pompaakademisi

  • Yazıtipi boyutunu arttır
  • Varsayılan yazıtipi boyutu
  • Yazıtipi boyutunu azaltır
Reklam
Anasayfa 4. Uygulamalar 4.9. Büyük Seçilmiş Pompalar: Problemler, Çözümler

4.9. Büyük Seçilmiş Pompalar: Problemler, Çözümler

e-Posta

A. Büyük Seçilmiş Pompa Ne Demektir?


 

 

Şekil 1’de görülen bir pompaj sisteminde her debiye karşılık gelen bir basma yüksekliği vardır. Eğer pompalanmak istenen debiye karşılık gelen basma yüksekliğinin üzerinde basma yüksekliğine sahip bir pompa seçmiş isek bu büyük bir pompa seçmiş olduğumuz anlamına gelir.

 

Şekil 1’de görülen sisteme benzer bir sistemde pompa basma yüksekliği, emme kayıpları yok ise enerji denklemine göre şu büyüklüklerden meydana gelir:

 

 

 

 

Manometrik basma yüksekliği (m)

: Kot Farkı (m)

Hız yüksekliği (m) (Genelde ihmal edilebilecek kadar küçük değerler alır.)

: Tesisatta meydana gelen kayıplar (m)

 

 

H büyüklüğü debiye bağlı değildir ancak, tesisatta meydana gelen kayıplar debiye bağlıdır. Kayıpları hesaplamak için ilk önce debiyi belirlememiz gerekir. Daha sonra bu büyüklükler toplanarak pompanın manometrik basma yüksekliği değeri elde edilir. Doğru pompa seçimi için basma yüksekliğini oluşturan büyüklüklerin tam olarak belirlenmesi önemlidir.

 

 

Sistemin değişik debilere karşılık gelen basma yüksekliklerini hesaplayıp sistem eğrisi oluşturmak ta pompanın çalışma noktasını bulmamıza yardımcı olur.

 

 

Şekil 2’de ihtiyaçları iyi belirlenerek seçilmiş bir pompaya ait eğriler ile sistem eğrisi görülmektedir. Sistemde pompalanmak istenen su debisi 500 , ve buna karşılık sistemin toplam basma yüksekliği 54,4 m’dir (30 m kot farkı ve 24,4 m kayıplar). Bu ihtiyaçlara göre seçilmiş pompanın da 500 debi için basma yüksekliği 54,4 m’dir ve pompa En Verimli Nokta’da çalışmaktadır.

 

Büyük seçilmiş bir pompada ise eğrilerimiz Şekil 3’tekine benzer bir şekilde olurdu:

 

 

Büyük seçilmiş bir pompada pompanın çalışma noktası (Hm eğrisi ile sistem eğrisinin kesiştiği nokta) sağa kayar, pompa artık En Verimli Nokta’da çalışmaz. Pompa artık yaklaşık 680 debi vermektedir. Sistemdeki basma yüksekliği ise 77 m’dir. Bunun ne gibi sonuçlarının olacağına bakalım.

 

B. Büyük Seçilmiş Pompanın Sebep Olduğu Problemler


1. İlk Yatırım Maliyeti:


Büyük seçilmiş bir pompa satın alınırken daha pahalı bir pompadır. Pompa ile beraber elektrik motorunun gücü de büyüyeceğinden elektrik motorunun, kontrol ekipmanlarının maliyeti vb. de  artar. Gereksiz yere, üstelik ömür boyu enerji maliyeti ve bakım maliyetinde artışa yol açacak daha büyük bir pompa ve elektrik motorunu daha fazla para ödeyerek alırız. Uygun pompa ile seçtiğimiz büyük pompa arasındaki makas açıldıkça ilk yatırım maliyeti de artar.

