En Kaliteli En Ekonomik ve En Sağlıklı Mühendislik Çözümleri..periyodik bakım -onarım-
Hava kompresörü basınçlı hava ile çalışan makina ve aletlerin ihtiyaç duyduğu basınçlı havayı üretir.
Kompresör çalışma Prensibi :
Vidalı kompresör birbirine geçen iki adet sonsuz vida dişli erkek ve dişi profilli yatay rotordan oluşan vidanın emdiği havayı çıkışına taşıyarak sıkıştırması prensibiyle çalışır. Yağ enjeksiyonlu vidalı kompresörlerde yağ havanın sıkıştırılmasına yardım eder, vidanın rulmanlı yataklarını yağlar ve sıkışma esnasında oluşan ısının atılarak, çalışmanın sıcaklık dengesi içinde sürekliliğini sağlar. Vidadan çıkan yağlı havadaki yağın tutulması ve yağdan ayrılan havanın kompresör çıkışına verilmesi için, vida çıkışındaki yağlı hava kompresörün yağ ayırıcı tankına girer ve buradan separatör adı verilen yağ ayırıcı filtreden geçerek, tank çıkışındaki minimum basınç valfine gelir. Minimum basınç valfi yağ ayırıcı depodaki basınçlı hava 3-4 bar’ı geçene kadar kapalı kalarak, depodaki basıncı korur ve depodaki basınç yağ dolaşımını ve sistemin kapasitesini kontrol eden emiş regülatörünün kontrol edilmesini sağlar. Havadan ayrılan yağ, yağ ayırıcı depo içinde birikir ve buradan basınç yardımıyla vida emişine geri döner. Yağ vidaya girmeden önce yağ soğutucusundan geçirilerek, normal çalışma sıcaklığına kadar soğutulur. Yağ soğutucundan çıkan yağ, yağ filtresini geçtikten sonra vidanın yağ enjeksiyon deliğinden vida içine girer. Böylece sürekli ve sıcaklık dengeli yağ dolaşımı sağlanmış olur. Minimum basınç valfinden geçen hava ise, hava soğutucusunnda soğutulur ve böylece kompresörden sonraki hatta hava içindeki suyun yoğuşarak tutulması ve ayrıca hava kurutucusunun yükünün azaltılması sağlanır. Kompresörler HP veya kW olarak gücü, m3/dk olarak debisi/kapasitesi ve bar olarak çalışma basıncı belirtilerek satılır ve satın alınır. Vidalı kompresörler genellikle 7-13 bar arasında çalışırlar ve hava kullanan makina ve aletler için genellikle 6 bar yeterli olur. Fakat, kompresörden basınçlı havayı kullanan makinalara kadar ki hatta basınç kayıpları olduğundan, kompresörün normal çalışma basıncının ihtiyaç duyulan hava basıncının en az 1 en çok 2 bar üstünde olması gerekir. Vidalı kompresörlerin hava emişinde havadaki katı yabancı maddeleri tutan genelde yaklaşık 5 mikron hassasiyetli hava filtreleri kullanır. Bu filtrelerin tıkanmasını önlemek için, gerektiği takdirde, kompresör kasasının hava girişinde veya kompresör odasında kaba toz ve parçacıkları tutan panel filtreler kullanılır. Vidalı kompresörler ses,gürültü izolasyonu sağlamak ve üniteyi ortamdaki toz, kir ve sudan korumak için kapalı kasa halinde imal edilirler. Vidalı kompresörlerin bulunduğu odanın yeterince havalandırılması ve oda sıcaklığının 5 derecenin altına düşmemesi ve 35 derecenin üstüne çıkmaması gerekir. (En son 40 derece üst sınır ve 1 derece alt sınırdır. Alt sınır solenoid valflerin donarak tıkanması ve yağın donması, üst sınır kompresörün hararet yapması ve motorun soğumaması problemi nedeniyledir.) Vidalı kompresörün yağının eksilmesi hararete, kirlenmesi ise tıkanmalara ve dolayısıyla hararete ve arızaya sebep olur. O nedenle, kompresörlerde eksik yağın tamamlanması ve periyodik yağ değiştirme (bakım) işlemleri, imalatçının kullanma kılavuzunda tarif ettiği gibi yapılmalıdır. Hararet yapan, yağsız çalışan veya yüksek sıcaklıkta çalışan kompresör arıza yapar veya kompresör ünitesinin parçalarının hizmet ömrü kısalır.
