aşınma parçaları, en yüksek verimlilik için minimum boşluklarla polietereterketon (PEEK) mühendislik polimerinden üretildi. MSN-RO’nun birincil yatakları da PEEK’ten yapılmıştır ve suyla yağlanmıştır. Bu yaklaşım, cebri yağlama ve soğutma sistemi gereksinimini ortadan kaldırarak pompanın çalışmasını ve bakımını önemli ölçüde basitleştirir ve bu da potansiyel yağlayıcıların proses suyunu kirletme riskini de ortadan kaldırır.

 A-RO ile kapasitede artış

Sulzer’in AHLSTAR uçtan emişli tek kademeli santrifüj pompaları, tuzdan arındırma endüstrisi tarafından hem birinci kademe yüksek basınçlı besleme pompaları için ara pompalar olarak hem de ikinci geçiş hizmetleri için birincil tedarik olarak halihazırda yaygın olarak kullanılıyor. Tasarım, yüksek verimliliği ve geniş bir çalışma aralığında performansı koruma yeteneği ile tanınıyor. Sulzer, tüm basınç aralığı boyunca yüksek verimlilik ihtiyaçlarını karşılamak için AHLSTAR serisini daha yüksek akış hızlarına ve biraz daha yüksek kafalara genişletti. Bu ek boyutlar, geniş bir uygulama yelpazesi için uygun maliyetli çözümler sunan büyük modern tesislere yönelik.

Hem A-RO hem de MSN-RO pompaları, Sulzer’in yüksek düzeyde yapılandırılabilir, modüler bir tasarım sunma ilkesini takip ediyor. Küresel üretim ve mühendislik destek yetenekleriyle birlikte bu, Sulzer’in tuzdan arındırma sektörünün pompa gereksinimlerinin tamamı için özel çözümler sunmasına imkan tanıyor.

Endüstri dünyasındaki gelişmeleri takip edin. Neleri size ulaştırmamızı istersiniz? Şimdi kayıt olun.

  E-Bülten'e kayıt olun
E-Posta:
 
Devamını Oku

Pompalar

Atık su sistemleri Lowara DOMO GRI serisi ile güvende

Yayın Tarihi:

on

Yazar:

Partikül içeren atık suların transferi için tasarlanmış Lowara DOMO GRI Serisi pompalar, özel tasarlanmış AISI 316 paslanmaz çelik parçalayıcı bıçak sistemi sayesinde tıkanmaz ve güvenli bir sistem sağlıyor.

1,1 kW ve 1,5 kW motor gücüne sahip modelleri bulunan serinin trifaze ve monofaze opsiyonları mevcuttur. Monofaze modeller, üzerinden flatörlü olarak teslim edilmektedir. 

Katı partikül içeren atık suların pompalanması, septik tankların ve konut haznelerinin boşaltılması, su baskını tahliyesi, kanalizasyon şebekesine su temini gibi uygulamalarda kullanılan Lowara DOMO GRI Serisi pompalar, 5 m’ye kadar daldırma derinliğine sahiptir. Bu pompaların izolasyon sınıfı F ve koruma sınıfı IP68’dir.

DOMO GRI serisi pompalar, sahip oldukları özelliklerle tam bir fiyat-performans ürünü olarak atık su sistemlerinde Lowara güvencesiyle verimli bir kullanım sağlamaktadır.

Endüstri dünyasındaki gelişmeleri takip edin. Neleri size ulaştırmamızı istersiniz? Şimdi kayıt olun.

  E-Bülten'e kayıt olun
E-Posta:
 
Devamını Oku

Pompalar

Typhonix Pompaları vaka çalışması

Yayın Tarihi:

on

Yazar:

Konvansiyonel olarak üretilen su pompalarıyla karşılaştırıldığında düşük kesmeli ve birleşik üretilen su pompası tiplerinin operasyonel ve ekonomik faydalarını değerlendirmek için su pompası uygulamasına dayalı bir vaka çalışması yapıldı.

 Vaka çalışması iki bölüme ayrıldı: İlk bölüm, durumu ve ele alınan pompa tiplerini kapsıyor. İkinci bölüm; boyut ve ağırlık, mekanik ve proses güvenliği, gürültü ve bakım ve işletim gibi proses hususlarını, CAPEX ve OPEX hususlarını tartışmaya açıyor.