 

 

2. Enerji Maliyeti:


Şekil 2’de doğru pompa seçtiğimizde, pompaladığımız birim hacim akışkan için harcadığımız enerji:

 

 


 

Şekil 3’teki gibi yanlış bir pompa seçtiğimizde, pompaladığımız birim hacim akışkan için harcadığımız enerji:

 

 


 

Günde 10.000 su pompaladığımız böyle bir sistemde bu verimsizliğin bedeli birim elektrik maliyetini 0,3 TL alırsak;

 

 


 

Olacaktır. Yılda ise bu maliyet 85.045,00 TL’ye kadar çıkacaktır.

 

 

Bu verimsizliğin sebebi pompa veriminin düşmesi veya yanlış pompa seçtiğimizde artan debi ve sistemde yükselen karşı basınç olabilir. Bu örnekte pompa verimi yaklaşık aynı kalmasına rağmen karşı basınç 54 m’den 78 m’ye çıkmakta bu da enerji maliyetini arttırmaktadır.

 

Büyük seçilen pompalarda enerji maliyetinin daha da fazla artmasına sebep olan bir başka etken ise çıkış vanasının kısılmasıdır. Bu durumda enerji kayıpları daha da fazla artmaktadır. Vana kısmanın sebebi akışkan debisini istediğimiz düzeye indirmek veya elektrik motorunun aşırı güç (akım) çekmesini engellemek olabilir. Şekil 3’te görüldüğü gibi pompa güç eğrisinde sağa doğru gidildikçe pompanın çektiği güç artmaktadır. Bu güç motor gücünün ötesine geçerse motor aşırı akım çekmeye başlar, bunu engellemek için de pompanın daha az güç çektiği çalışma noktalarına kaydırılmaları gerekir. Vana bu sebeple kısılır. Ancak bu çözüm kayıp enerji artışlarını arttırır.

 

 

Şekil 3’teki yanlış pompada çıkış vanasını, istediğimiz debiyi ( elde edene kadar kısalım. Bu durumda sistem eğrisi değişir ve pompa eğrisi ile debinin basma yüksekliğinin 91 m olduğu yerde kesişir (Şekil 4). Bu durumda birim enerji tüketimine tekrar bakalım:

 

 


 

Görüldüğü gibi enerji maliyeti daha da arttı ve pompaladığımız birim akışkan için fark (0,312-0,1838) 0,1282 kWh’e çıktı. Seçtiğimiz pompa, ihtiyacımız olan pompadan ne kadar uzaksa bu farklar da o kadar artacaktır.

 

 

3. Mekanik Tesisatta Arızalar:


Şekil 2’ye göre sistemde 54,4 m yani yaklaşık 5,33 Bar basınç olacaktır. Eğer sistemimizi bu basınca göre boyutlandırıp boru, vana vb. ekipmanlarımızı bu basınca göre (Bu sistemde PN 6) seçtiysek ve yanlış pompa aldıysak bu durumda basınç 78 m’ye yani yaklaşık 7,6 Bar’a çıkacaktır. Bu ise ekipmanların arıza yapma ihtimalini artıracaktır.

 

 

4. Pompada Arızalar:


Şekil 4’te görüldüğü gibi pompa En Verimli Nokta’sının sağına geçildiğinde pompada düşük yatak ve salmastra ömrü, kavitasyon gibi problemlerinde artışlar görülmektedir. Kavitasyon riski ise, emme hattında artan debi ile birlikte emme kayıplarının arması ve değerinin düşmesi ve yine artan debi ile birlikte pompanın değerinin artması sonucu oluşur. Kavitasyon ise pompa çarkında ve gövdesinde aşınmaya ve pompa arızalarına yol açar.

 

5.

Pompalanan Akışkanda Kayıpları Artması


Yapılan araştırmalar sistemdeki basınç arttıkça borulardaki ek yerlerinden veya küçük çatlaklardan meydana gelen kaçakların arttığını göstermektedir. Şekil 6’da incelenen örnek bir sistemde kaçakların basınç ile ilişkisi görülmektedir. Büyük pompa seçtiğimizde sistemdeki basıncı arttırdığımızdan kaçakların artması ihtimali de artacaktır.