Genellikle, 10 HP – 340 HP arasında vidalı kompresörler tercih edilir.
Bir Kompresör Tesisini Oluşturan Elemanlar :
İşletmenin basınçlı hava talebi kompresör kapasitesinden fazla veya az olduğu anlarda, sabit bir debi ile hava basan kompresörün bastığı havanın basıncı talep azalınca yükselir, talep artınca düşer. Kompresör talebe göre kendi emişini kıssa veya açsa dahi, basınçta dalgalanma olur. Bu şekilde basınç dalgalanmasını önlemek ve kısa bir süre için kompresör kapasitesini aşan hava taleplerini basıncı düşürmeden karşılayabilmek için, aynı bir akümülatörün veya amortisörün yaptığı görev gibi, ani talepleri dengeleyerek basınç dalgalanmasını önlemek için, hava tankı kullanılır. Vidalı kompresör için gerekli hava tankı hacmi, kompresörün 1 dakikada bastığı (m3) hava miktarının %20-30′u kadar olabilir. Hava tankının dizayn basıncı kompresörün maksimum çalışma basıncından yüksek olmalıdır. Hava tankı üzerine bir manometre ve bir emniyet valfi monte edilir. Emniyet valfinin açma basıncı ve kapasitesi hava tankını besleyen toplam kompresör kapasitesine ve hava tankının dizayn basıncına göre belirlenir. Ancak, hava tankı yüksek basınca uygun olsa dahi, kompresörün dayanamayacağı kadar yüksek basınca çıkmadan emniyet valfinin açmış olması gerekir. (Amaç sistemin basınç dayanımı en düşük olan bileşenini ihmal, yanlış işlem ve ayarsızlıktan kaynaklanacak hasardan ve iş kazasından korumaktadır.) Kompresörden çıkan basınçlı hava, hava tankına girince genişler, hız kaybeder ve soğur. Bu esnada hava içindeki nem yoğuşur veya su zerreleri hava hızı düştüğü için havadan ayrılarak, hava deposu dibinde toplanır. Toplanan suyun zaman ayarlı veya dolduğu zaman açan otomatik tahliye cihazıyla veya elle açılıp kapanacak vana ile periyodik olarak tahliye edilmesi gerekir. Kompresörün bakıma alınabilmesi için, kompresör çıkışına kompresörü basınçlı hava şebekesinden izole edecek bir kesme vanası (küresel vana) monte edilmesi gerekir.
Basınçlı hava şebekesi içinde havayla birlikte sürüklenen pas, boya artıkları gibi katı parçacıkları ve tam sıvı haldeki yağı ve suyu tutmak için, genel maksatlı filtreden önce kullanılabilir. Kendinden sonraki filtreyi korur, yükünü azaltır. Otomatik tahliyeli veya el (vana) tahliyeli olabilir.
Genel Maksatlı Filtre:
Genel maksatlı filtreler genellikle 1 mikron hassasiyetinde olup, hava ile birlikte geçen kaçak yağı 0.5 mg/m3 seviyesinin altına düşüren filtrelerdir. Genel fabrika havası, pnömatik aletler ve boya tabancaları v.s. basınçlı hava kullanımı için gerekli filtrasyon seviyesini sağlarlar. Kurutucular sadece suyu tutabildikleri için ve yağları tutamadıkları için ve ayrıca kurutucuya yağ girmesi verimi düşüreceği için kurutucudan önce genel maksatlı filtre kullanmak gerekir. Yağ ve su tutucucu filtreler sadece sıvı suyu tutabildikleri, nemi tutamadıkları için, girişlerindeki basınçlı hava sıcaklığı artıkça ve ayrıca hava hızı ve debisi artıkça verimleri düşer. Onun için, soğuk ve uygun hava debisi olacak şekilde kullanılmaları gerekir. Çalışma basıncı ve hava debisi belirtilerek satılırlar veya satın alınırlar. Otomatik (kondensat) tahliyeli veya el (vana) tahliyeli kullanılırlar. Yağ ve su tutucu filtrelerin elemanları basınç kaybı/farkı 0.5 bar’ı geçince veya en son 0.8 bar’ı geçince değiştirilir. (Filtreden önce ve filtreden sonra manometre basıncı farkı ölçülmelidir. Gerekirse, sisteme kurulum aşamasında filtrelerin ve kurutucunun basınç kaybını gösterecek manometreler monte edilir veya kendi üzerinde basınç farkı-tıkanıklık göstergesi olan filtreler kullanılır.)