Ele alınan durum 

İşlem ve ekipman özelliklerine ait bilgiler operatörden geliyor. Şekil 1, işlem hakkında genel bir fikir sunuyor. Üretilen su, Pompa A ile LP ayırıcıdan LP hidrosiklon paketine pompalanıyor. Elektrostatik birleştiriciden gelen su, Pompa B ile LP ayırıcıya veya doğrudan LP hidrosiklonlara geri pompalanıyor.

Görsel 1: İşleme genel bakış

Düşük basınçlı ayırma sisteminden gelen suyun en az 2/3’ü pompa A tarafından işlenir. Kalan su, pompa B’den gelen suyun yönlendirilmesine bağlı olarak Pompa B ve/veya Pompa A tarafından pompalanır. Her iki pompadaki fark basıncı yaklaşık 10 Bar’dır. Bu aşamada operatör tarafından gerçek işlem verisi sağlanmamıştır. Bu nedenle, bu vaka çalışması için kullanılan su içinde yağ (OiW) içeriği, operasyona benzer alanlardaki deneyimlere dayanmaktadır. LP ayırıcısının aşağısındaki OiW konsantrasyonunun 200 Ppm’den fazla olduğu tahmin edilirken, birleştiricinin aşağısındaki OiW konsantrasyonunun 200 Ppm’den az olması beklenir. İlgili ham madde, yaklaşık 40°’lik bir API yer çekimi ile nispeten hafiftir. Konsantrasyonlara ve deneyim verilerine dayanarak, ortalama yağ damlacık boyutunun (dv50) yaklaşık 10 – 12 µm olduğu varsayılır.

Ele alınan pompa tipleri

Operatör, A ve B pompa uygulamalarını her ikisi için eksantrik vidalı pompaların kurulumunu yapmıştır. Eksantrik vidalı pompalar, damlacıklarda aşırı kırılmayı önlemek için en sık kullanılan pompa türleri arasında yer alan pozitif deşarj pompalardır. Bu çalışmada Typhonix Düşük Kesmeli ve Birleştirilmiş Pompalar, eksantrik vidalı pompalarla karşılaştırılmıştır. Su pompası seçimi hakkında daha fazla bilgi için ‘Su Üretimi Uygulamalarında Düşük Kesmeli Pompa Seçimi Konusu’ makalesi önerilir.

Typhonix Düşük Kesmeli Pompalar, pompa içindeki türbülans seviyesini kontrol ederek yağ damlacıklarının kırılmasını, yağ ve suyun emülsifikasyonunu önlemek için tasarlanmış çok kademeli santrifüj pompalardır. Şekil 2, Uzak Doğu’da üretilen su arıtma paketi için teslimatı yapılan düşük kesmeli pompanın fotoğrafını göstermektedir.

Görsel 2: Typhonix Düşük Kesmeli Pompa (fotoğraf: typhonix.com)

Typhonix Birleştirme Pompaları, damlaların çarpışmasına ve birleşmesine imkan tanıyarak üretilen suda dağınık yağ damlacıklarının hacim kazanmasını sağlayacak şekilde tasarlanmış çok kademeli santrifüj pompadır. 2015’te yapılan bir araştırma, birleştirme pompalarında çarpışmanın desteklenmesinin dv50’yi artırma biçimini, bunun da eksantrik vidalı pompa ve tek kademeli santrifüj pompanınkiyle karşılaştırdığını gösteriyor. Çalışma ayrıca, damlacık büyümesinin aşağı akışlı bir hidrosiklonun, ayırma verimliliğini artırdığını da gösteriyor. Şekil 3, ana özelliklerin (1) düşük kesmeli pompalama aşamaları, (2) birleşen çark konfigürasyonu ve (3) birleşen difüzör yapıların olduğu pompa iç parçalarını göstermektedir.