 


C. Çözümler:

Çıkış vanasının kısılması sistem eğrisini değiştiren verimsiz bir çözümdür. Şimdi de pompa eğrisini değiştiren çözümlere bakalım:

 

 

1. Çark Çapının Küçültülmesi


Pompa çarkı küçültme için uygunsa maliyeti düşük bir çözümdür. Birçok pompa tipi aynı gövde içerisinde farklı çark çapları ile çalışabilir niteliktedir. Pompa büyük seçilmişse daha uygun küçük çapta bir çark/çarklar temin edilerek veya çark/çarklar traşlanarak pompa sisteme uygun hale getirilebilir.

 

 

Şekil 7’de aynı gövde içerisinde çalışan 267 mm ve 236 mm iki farklı çarka ait performans eğrileri gösterilmiştir. 267 mm çarka sahip pompa Şekil 3’te gösterilen yanlış seçilmiş pompadır. Eğer bu pompanın çarkını 236 mm çaplı bir çark ile değiştirirsek Şekil 7’de gösterilen çalışma noktasını elde ederiz. Bu eğride sistem eğrisi ile pompa eğrisi pompanın yaklaşık En Verimli Nokta’sında çakışmaktadır. Verim eğrisinin ise çok fazla değişmediği sadece EVN’sının sola kaydığı görülmektedir. (Bu her zaman böyle olmaz. Çark çapının çok küçültüldüğü durumlarda en büyük verim değeri bir miktar azalır.) Durumu elektrik tüketimi açısından incelersek:

 

 


 

Neredeyse doğru pompa seçtiğimiz bir duruma eşit bir birim enerji maliyeti oluştu. Bu değişiklik sadece çark değiştirilerek veya çark çapı değiştirilerek elde edilebilir. Bu sayede hem pompanın EVN civarında çalışması sağlanıp arızalar azaltılabilir hem de enerji maliyetinde onbinlerce lira tasarruf sağlanabilir.

 

2. Kademe Sayısının Azaltılması


Kademeli pompalar birbirine seri bağlı pompalar gibi çalışırlar ve kademe sayısının azaltılması pompa eğrisini değiştirecektir. Bu şekilde pompa sistem ihtiyaçlarına daha uygun hale getirilebilir. Şekil 8’de aynı tipte bir kademeli pompanın 10 ve 7 kademeli tiplerine ait eğriler yer almaktadır. Yanlış seçilmiş 10 kademeli pompa ile sistem eğrisi debi ve 101 m basma yüksekliğinde kesişmektedir. Bu nokta pompanın EVN’sının sağındadır ve verim %72 iken mil gücü ise 42 kW’tır. Bu değerlere göre birim enerji maliyetine bakalım:

 

 


 

7 kademeli pompa ise sistem eğrisi debinin ve basma yüksekliğinin 88 m olduğu noktada kesişmektedir. Bu nokta EVN’ya oldukça yakındır ve pompa verimi %77 ve pompa mil gücü ise 27,7 kW’tır. Bu durumda birim enerji tüketimine bakalım:

 

 


 

Birim enerji maliyeti farklarından da görülebileceği gibi küçük bir işlemle enerji maliyeti %22 civarında azaldı ve artık pompa EVN’da çalışmakta.

 

 

3.

Pompanın Devir Sayısının Değiştirilmesi

Pompanın devir sayısının değiştirilmesi pompanın eğrisini değiştirir. Pompa büyük seçilmişse daha düşük bir devirde çalıştırılarak sisteme uygun bir hale getirilebilir. Örneğin 1450 devir/dk bir pompa eğer uygunsa devir sayısı standart 950 devir/dk’da çalıştırılarak sisteme uygun hale getirilebilir. Ara devirler için frekans konvertörleri kullanılabilirse de muhtemelen pahalı bir çözüm olacaktır. Yük değişken değilse frekans konvertörünün kendi bakım ve işletme maliyetlerinden dolayı kullanılması çok ta pratik bir çözüm değildir.