Basınçlı Hava Kurutucusu:
Yağ ve su tutucu filtreler havanın içinde buhar fazındaki suyu (nemi) tutamadıkları için, basınçlı havayı soğutarak içindeki nemi yoğuşturan veya kimyasal olarak nemi tutan (absorbe ve adsorbe eden) kurutucular kullanılır. Soğutmalı kurutucularda soğutucu gaz dolaşan ısı eşanjörünün hava tarafından geçen basınçlı hava soğurken içindeki nem yoğuşur ve dolduğu zaman açan veya zaman ayarlı olarak (periyodik) açan tahliye cıhazı ile toplanan su (kondensat) sistemden dışarı atılır. Kurutucunun kapasitesi girişindeki basınçlı hava sıcaklığı ve ortam sıcaklığı yükseldikçe düşer. Bu nedenle, ortam sıcaklığına ve girişindeki basınçlı hava sıcaklığına göre belirtilmiş kapasiteli kurutucu seçilir. Kurutucu kapasitesi hattına bağlandığı kompresörün tam kapasitesinden az olmamalı, mümkünse az fazla olmalıdır. Kurutucu kapasitesi sıcaklıkla değişir, buna dikkat etmek gerekir. Soğutmalı kurutucuların görevi basınçlı hava içindekinemi yoğuşturmak ve sonra suyu tahliye etmektir. Kurutucuya yağ girerse ısı transfer verimi yani soğutma verimi düşer; o nedenle, kurutucudan önce genel maksatlı yağ ve su tutucu filtre kullanmak gerekir. Basit pnömatik aletler ve basit kullanım hariç, genel fabrika havası, boya tabancaları ve kontrol havası için kurutucusu olan ve kurutucudan sonra filtre olan kompresör tesisi kurulması gerekir. Kurutucudan sonraki filtre kurutucu eşanjöründen gelecek pislikleri, kurutucuyu geçen yağı tutmak için kullanılan hassas filtredir. Kimyasal kurutucu sıcaklığın çok düşük olabildiği (sıfır dereceye yakın veya sıfırın altında) ortamlarda (soğutmalı kurutucu çiğ noktası sıcaklığının altında çalışamayacağı için) kullanılır. Kimyasal kurutucudaki nem alıcı kimyasal kitleden havaya karışacak partiküller kurutucunun dışına sürüklenebilecekleri için, kimyasal kurutucudan sonra filtre kullanmak zorunludur. (Kimyasal kurutucudan sonra genel maksatlı filtre kullanılır.) Filtre elemanlarını değiştirirken ve kurutucunun bakımını yaparken kompresörün çalışabilmesi için, kurutucu girişine ve çıkışına birer kesme vanası, giriş öncesi ve çıkış sonrası arasına bir bypass vanası, aynı şekilde filtre girişine ve çıkışına kesme vanası ve giriş öncesi ve çıkış sonrası arasına bir bypass vanası monte edilmesi faydalı olur. Birden çok filtre için tek bir bypass hattı yapılabilir. Kompresör tesisi kurulurken kesme ve bypass vanaları ihmal edilirse, filtrelere ve kurutucuya bakım yaparken sistemin havasının kesilmesi (tahliye edilmesi) gerekir, böyle bir zorunluluk ve problem olmaması için bypass hattının var ve doğru yapılmış olması önemlidir. Basınçlı hava tesisatının ve bypass hatlarının yapılmasıyla ilgili olarak kompresör imalatçısının ve/veya yetkili servisin tavsiyelerine uyulmalıdır.
