Basınçlı Hava Tesisatı|Basınçlı Hava Tesisatı Projesi

Basınçlı hava, içinde biriktirdiği enerjiyi, (havayı) uzak noktalara ileterek ve basınç potansiyelinden mekanik enerjiye dönüştürür. Genellikle üretim sektöründe ve sık olmamakla beraber servis sektöründe de kullanılan bir enerji türüdür.

Sektör olarak; İmalat, prosses ve bakım endüstrilerinde, gemi, inşaat ve madencilik sektörlerinde yaygın olarak kullanılır.

Nasıl Belirlenir: a-)Ana Boru b-) Boru Çapları c-) Hava Akış Hızı d-)Basınç Düşümü baz alınarak belirlenir.

Ana boru şebekesinden boruların çapları hesaplanırken, bu sisteme ileride yapılabilecek eklemelerde dikkate alınmalıdır. Bu eklemeler sırasıyla; kompresör eklenmesi, kullanılan havanın debi artması'dır. Basınç düşümü ise; uzun boru hatlarından kaynaklanmaktadır.

1-) Kompresörler : Günümüzde, endüstriyel kullanım açısından basınçlı hava kompresörleri daha değişik bir sınıflandırmaya tabi tutulur. Kompresörler için en karakteristik iki büyüklük işletme basıncı aralığı ve serbest hava debisidir. Bu debi basınçlı havanın emiş şartlarına getirildiğinde olması gereken debidir.

Basınç Birimleri: Basınç ölçü birimleri teknik açıdan daha fazla ISO ölçü sistemine uygun olarak belirlenir. Fakat hala eski kataloglar ve ölçü aletleri kullanılmaktadır.

Kompresör Dairesi: Basınçlı havanın elde edilip depolandığı ve hazırlandığı kompresör daireleridir. Ana faktörler aşağıda sıralanmıştır.

-Kompresör ünitesileri; Hava emiş filtresi, ara ve art soğutucular, yağ soğutucu ve ayırıcıları, emniyet süpapı, yüksüz kalkma, kapasite kontrol ve emniyet organları, tahrik motoru, ve tüm elemanları...

- art soğutucu ve su ayırıcılar

- hava tankları

- yağ filtreleri

- kurutucular

- borular ve vanalar

Çimento ya da Tekstil gibi tesislerde ; Kompresör dairesi: Havadar, dış ortama kolayca açılan, sağlam zeminli ve hacimli olmalıdır. Çünkü bu sektörlerde çok toz ve elyaf vardır. Bu yüzdenkompresör daireleri tam kapalı yapılarak, içeriye filtrelenmiş hava veren havalandırma sistemler yapılmalıdır.

Bazı durumlarda ise; daha az tozlu ortama doğru bir emiş borusu ile uzatılarak kompresör hava emiş filtresi yerleştirilebilir.

Havalandırma sisteminde ısıya dönüşen enerjiden ortam havasına geçen kısmının atılmasına dikkat edilmelidir. Çünkü sıcaklık yükselmeleri meydana gelir.

Soğutma suyu, tesisatta kullanılan basınçlı hava çıkarıldığında havalandırma ile atılması gereken ısı miktarı bulunur.

Kompresör Emiş Havasının Kalitesi: Atmosfere herhangi bir şekilde karışmış gaz, aerosol, buhar ve emiş filtresinde geçebilen katı partiküller hava ile beraber kompresörden geçerek ve kompresör silindir ve supap yüzeylerinden yağ ile koklaşmış yağ partiküllerini de taşıyarak basınçlı hava içerisine intikal ederler. Örneğin tekstil fabrikalarındaki iyi filtrelenmemiş basınçlı havanın içinde mikroskobik elyaf şeklinde bulunan partiküller bazı kullanım noktalarında özel problemler yaratabilirler. Emiş havası ne kadar tozsuz ise, kompresör arızaları o kadar seyrek, yağ, seperatör ve filtrelerin ömrü o kadar uzun olur. Bu bakımdan kompresör dairesi havasının temizliğine ve kompresör emiş filtresinin etkinliğine azami dikkat harcanmalıdır.