 

 

Şekil 9’da debi ihtiyacı için büyük seçilmiş 1450 devir/dk bir pompa görülmektedir. Şekilden de görüleceği üzere pompa EVN’nın epeyce sağında çalışmakta bu arada yaklaşık su pompalamakta ve bu esnada 21 kW güç tüketmektedir. Birim enerji maliyeti ise:

 

 

 

 

olmaktadır. Yine Şekil 9’da aynı pompanın 1247 devir/dk’da çalıştırıldığında elde edilen sonuç görülmektedir. Bu durumda pompa EVN’ya biraz daha yaklaşmakla beraber EVN’dan yine de uzaktır. Bu pompalarda devir değiştirme uygulamalarının doğasından kaynaklanır. Devir düşürerek EVN’yı her zaman yakalayamayabiliriz (Statik basma yüksekliği var ise). Bu çalışma noktasında ise pompa istenildiği gibi su pompalamakta ve bu esnada 13,5 kW güç tüketmektedir. Bu durumda birim enerji maliyeti ise:

 

 


 

Yine de bu yolla enerji maliyetlerimizi %18 düşürmeyi başardık. Ancak frekans konvertörü,  redüktör, kayış-kasnak gibi diğer devir değiştirici makinaların da kendi verimlilikleri vardır ve buradan kazandığımız enerjinin bir kısmını bu makinalarda tüketiriz. Ayrıca bugün kullanımı yaygın olan frekans konvertörleri pahalı ve karmaşık makinalardır ve işletmeye sokmadan önce üzerinde iyice düşünülmesi gerekir. Bu açıdan devir değiştirme, büyük seçilmiş bir pompanın pompa eğrisi değiştirilerek sisteme uyumlu hale getirilmesinde belki de üzerinde en son durulması gereken çözümdür. Devir değiştirme ancak pompa büyük seçilmişse ve yük de değişkense bir çözüm olarak düşünülebilir.

 

Devir değiştirme uygulamaları açısından bir başka problem ise sistemde statik basma yüksekliğinin fazla olduğu durumlardır. Statik basma yüksekliğinin sistem eğrisi içerisindeki yeri arttıkça devir değiştirme uygulamaları verimli olmaktan çıkmaktadır.

 

 

4. Pompanın Değiştirilmesi


Çoğu zaman yöneticiler çalışan bir pompanın değiştirilmesine olumlu bakmasalar da eğer kayıp enerji maliyetleri fazla ise geri dönüş sürelerinin doğru hesaplanması ile pompaların değiştirilmesi aslında uygun maliyetli bir çözüm olabilir. Pompaların çok kısa süreli enerji maliyetlerinin bile pompanın satınalma maliyetini aştığı düşünülürse (günlük çalışma saati önemli bir etkendir) duruma göre pompa yenileme çok ta maliyetli bir çözüm değildir. Bu sistemin iyi bir şekilde incelenmesi ile verilebilecek bir karardır.

 

 

Not: Eğriler gerçek pompa eğrileridir.

Not 2: Her sistemin kendine özgü karakteristik özellikleri vardır ve doğru çözüm için pompa ve sistem eğrileri incelenmelidir.

 

 

Mehmet Akif GÜL

Makine Mühendisi

 

 

Kaynaklar:

Şekil 5: Santrifüj Pompanın Çalışma Noktasının Bakım Maliyetine Etkisi – Derya ÇUHA

Şekil 6: http://www.cranfield.ac.uk/SOE/Departments/OPE/PSE/page20612.html

Pompa Eğrileri: WinCAPS (Grundfos Pompa Seçim Programı)

 

 

 

 

 

 

 

Yorumlar 

 
+1 #1 TAYFUN ŞAHİN 13-04-2014 20:20
BİLGİ PAYLAŞILDIKÇA ÇOĞALIR
Alıntı
 

Yorum ekle

Makaleler için yorum ekleyebilirsiniz


Güvenlik kodu
Yenile

 

©Pompa Akademisi

Yasal Uyarı: Yayınlanan makalelerin tüm hakları Pompa Akademisi’ne aittir. Kaynak gösterilse dahi makalenin tamamı özel izin alınmadan kullanılamaz. Ancak alıntılanan makalenin bir bölümü, alıntılanan makaleye aktif link verilerek kullanılabilir.