Yüksek kaliteli ve hassas pnömatik aletler ve basınçlı hava kullanan hassas makinalar ve kontrol havası için, 0.01 mikron kadar hassasiyeti olan, basınçlı havadaki yağ miktarını 0.01 mg/m3 değerinin altına düşeren hassas filtreler kullanılır. Yağ ve su tutucu hassas filtrelerin çabuk tıkanmaması için, kendilerinden önce genel maksatlı filtre kullanılması gerekir. Genel maksatlı filtreden sonra, gerekiyorsa, kurutucu ve ondan sonra hassas filtre kullanılır. Gıda üretiminde, tıbbi kullanımda, (soluma yapılan) havalandırmada, çok hassas boyamada v.s. hassas filtrenin yağ ve havadaki diğer yabancı maddeleri tutma kabiliyeti yeterli olmaz; aktif karbon filtre kullanılması gerekir. Aktif karbon filtre hassas filtreden sonra kullanılır. Aktif karbon filtre hava içindeki dumanları tutabilir. Aktif karbon filtreden geçebilecek yağ miktarı 0.003 mg/m3 değerinden azdır. Hassas filtrelerin elemanları basınç kaybı 0.5 bar’ı geçince veya en son 0.8 bar’ı geçince değiştirilmelidir. Bu filtrelerde çok az su ve yağ toplanacağı için el (vana) tahliyeli olabilir. Veya solenoid valfli zaman ayarlı otomatik tahliye cihazı kullanılır. (Sık kondensat tahliyesi gerekmeyecektir; çünkü, hassas filtreden önceki filtre ve kurutucu havadaki nem ve yağın büyük bir çoğunluğunu tutarak, tahliye eder.)
Depolanması Gereken Basınçlı Hava Miktarı Nedir
Bazı durumlarda, kısa bir süre için büyük miktarda hava kullanımı olabilir.
Havayı kullanan ekipman (donanım, makina yada aygıt) kompresörden
biraz uzakta olabilir ve istenen miktarda havayı minimum (en düşük) basınç kaybıyla kullanım yerine iletmek için gerekli boru çapı anormal büyük olabilir.
Böyle bir durumda, havayı kullanacak ekipmanın yakınına yardımcı bir hava deposu (tankı) yerleştirmek yararlı olur
. Hazır tutulması gereken hava miktarı, sistem başına düşen hava miktarına ve kabul edilebilir basınç düşümü değerine bağlı olarak, aşağıdaki formüle göre hesaplanabilir:
Gerekli Depolama Hacmi (litre) = Işlem Başınana Hava Talebi (litre serbest hava) / Basınç Düşümü (bar)
Kompresörün bir sonraki yüksek hava talebi periyodundan önce, hava deposundaki (tankındaki) havanın basıncının eski değerine çıkarabilecek kapasitede hava basabilmesi (bu kapsamda) önemlidir. (Aksi takdirde hava depolamak çözüm olmaz.)
Basınçlı hava tesisatının dikkat edilmesi gerekli hususlar
Basınçlı hava hattının boruları her yönden ulaşılabilinecek şekilde kurulmalıdır.
Boru tesisatını yerin altında kanalların içine döşemek bakım ve tamir zorluğu açısından sakıncalıdır. Hava kaçağı tespiti ve yoğuşma suyunun tahliyesi zor olur.
Basınçlı hava hattının ana boruları kullanım noktalarına doğru 1%-2% eğimli olmalıdır. Böylece hatlarda yoğuşan suyun daha önceden konulmuş drenaj noktalarından alınılmasına olanak verilir.
Boruların kavisleri türbülansı engellemek için mümkün olduğunca geniş açılı olmalıdır. Kavisler dirsek kaplinlere nazaran daha çok tercih edilmelidir çünkü türbülansı ve basınç düşümlerini minimuma indirirler.
Bir hava hattından alınacak olan tali hatlar veya kullanıcı hatları mutlaka açık dirsek ile alınmalıdır.