2-)Basınç Seviyeleri:

Fabrikalarda ve özel yapılarda tesis edilen basınçlı hava şebekeleri genellikle 7-10-16 bar gibi basınç değerlerinde öngörülmektedir. Bir işletmede, iki ayrı basınç seviyesinde basınçlı havaya gereksinme duyulabilir.

Her seviyede gereken basınçlı hava miktarına bağlı olarak iki ayrı bağımsız tesisat kurulabilir. Düşük olan basınçta gereken hava debisi nispeten az ise, yüksek basınçlı devreden bir regülatör vasıtası ile alçak basınçlı devreye hava basıncı düşürülerek verilebilir.

Genel Kompresör Konstrüksiyonları:Günümüzde bakım kolaylığı ve işletme emniyeti açısından yağ püskürtmeli vidalı kompresörler gitgide pistonlu kompresörlerin yerini aldı.Yağ püskürtmeli vidalı kompresörler 13 bar basınca kadar tek kademeli olarak yapılabilmektedir. Zira emiş tarafından vidalar arasına enjekte edilen yağ, çıkış sıcaklığının 80-100°C civarında tutmasını sağlar. Buna karşılık yağsız vidalı kompresörlerde sıkıştırma isentropik olmamakta ve sıkıştırılan havanın sıcaklık yükselmesi diğerinden fazladır. Bu kompresörlerde bir kademedeki sıkıştırma oranı 3,5’i geçmemelidir. Bu bakımda pratikte 3,2 bar'a kadar tek kademe, 10 bar'a kadar 2 kademe ve bunun üzerinde 3 kademe dizayn edilmektedir. Kademeler arasında ara soğutucular bulunmaktadır.

Küçük pistonlu kompresörler 8 bar'a kadar tek kademeli, bunun üzerinde daha fazla kademeli olarak dizayn edilirler. Orta kapasitedeki (2-6 m3/dak serbest hava) pistonlu kompresörlerde bir kademedeki sıkıştırma oranı 3, 5’i geçmemelidir.

Kompresör Üniteleri: Küçük ve orta boy kompresörler basınçlı hava tankı ve sistemde bundan önce gelen diğer aksesuarları ile birlikte kompakt bir ünite halinde temin edilebilirler.

Son yıllarda bazı firmalar üniteye basınçlı hava kurutucusu ve yağ filtrelerini de ilave etmişlerdir.

Gürültü Sorunu: Hava kompresörlerinin çıkardığı gürültü bir çeşit çevre kirliliği olduğu için, izole edilmesi gerekir. Kompresör dairelerinde gürültünün dışarıya aksettirilmemesi için alınacak önlemler dışında, kompresör üniteleri sessiz kabinler içine alınabilirler. Böylece gürültü seviyesi 10-15 dB azaltılabilir.

Basınçlı Hava Kompresörlerinin Kapasite Kontrolü: Kapasite kontrolü şebeke basıncına göre yapılır.

a) Pistonlu Kompresörler:

Küçük tiplerde çalış-dur (on-off) kontrolü yapılır. Basınç aralığı en az l bar olup 3-4 bar'a kadar çıkabilir. Küçük atölye ve kullanım yerlerinde bu şekil uygulanır. Büyük motor güçlü kompresörlerde sık dur- kalk'lar elektrikmotoru için mahzurlu olduğundan yükte-boşta çalışma şeklinde kapasite kontrolü yapılır. Elektrik motorlu tiplerde kompresör emme supapları pnömatik kontrol düzeni ile devamlı açık tutulmakla kompresör tahrik edildiği halde hava basmaz. Patlamalı motorlarla tahrik edilen pistonlu kompresörlerde uygulanan diğer bir yöntem merkezkaç veya manyetik kavrama kullanılmasıdır. Motor devamlı çalıştığı halde, kavramaların kumanda ile kavradığı sürelerde çalışır.