Görsel 3: Typhonix Birleştirme Pompası iç yapı

İşlemde göz önünde bulundurulanlar

Typhonix Birleştirme Pompası, A için iyi bir alternatif olarak kabul edilir. OiW konsantrasyonunun 200 Ppm’nin oldukça üzerinde olması beklendiğinden, bu pompanın damlacıkları artırması nedeniyle, dağılmış fazın boyutu, aşağı yönlü su arıtma ekipmanlarının ayırma verimliliği üzerinde olumlu bir etkiye sahip olacaktır. Ayrıca bu pompa, damlacık boyutundaki artış, dağılmış fazın konsantrasyonuna bağlı olduğundan proses kapasitesini artıracaktır. Konsantrasyondaki artış, damlacık boyutunda daha fazla artışa neden olacak ve bu da aşağı yönlü arıtma ekipmanının verimliliğini daha da artıracaktır. Typhonix Birleştirme Pompası, pompa B’ye bir alternatif olarak da düşünülebilir. Ancak, bu konumda beklenen düşük OiW konsantrasyonu (<200 ppm) nedeniyle, birleştirme etkisinin sınırlı olması beklenir. Typhonix Düşük Kesme Pompaları daha küçüktür ve Typhonix Coalescing Pompaları’na kıyasla daha düşük CAPEX’e sahiptir. Bu nedenle Typhonix Düşük Kesme Pompası, ekonomik olarak B pompasına daha uygun bir alternatif olarak kabul edilir.

CAPEX ve OPEX ile ilgili değerlendirmeler: Boyut ve ağırlık 

Belirli nedenlerden dolayı, eksantrik vidalı pompalara operatör tarafından herhangi bir harcama yapılmamıştır. CAPEX ve OPEX ile ilgili değerlendirmeler bu nedenle mevcut bilgilere dayalı olarak yapılmaktadır.

İlgili kurulu eksantrik vidalı pompaların boyutu ve ağırlığı Tablo 1’de verilmiştir. Uygulamalar için seçilen alternatif Typhonix pompalarına ilişkin veriler Tablo 2’de verilmiştir. 

Tablo 1: Eksantrik vidalı pompalar

 Tablo 2: Typhonix pompaları

Tablolar 1 ve 2’deki verilere dayanarak Typhonix pompalarının A ve B uygulamalarının her ikisinde de eksantrik vidalı pompalara göre daha küçük ve hafif olduğu sonucuna ulaşılabilir.

CAPEX ve OPEX ile ilgili değerlendirmeler: Mekanik ve işlemsel güvenlik

Eksantrik vidalı pompalar pozitif deplasmanlı pompalardır. Bu durumda pompanın ve/veya boruların ciddi şekilde hasar görmesini önlemek için tıpalı çıkış koruması gerekir. Pozitif deplasmanlı pompalara sahip boru sistemlerinde, blok çıkış durumunda sisteme aşırı basınç uygulanmasını önlemek için bir basınç tahliye valfi veya patlama diski tertibatı bulunur. Akışkanı güvenli bir konuma yeniden yönlendirmek için ek borular gerekir. Bu özel durum için gereken yedek aksamlar, valfler, boru tesisatı ve ısı takip sistemi ile her iki pompa için Basınç Emniyet Valfi (PSV) kurulumu gerçekleştirilir. Basınç koruma sistemi kurma zorunluluğu, ekipman miktarını artırarak CAPEX’i ve artan bakım gereksinimleriyle OPEX’i etkiler.

Typhonix Düşük Kesme ve Birleştirme Santrifüj Pompaları’nın ikisi de rotodinamik pompa tipidir. Bu pompa tipleri, sistem normalde maksimum pompa basma yüksekliğine dayanacak şekilde tasarlandığından, tıpalı çıkışta boru sisteminde aşırı basınç oluşmasına neden olmaz. Bu nedenle bir basınç tahliye sistemi gerekmez.

Eksantrik vidalı pompalar ve Typhonix pompaların tedariki, Değişken Frekanslı Sürücüler (VFD) ile sağlanır. Gerekli minimum akış, Typhonix pompalarının çalışma aralığı içindedir ve bu nedenle minimum akış hattı gereksinimi ortadan kalkar. Minimum akış kontrol valflerindeki kesme kuvvetleri nedeniyle dağılmış fazdaki damlacıkların boyutlarının azalması olasılığı nedeniyle, düşük kesmeli pompalama uygulamalarında minimum akış hattı uygulanması önerilmez. 

CAPEX ve OPEX ile ilgili değerlendirmeler: Bakım ve operasyon

Eksantrik vidalı pompaların bakımını operatör yapmamaktadır. Bu nedenle buradaki bakım ile ilgili hususlar, benzeri su uygulamalarında bu pompa tiplerini kullanan operatörlerden alınmıştır.