Yoğuşma suyunu alacak olan drenaj noktaları hava hattının en alçak kısımlarına konulmalıdır.
Hatlarda kullanılan bağlantıların by-pass atılmasına müsaade edecek şekilde seçilmesi tavsiye edilir. Böylece bir bakım veya arıza durumunda üretimi durdurmadan gerekli işlemler yapılabilir.
Yeterli miktarda kelepçelerle ve tavalarla hava hattı düz olacak şekilde desteklenmeli, böylece
hattın bel vermesi ve vibrasyondan dolayı kaplin bağlantılarının zarar görmesi engellenmelidir
. Aşağıdaki mesafeler çelik borudan kurulu basınçlı hava hattının destek noktaları arasında olması gereken mesafeler
Destek mesafesi (m)
BASINÇLI HAVA TESİSATLARINDA DEBİ (m3/h)
m/sn DN 15 DN 20 DN 25 DN 32 DN 40 DN 50 DN 65 DN 80 DN 100 DN 125 DN 150 DN 200
3,0 2,16 3,96 6,12 10,80 14,76 23,40 39,24 54,36 95,52 141,12 202,32 354,60
3,5 2,52 4,68 7,20 12,60 16,92 27,36 45,72 63,36 108,00 164,52 235,80 414,00
4,0 2,88 5,04 8,28 14,40 19,44 31,32 52,56 72,36 123,12 187,92 269,64 471,60
4,5 3,24 5,76 9,36 16,20 21,96 35,28 59,04 81,36 138,60 211,68 303,12 529,20
5,0 3,60 6,48 10,08 18,00 24,48 38,88 65,52 90,36 154,08 235,44 336,96 590,40
5,5 3,96 7,20 11,16 19,80 26,64 42,84 72,00 99,36 169,56 258,84 370,80 551,60
6,0 4,32 7,56 12,24 21,60 29,16 46,80 78,48 108,36 184,68 282,60 403,20 709,20
6,5 6,68 8,28 13,32 23,40 31,68 50,76 85,32 117,36 200,16 306,00 439,20 766,80
7,0 5,04 9,00 14,40 25,20 34,20 54,36 91,80 126,36 215,64 329,40 471,60 828,00
7,5 5,40 9,72 15,48 27,00 36,36 58,32 98,28 135,36 231,12 352,80 504,00 885,60
8,0 5,76 10,08 16,20 28,80 38,88 62,28 104,76 144,36 246,60 378,00 540,00 946,80
8,5 6,12 10,80 17,28 30,60 41,40 66,24 111,60 153,36 262,08 399,00 572,40 1000,80
9,0 6,48 11,52 18,36 32,40 43,92 70,20 118,08 162,36 277,56 424,80 608,40 1065,60
Not : Endüstriyel uygulamalarda, basınçlı hava hatlarında kabul edilebilir basınç kaybı için hızı 6 - 9 m/s aralığında seçiniz.
HAVA HATLARININ ÖZELLİKLERİ
Genelde hava ile çalışıldığında, alan üzerine uygulanan basınçtan yararlanıldığında basıncın randımana etkisi basıncın karesi ile
orantılıdır.Bir başka deyiflle 6 Bar yerine 5 Bar basınç geliyor ise verimlilik (5X5=25, 6X6=36) %70 daha düşük olacaktır. İşin en kötü tarafı
aletiniz daha gürültülü çalişacak, yapmasi gereken işin süresi uzayacak verimlilik düşecektir. Ne yazik ki bu verim düşüklüğünün operatör
tarafından kolaylıkla anlaşılması mümkün olmayacaktır. Ayrıca basınç düşüklüğü çok ciddi ekonomik kayıplara neden olacaktır. Kayıbı en
düşük seviyede tutmak için ana hatlarda hava akış hızını 6 m/sn’nin altında tutmak gerekir.( tablo1 ) 2100 kW, 7 Bar basınçta 100 metre
uzunluğundaki boruda meydana gelen enerji kaybını vermektedir.Hava hızı aşağıdaki formülle saptanır.
V=1273 Q/(P+1) D2
Burada Q=Serbest hava (lt/sn)
D=Boru iç çapı (mm) dir.