b) Vidalı Kompresörler: Boşta bekleme zamanı kontrollü dur- çalış kumandasında normal basınç aralığı 1 - 2 bar'dır. Basıncın fazla dalgalanması istenmeyen şebekelerde basınç aralığı 0,5 bar'dır. Büyük vidalı kompresörlerde (P motor 37 kW) oransal kontrol düzeni ile şebeke basıncı devamlı sabit kalacak şekilde kapasite kontrolü yapılması mümkündür. Muhtelif çözüm şekilleri sağlanacak enerji tasarrufu açısından karşılaştırılmalıdır.

Yağ Soğutucuları:

Yağlanan vidalı kompresörlerin yağ soğutucuları hava veya su soğutmalı olabilmektedir. Sıkıştırma için sarf edilen enerjinin büyük bir kısmı yağa geçtiğinden, yaklaşık 50 - 80°C sıcaklıktaki bu ısıdan faydalanmak mümkündür.

BASINÇLI HAVANIN DEPOLANMASI

Basınçlı Hava Tankları:

Basınçlı hava tankları dikey veya yatık silindirik şekilde olabilir. Bu tanklar ülkemizde TS 1203 standardına göre imal ve test edilmektedir. Tank üzerinde el veya adam deliği, hava giriş - çıkış, su boşaltma, emniyet süpabı, manometre bağlantı ağızları bulunmaktadır. Tanklar test sertifikası alarak teslim edilirler ve bir yıllık periyotla basınç testine tabi tutulurlar. Basınçlı hava tankları kompresör dairesi içine veya açık havaya konulabilir.

BASINÇLI HAVANIN HAZIRLANMASI Art Soğutucular:

Bilhassa soğuk bölgelerin şartlarına göre dizayn edilmiş olan vidalı kompresörlerin art soğutucuları yetersiz olduğunda ilave art soğutucular tesis edilmektedir. Bunun dışında bazı kompresör dizaynlarında art soğutucular ayrı olarak verilmektedir. Kompresör soğutulmasına paralel olarak, basınçlı hava art soğutucuları da hava veya su soğutmalı alabilirler. (Resim 13-14) Soğutma sonucu yoğuşan su, basınçlı hava içinde bulunabilecek aerosol buharı durumundaki yağın bir kısmını da birlikte sürükleyerek , su ayırıcıda havadan ayrılır. Bu su, ayırıcıdan şamandıralı veya selenoit vanalı otomatik tahliye tertibatı yardımıyla tahliye edilir. Hava soğutmalı art soğutucular, en uygun şekilde kompresör dairesi duvarındaki bir pencereye yerleştirilirse buranın havalandırılmasına bir katkıda bulunabilirler. Su soğutmalı art soğutuculardan basınçlı havanın çıkış sıcaklığı, su giriş sıcaklığının yaklaşık 5°C üzerindedir. Hava soğutmalı art soğutucularda ise, bu değer soğutma havası sıcaklığının 10 - 20°C üzerindedir.

Basınçlı Hava Kurutucuları:

Basınçlı hava sıcaklığının düştüğü bölümlerde yoğuşan su, tesisatta paslanmadan ötürü arızalara neden olabilir.Bu bakımdan genellikle çelikten olan boru şebekesine verilmeden önce, basınçlı hava içindeki nem, tesisatın ileri bölümlerinde ayrışmayacak mertebede havadan ayrılmalıdır. Havanın kurutulması suni olarak soğutulup neminin ayrıştırılması veya nem çekici (higroskopik) bir madde içinden geçirilmesi ile yapılır.

Buna göre prensip olarak iki çeşit basınçlı hava kurutucu mevcuttur:

Soğutmalı ve apsorpsiyonlu tipler. Bunlardan soğutmalı olanlar havanın çiğlenme sıcaklığını en az + 2°C'ye apsorpsiyonlu olanlar ise 70°C'ye kadar düşürülebilirler.

