• Taylan Karakaya

Pompalarda Tasarruf-Optimizasyon Yöntemleri

Updated: Nov 25, 2018

Pompalar oldukça basit görünen, mekanik ve elektriksel olarak karmaşık yapıları olmayan ekipmanlar olarak algılanır. Ve bu algı ile birlikte, pompaların işletme geneline yayılması, gözlerden uzak olması, enerji verimlilik projeleri hazırlarken ihmal edilmelerine neden olur. Verimlilik potansiyelleri ve uygulanabilecek, bilinen yada bilinmeyen birçok tasarruf yöntemi olması pompaların verimlilik projeleri arasında ilk sırada olması için yeterlidir.


20 yıllık saha ağırlıklı çalışmalarım ve pompa sektörü tecrübem birçok yöntemi deneyimleme, gözlemleme, raporlama ve ölçülebilir/doğrulanabilir sonuçlar elde etmeme vesile oldu.


Dünyada bilinen, uygulanan ve ülkemizde henüz hayata geçirilmemiş ve/veya uygulanmış ama verimlilik etkisi ölçülememiş birçok yöntem üzerinde çalıştım ve etkileyici sonuçlar elde ettik. Sizlere kısaca bu yöntemlerin neler olduğunu, nasıl potansiyel kazanımlar elde ettiğimizi yazacağım. Her biri işletmenizde pompalarınızın durumuna göre tercih edilebilir ve uygulanabilir. (Bazen birkaç yöntem bir arada uygulanabilir, kaplama+tıraşlama+kontrol gibi).


Mutlaka başka yöntemler de vardır ancak benim, mühendislik verileri ile sahada deneyimlediğim, ölçülebilir yöntemler aşağıda belirttiklerimdir. Her bir yöntemi daha sonra detaylı olarak yazılarımda sizler ile paylaşacağım.


Tasarruf yöntemlerinin hangisinin/hangilerinin sizin pompanıza uygun olduğunu belirlemek için mutlaka "Pump Audit" ve "Pompa Performans Ölçüm" çalışmalarının yapılması gerekir. Yapılacak çalışma ile pompa ve sisteminizin durumu, tasarruf/verimlilik ve optimizasyon potansiyelleri, analizleri, ROI, geri ödeme süreleri, çevre etkileri (CO2) vb detayları, uygulanabilirliği, hangi yöntemlerin daha uygun olduğu belirlenir.


Genel olarak pompalarda aşağıdaki ana yöntemler kullanılarak verimlilik/optimizasyon ve tasarruf sağlanabilir;

  1. Fan Tıraşlama/Küçültme (Trimming)

  2. Senaryo Değişiklikleri-Değişken Çalışma Koşulları (VFD)

  3. Kaplama (Coating)

  4. Dinamik Pompa Optimizasyonu (Pump Scheduling)

  5. Pompa Yenileme/Değiştirme

  6. Bakım Onarım

  7. Tesisat Revizyonları

  8. Hidronik Balanslama

1. Fan Traşlama/Küçültme (Trimming)

Pompa gövdeleri fanların çeşitli ebatlarda çalışabilmesi için tasarlanmıştır. Eğer hesaplanan/öngörülen basınç değerleri sistem kayıplarından yüksek ise ve akış hızı sabit isteniyorsa traşlama (trimming) yöntemi enerji tasarrufu/maliyetlerin azaltılması için düşünülebilir. Traşlama (trimming) fanın uç hızı ile birlikte, pompanın akış hızını, basıncını ve kullanılan enerji miktarını azaltır. Yapmış olduğumuz uygulamalarda enerji tüketim değerlerinin %15 ile %25 arasında azaldığı gözlemlenmiştir.


2.Senaryo Değişiklikleri-Değişken Çalışma Koşulları

Genellikle pompalar sabit (on-off) çalışırlar ve sabit tüketim için bu durum normaldir. Eğer tüketim değişken ise (üretime göre, zamana göre, basınca, sıcaklığa vb.) o zaman ihtiyaçlara ve değişkenlik gösteren parametrelere göre, pompaların çalışma senaryolarının uyarlanması gerekir. Değişkenlik gösteren parametreye göre (sıcaklık, basınç, debi, seviye vb) çalışma senaryosu ve kontrol yöntemi yenilendiğinde %40 lara varan enerji tasarruf potansiyeli ortaya çıkmaktadır. Yaklaşım olarak, tüm sistemin birlikte çalıştığı unutulmamalı ve pompaların sistem ile entegrasyonu ön planda olmalıdır. Uygulama yaptığımız projelerin geri ödeme süresi 1 yıldan azdır. Her tesisin kendi ihtiyaç ve koşullarına göre çalışma senaryoları belirlenmeli ve entegre edilmelidir.