Eksantrik vidalı pompanın aşınmaya maruz kalan ana kısmı, bir tür elastomerden imal edilen statordur. Bu pompa tipi genellikle bulamaç formundaki akışkanları pompalamak için güvenilir bir şekilde kullanılsa da normal su uygulamalarında olduğu gibi, sıvı viskozitesi düşük olduğunda partiküller, statorda önemli dereceye aşınmaya neden olabilir. Parçacıkların stator ömründe ciddi sorunlara neden olduğu operatörler tarafından birkaç vaka ile rapor edilmiştir. Elastomerin üretilen sıvılarla uyumsuzluğu ile ilgili sorunlar da bilinmektedir. Eksantrik vidalı pompa, stator ve rotor arasındaki alanın yağlanması için bir akışkana gereksinim duyar. Bu pompanın kuru çalıştırılması, statorda önemli hasara neden olur.

Partiküller santrifüj pompalarda da erozyona neden olurlar. Açıkta kalan parçalar için yapılacak doğru malzeme seçimi ile bu risk azaltılabilir. Ayrıca Typhonix pompaları, pompa içinde düşük devirde ve düşük sıvı hızlarında çalıştırılacaktır. Bu, pompa iç parçalarının aşınma oranını daha da azaltacaktır. Ayrıca, Typhonix pompaları API 610’a göre üretilmiştir, yani pompalar normal aşınma parçaları hariç minimum 20 yıllık hizmet ömrü ve en az 3 yıllık kesintisiz çalışmayı sağlamak üzere tasarlanmışlardır.

Gürültü

Genel olarak maliyetli olduğu, hacim işgal ettiği ve muayene ile bakımda erişimi güçleştirdiği için gürültü yalıtımı pek istenmez. Gürültü izolasyonu gereksinimi CAPEX ve OPEX üzerinde olumsuz bir etkiye sahip olabilir.

Ele alınan durumda hem pompa A hem de pompa B, 85 dBA gürültü sınırlaması olan alanlara kurulur. Her iki eksantrik vidalı pompa, bu pompalar için ihtiyaç duyulan dişli kutularının yüksek ses seviyeleri nedeniyle bu durumda ses yalıtımı gerektirmiştir. Gürültü muhafazalarının ilave ağırlığı pompa A için 200 kg ve pompa B için 175 kg’dır.

Typhonix pompaları, ele alınan durumlarda için yalıtımı gerektirmez. A uygulaması için önerilen, birleştirme pompası için maksimum gürültü seviyesi 66 dBA’dır. B uygulaması için önerilen düşük kesmeli pompa için maksimum gürültü seviyesi sadece 63 dBA’dır. Bu nedenle her iki pompa tipi de gürültü seviyesi sınırlamasının oldukça altında çalışır.

Sonuç

Bu makalede ve pompa seçimiyle ilgili makalede vurgulandığı gibi, tartışılan tüm pompa türlerinin artıları ve eksileri vardır. Bir pompa seçimi, sadece CAPEX’e odaklanmayı değil, bütüne bakmayı gerektirir. Uygulama için düşük kesme gerekli mi yoksa konvansiyonel tek kademeli santrifüj pompa mı kullanmalısınız? Birleştirici pompa kullanmanın ek faydası nedir, su arıtma aşamalarının sayısını azaltabilir mi? Bakım ve muayene sıklığı, yedek parça tedariki, güvenilirlik, yüz ölçümü vb. uygulama için uygun bir pompa seçerken dikkate alınması gereken önemli faktörlerdir.

Bu özel durum için Typhonix düşük kesme ve birleştirme pompaları, eksantrik vidalı pompalar için uygun alternatiflerdir. Bunun faydaları, daha düşük MTBF, gürültü yalıtımı veya PSV’lere gerek olmaması ve daha az ayak izi ve ağırlık olacaktır. Birleştirici pompa ayrıca, sistemin bozulmalarla başa çıkma kapasitesini artırır ve deşarj OiW hedefine ulaşmak için gereken arıtma aşamalarının sayısını potansiyel olarak azaltır.

NIELS VAN TEEFFELEN

Endüstri dünyasındaki gelişmeleri takip edin. Neleri size ulaştırmamızı istersiniz? Şimdi kayıt olun.

  E-Bülten'e kayıt olun
E-Posta:
 
Devamını Oku
Advertisement

Trendler

Copyright © 2011-2018 Moneta Tanıtım Organizasyon Reklamcılık Yayıncılık Tic. Ltd. Şti. - Canan Business Küçükbakkalköy Mah. Kocasinan Cad. Selvili Sokak No:4 Kat:12 Daire:78 Ataşehir İstanbul - T:0850 885 05 01 - info@monetatanitim.com