Basınçlı Hava (Yağ) Filtreleri: Yağlanan tipteki hava kompresörlerinden gelen hava içinde kompresörün tip ve durumunagöre 3-50 ppm mertebelerinde yağ mevcuttur. Boya, pnömatik kontrol aletleri gibi birçok kullanıcılarda yağ ve diğre katı partiküller büyük kalite ve işletme problemleri yaratırlar. Bu bakımdan basınçlı havanın filtrelenmesi gerekir. Son dönemlerde yapılan bütün tesisatlarda basınçlı hava filtreleri öngörülmektedir. Yağın önemli olmadığı durumlarda 20 -30 µm'den büyük partikülleri filtreleyen sinter - metal elemanlı filtreler kullanılır. Basınçlı hava içindeki yağ ile 0,1 µm'ye kadar irilikteki partikülleri filtreleyen basınçlı hava filtreleri ön ve hassas olmak üzere iki kademeye ayrılmaktadırlar. Ön filtreler yağı genellikle 1 mg/m3 'e kadar, hassas filtreler ise 0,01 mg/m3'e kadar filtreleyebilmektedir. Ön ve hassas filtrelerden geçirilerek yağsızlaştırılmış basınçlı hava, daha sonra bir aktif kömür ve toz fi litresinden geçirilerek CO, koku ve tüm katı partiküllerden arındırıldıktan sonra, solunum havası olarak da kullanılabilir. Şekil 2'de yukarıda bahsedilen çeşitli basınçlı hava tesisatı elemanlarının tesisattaki yerleri işlevsel açıdan belirtilmiştir.

BASINÇLI HAVANIN DENETİM VE DAĞITIMI Bağıntı Boruları Ve Vanaları:

10 bar'a kadar basınçlı hava şebekelerinde 1 ½” çapa kadar galvanizli borudan pasolu ve rakorlu bağıntılar tercih edilirken bunun ötesinde flanşlı bağlantılar geçmektedir. Kurutucu bulunan sistemlerde 16 bar'a kadar şebekelerde kaynaklı dikişli çelik borular rahatlıkla kullanılabilir. 2"e kadar çap ve 10 bar'a kadar basınçlarda küresel vanalar, diğer tesisat vanaları yanında kullanılabilir. Daha büyük çaplarda kelebek vanalar basınç kaybı bakımından avantajlıdırlar.

Đletim ve Dağıtım: Basınçlı hava kurutucu kullanılmayan şebekelerde boru içine akan havanın sıcaklığı düştükçe hava içindeki su buharı yoğuşur ve hava ile birlikte sürüklenir. Tesisatın kritik noktalarına koyulacak su tuzakları yardımıyla alt noktalardan su tahliyesi yapılabilir. Branşmanlarda alınması tavsiye edilen diğer bir önlem branşman çıkışının üstten yapılmasıdır. Boru dağıtım şebekeleri çatal, balık kılçığı ve halka şeklinde yapılabilir. Uç noktaların yakınında ani yüksek debi kullanan kullanıcılar varsa buraya uç basınçlı hava depolan tesis edilebilir. Böylece borulardaki hız ve basınç dalgalanmaları azaltılabilir.

Uç Kullanıcıların Bağlanması:

Hızlı bağlantı kaplinleri ve hortumlar: Kullanıcının ufak yer değiştirmelerini karşılamak için branşman ucuyla kullanıcı arasında hortum bağlantısı tercih edilir. Özel hızlı bağlantı kaplinleri kullanıcı gerecin sökülüp bağlanmasında sürat temin eder.

BASINÇLI HAVANIN ŞARTLANDIRILMASI

Bazı basınçlı hava son kullanıcıları şebeke havasından farklı nitelikte havaya gereksinim gösterirler. Bunlar 4 kategoride toplanabilir.