3. Pompa Kaplama (Coating)

Korozyon/aşınma için geliştirilen kompozit polimer teknolojisine sahip ürünler ile kaplanan pompaların enerji verimliliğine etkisi teorik olarak konuşulur. 5 yıllık saha çalışmaları ve onlarca pompa uygulaması sonrasında sizlere gönül rahatlığı ile kaplama ile enerji tasarrufu sağlanabildiğini, verimliliğin arttığını söyleyebilirim. Türkiye'de kaplama (coating) ve pompa enerji verimliliği konusunun öncüsü olmak , enerji tasarruf yöntemlerine ölçülebilir bir seçenek daha eklemek benim için keyifli bir süreçti. Endüstri tesislerinde uygulama öncesi yapılan pompa etüt (Pump Audit) ve uygulama sonrası yapılan nihai etütlerde kaplamanın pompa verimliliğine etkisi açıkça belgelenmiştir. Pompanın dizayn, mekanik durum, kirlilik vb kriterlerine göre %5 ile %20 arasında belgelenmiş uygulamalarımız mevcuttur. Basitçe açıklamak gerekirse, pürüzlü bir yüzeye sahip pompa parçalarının (döküm gövde,fan) yüzeyleri kompozit polimer malzeme ile özel işlemlerden geçirilerek (temizlik, kumlama, uygulama vb) kaplanır. İç kayıpların azaltılması (sürtünme ve basınç kaybı) ile çekilen hidrolik güc azalır ve şebekeden çekilen (P1) gücü etkiler. (azalır) Mevcut pompaların değerlendirilmesi düşünülen projelerde yatırım gerektirmediği için ideal bir verimlilik yöntemidir.


4. Dinamik Pompa Optimizasyonu (Pump Scheduling)

Tasarruf yöntemleri arasında en yeni ve sonuçu hemen görebileceğiniz yöntemdir. Türkiye' de ilk defa endüstriyel müşterilerimizin hizmetine

sunduğumuz "Pompa Performans Ölçüm" sistemi ile pompa istasyonunda paralel çalışan her pompanın debi, basınç, sıcaklık ve enerji değerleri özel patentli hassas sensörler ile ölçülür ve fabrika performans eğrilerine göre verimlerinin nerede olduğu rapor haline dönüştürülür. Bu sayede hangi pompanın % olarak verimi, enerji maliyeti ve peformansı ölçülerek pompa kombinasyonları belirlerin. Verimli çalışan pompalar devrede bırakılarak , düşük verimli pompalar devre dışı bırakılır. Ölçüm sonrası belirtilen çalışma kombinasyonu ile çalıştırılan pompalarda tasarruf etmeye başlanır. Bu değerler %20 lere kadar ulaşmaktadır. Bu ölçümde hem verimli pompalar birlikte çalıştırılır, hemde bakım ihtiyacı olan, verimsiz çalışan pompalar belirlenir, bakımı ve kaplama vb tasarrufa yönelik müdahaleleri yapılır. ( bu yöntemde düz mesafe, dirsekten uzak vb koşullar aranmaz, hemen pompa giriş çıkışlarından ölçüm sensorleri ile kablosuz olarak sonuçlar alınır. )


5-Pompa Yenileme/Değiştirme

Pompa Etüt (Pump Audit) raporuna göre ekonomik ömrünü tamamlamış, değişimi gereken pompa ve sistemleri için Pompa Yenileme Projesi hazırlanır. Yenileme projesi içinde verimli yeni pompalar, kontrol sistemleri, tesisat revizyonları, çalışma senaryoları da mutlaka eklenir. Bu sayede ortalama 10 yıllık pompalarda sadece ekipman değişimi ile %20-25 değerlerinde verimlilik sağlanabiliyor iken , bu yöntemler de ilave edilerek tasarruf/verimlilik oranları %70 ' e kadar çıkarılabilir. Uygulanmış projelerde bu oranın %38 ile %70 arasında olduğunu söyleyebilirim. Endüstri tesislerinde 24 saat çalışan pompalarda uygulanmış projelerde geri ödeme süresi maksimum 1 yıldır. Özellikle Pompa Etüt mutlaka öneriyoruz çünkü mevcutta çalışan pompanın yüksek toleranslı, hatalı değerlerini olduğu gibi yeni pompa ile devam ettirme riskiniz var. Kısık vana çalışan pompalarda mutlaka basınç ölçümlere göre azaltılmalıdır.