Ürün Tanıtımı

ModülTANK Sıvı Depolama Çözümleri

 

http://www.pompaakademisi.com/modultank_dosyalar/image001.jpg

ModülTANK her türlü sıvı depolama ihtiyacı için hızlı, ucuz ve taşınabilir seçenekler sunar.

 

Devamını oku...
 
Grundfos MP 204 Motor Koruma Ünitesi


 

Dalgıç pompalar çalıştığı ortam gereği diğer pompalara göre çok daha zor koşullar altında çalışmaktadır. Dalgıç pompalarda bir arızanın kullanıcıya olan maliyeti genellikle diğer pompalar ile kıyaslandığında çok yüksektir. Yine çalıştığı ortam gereği dalgıç pompaları ve motorlarını izlemek diğer kuru rotorlu pompalara göre hem daha zor hem de çok daha fazla önem arz etmektedir. Sorunsuz pompa kullanımı için pompayı izleyebilmek ve zamanında müdahale etmek problemlerin büyük bir kısmını çözmemizi ve bakım maliyetlerini minimize etmemizi sağlayacaktır.
Devamını oku...
 

Anketler

Santrifüj Pompa Satın Alırken Yerli Marka mı Yabancı Marka mı Tercih Ediyorsunuz?
 

Hocamız

Prof. Dr. Kirkor YALÇIN

Özgeçmişi

10.03.1939 tarihinde Kayseri ilinin Develi ilçesinde doğdu. İlk ve Ortaokulu Develi’de okudu. 1958 yılında Cağaloğlu İstanbul Erkek Lisesi’ni bitirdi. 1964 yılında İstanbul teknik Üniversite’si Makine Mühendisliği Fakültesi’nden Yüksek Mühendis olarak mezun oldu.

 

Devamını oku...

Facebook Share

Facebook'ta Paylaş

Eğitim Duyurusu

Reklam

Her Gün Bir Bilgi

Eksenel Akışlı Pompa

Pompa içerisindeki akışın tamamen eksenel olduğu, hızın radyal bileşeninin olmadığı pompalar. Akışkan mil eksenine paralel doğrultularda hareket eder. İngilizce kaynaklarda “propeller pump” olarak ta adlandırılır. Çünkü içerisinde çarktan ziyade bir fan vardır. Göreceli olarak yüksek debiler ve düşük basma yükseklikleri için kullanılır. Genellikle bir boru içerisindeki eksenel akışlı bir fandan meydana gelmiştir. Bazı türlerde çark üzerindeki kanat açıları değiştirilerek basınç/debi dengesi değiştirilebilir. Boyut olarak diğer pompalara göre çok küçüktürler. Kimya endüstrisinde büyük debilerde akışkanları hareketlendirmek için kullanılırlar. Genelde düşük basma yüksekliği olan ısıtma sistemi, nükleer tesislerde soğutma suyu sirkülasyonu gibi sirkülasyon uygulamalarında kullanılırlar.

Logo'nun Hikayesi

Pompa Akademisi Logosu, santrifüj pompaların salyangozunu andıran bir Fibonacci Spirali ve bu spirali birleştiren, çark kanatlarını andıran eğrilerden oluşmaktadır. Fibonacci Spirali, kenar uzunlukları Fibonacci Sayıları'na (1, 1, 2, 3, 5, 8...) eşit olan karelerin karşı köşelerinin birleştirilmesi ile oluşturulur.