1. Havanın Nem Đçeriği Bakımından:

Bilhassa basınçlı hava kurutucusu olmayan sistemlerde kullanıcıdan hemen önce bir su tutucu veya basınçlı hava kurutucu koyularak, bu kullanıcının istediği özel kuruluktaki basınçlı hava elde edilir. Bazı şebekelerde kompresör dairesinde soğutmalı tipte basınçlı hava kurutucu varken, kullanıcıda daha kuru bir havaya gereksinim olabilir. Bu durumda, bu branşmanın başına apsorbsiyonlu basınçlı hava kurutucu koyulabilir. Bu kurutucunun kapasitesi branşmandaki gereksinimi karşılayacak kadardır.

2. Havanın Partikül Đçeriği Bakımından :

Daha önceki filtrelerden farklı nitelik gösteren özel basınçlı hava filtreleri kullanılabilir.

3. Havanın Yağ Đçeriği Bakımından :

4. Havanın Rutubetlendirilmesi :

Ameliyathane solunum havası uygulamalarında kuru hava içine nem veren rutubetlendiriciler kullanılır. Bunlar genellikle nargile prensibine göre çalışırlar. Yağlı Kondens Suyu Tesisatı Yağlı kompresörün ara soğutucu, art soğutucu su ayırıcılarından, basınçlı hava tankı, filtre ve basınçlı hava kurutucuda havadan ayrılan yağlı kondensatın doğrudan kanalizasyona veya zemine atılması çevreye büyük kirletici yük getirmektedir. Buna mani olmak için yağ su separatörleri kullanılmaktadır. En kolay yol statikyerçekimi-tabakalaşma prensibine göre çalışan ayırıcıların kullanılmasıdır. Kondens suyundan ayrılan yağlar ayrı bir kapta biriktirilerek yeniden değerlendirilmek üzere toplama noktalarına teslim edilmektedir.

BASINÇLI HAVA TESİSATININ BOYUTLANDIRILMASI

Basınçlı hava kullanıcılarının bir listesi yapıldıktan sonra bunlardan her birinin sarfiyatları ve işletme periyotları saptanır. Günümüzde matbaacılıktan tekstil sanayine, ambalaj makinalarından özel montaj istasyonlarına, plastik makinalarından boyahanelere kadar basınçlı havanın kullanıldığı çok çeşitli alanlar mevcuttur. Özel makinaların kataloglarında istenilen hava özelikleri ve serbest hava cinsinden sarfiyat belirtilmiştir. Bunun belirtilmediği (eski) makinalarda basit bir işletme deneyi ile sarfiyat bulunabilir. Makinalar çalışırken, bunların eş zamanlılık durumları da işletme uzmanından öğrenilmelidir. Çeşitli amaçlı ve çok sayıda kullanıcının bulunduğu basınçlı hava tesislerinde kullanılacak basınçlı hava debisinin hesabı bir takım tahminlere dayandırılmak zorundadır. Burada mümkünse üretim prosedür ve rakamlarından hareketle (her bir havalı el aleti veya hava kullanan makinanın günlük / saatlik fiili çalışma süresi x ortalama hava sarfiyat değeri) bir vardiyadaki toplam basınçlı hava tüketimi hesaplanabilir.

Basınçlı havanın 1. derecede üretim amacı ile kullanıldığı işletmelerde kompresör kapasitesinde yeterli emniyet öngörülmelidir. Aşağıdaki tabloda tüm sarfiyatı karşılayan kompresörlerin sayısına göre olması gereken minimum rezerve yüzdesi verilmiştir. Bunun ötesinde bilhassa hava soğutmalı, atölye tipi pistonlu kompresörlerin 24 saat devamlı çalıştırılmaları tavsiye edilmez. Bakım ve yağ soğutma için bu kompresörlerin kapasiteleri %25 -%50 civarında toleranslı seçilmelidir. knk:https://www.mmo.org.tr/sites/default/files/f21d0c97db2e27e_ek.pdf