6-Bakım/Onarım

Enerji verimliliği ile bakımı ilişkilendiremeyenler olacaktır elbette. Bakım verimlilik ve enerji tüketimlerini doğrudan etkiliyor. Endüstriyel tesislerde çok sayıda motor verimlilik projeleri görüyorum verimlilik sınıfları arttırılarak tasarruf sağlanması amacı ile yapılan. Elbette tasarruf sağlıyor fakat verimli motorların takıldığı bazı pompaları gördüğümde yapılan işin eksik yapıldığını düşünüyorum. Yüksek verimli motor (IE3-IE4-IE5) değişimi ile %3 ila %9 arasında verimlilik artışı hedeflenir. Oldukça önemli bir oran katılıyorum ancak verimli motorun takıldığı pompanın salmastrasından fışkıran basınçlı suyun verimliliğe etkisi neden önemsenmiyor? Salmastralar %2-3 civarında enerji tüketirler (şebekeden çekilen güç üzerinden) ve su kaçıranlarda bu oran %7-%8 oranına kadar çıkmaktadır. Yani sadece motor değişimi yetmez salmastranın da tamiri gerekir. Pompaların pefromansı ölçüldüğünde kolaylıkla fabrika eğrileri ile kıyaslayarak ne oranda verim düşüşü olduğu tespit edilir ve bakım yapılarak bu verimsizlik önemli oranda ortadan kaldırılır. Salmastra %7-8, aşınma halkaları (wear ring), kaplin ayarı pompa verimliliğini doğrudan etkiler. Bakımın pompa verimliliği üzerinde önemli bir etkisi vardır ve göz ardı edilmemelidir. Doğru tespit ve ölçüm ile bakım yapılarak %25 lere varan verimlilik artışı sağlanabilir.


7- Tesisat Revizyonları

Pompa Etüt (Pump Audit) çalışmaları yaptığımız tesislerde, en çok karşılaştığımız konulardan biri de tesisat revizyon ihtiyaçları. Pompaları en yüksek verimlilikte çalıştırabilmemiz için tesisatlarının da bunu sağlayabilecek şekilde revize edilmesi gerekir. Pompa emiş hatlarındaki iyileştirme konuları en fazla karşımıza çıkan konudur. Küçük çaplı borular, hatalı dirsekler, redüksiyonlar, klapeler vb. Pompa çıkışında 1 bardan fazla kayıp yaratan tesisat ekipmanlarını ölçtük. (Örnek olarak çekvalfin çapı küçük olduğu için). Tabi bunun yansıması doğrudan enerji tüketimine. Montaj, sabitleme, çıkış hattındaki kollektör bağlantıları gibi birçok konu da bu revizyon iyileştirmelerinden. Pompa etütleri sırasında detaylı tespit ve öneri/yorumları iyileştirme konuları olarak paylaşıyoruz. Bir gıda tesisinde kazan besi pompalarında, küçük bir çıkış hattı revizyonu ile %55 tasarruf sağlanmıştı. (1 ay geri ödeme süresi) Bu nedenle verimlilik projelerinde bütünsel yaklaşım (tüm sistemin değerlendirilmesi) projenin başarısı için bence oldukça önemli.


8- Hidronik Balanslama

Endüstri tesislerinde neredeyse hiç uygulanmayan ama HVAC sistemlerinin olması zorunlu ekipmanlarından biridir balans vanası ve hidronik balanslama konusu. Endüstride projelendirme eksikliği, hizmet veren firmaların HVAC konularında uzman olmayışı ve duruş yapılamadığı için kısıtlı zamanda müdahele edilebilen sistmelerden dolayı balanslama konusu dikkate alınmaz. Ve balanslama sisteme aşırı debi gönderilerek yapılır. Ve bunun sonuçları da ihtayaçtan büyük pompalar ve oldukça fazla enerji tüketimi. Paralel çalışan ısıtma/soğutma ve su beslemesi yapılan tüm hatlarda/ekipmanlarda istenen su hızlarına göre çapların belirlenmesi ve kritik noktalara dinamik/sitatik balans vanaları ile sistemin hidronik olarak dengelenmesi gerekir. Endüstride özellikle hava komproserlerinin su soğutmalarında, proses makinalarında hidronik balanslama yapılamadığı için yüksek pompalama maliyeti, uç noktalardaki eşanjör, makina vb cihazlarda performans düşüklükleri sıklıkla gözlemledik. Pompa verimlilik projesi hazırladığımız ve uygulama yaptığımız bazı projelerde hidronik balanslama da yaparak sistemi en optimum noktaya gelmesini sağladık. Kısaca, ihtiyaç debilerini sadece hatlara göndererek daha fazla su pompalamak zorunda kalmadan sistemin dengelemesi sağlanıyor. Özellikle ihtiyaca göre üretim yapılan, vardiya yada sezonsal değişimleri olan hatlarda kombine balans vanaları kullanarak %25 lere varan verimlilk artışı sağlanabilir. (Sahaya göndereceğiniz soğutma/ısıtma/proses suyu pompaları ile entegre edilmiş pompa sistemleri ile)




Taylan KARAKAYA

taylan@recton.com.tr

www.recton.com.tr



© 2018 by RECTON. Proudly created with Entesarydesign