Çoklu hava kompresör sistemleri

Bir hava kompresörünün basıncı nasıl kontrol ettiğini açıklamak için, endüstriyel ortamlarda en sık kullanılan kompresörler olan vidalı kompresörleri örnek olarak kullanacağız. Aşağıda tartıştığımız stratejiler, santrifüj kompresör sistemleri için geçerli olmayabilir.

Basınçlı hava sistemlerinde en kritik parametre basınçtır. Basınç belirli bir minimum seviyenin üzerinde tutulmazsa, basınçlı hava ile çalışan makineler artık düzgün çalışmayacak ve bu da üretimi aksatabilecektir. Kompresörleri gerekli minimum hava basıncına kolayca ayarlayabiliriz. Bizden herhangi bir yardım almadan, kompresörler ideal basınç çıkışını ve optimum enerji tüketimini korumak için başlatabilir, durdurabilir, yükleyebilir ve boşaltabilir.

Bununla birlikte, o kadar basit değil, çünkü uğraşmanız gereken büyük bir sorun var; basınç farkı. Bu sorunu göstermek için, iki kompresörden çıkan havanın bir kurutucudan, sistem borularından ve ardından kritik son kullanıcıya ulaşmadan önce bir filtre ve regülatörden geçtiği basit bir basınçlı hava sistemi düşünün.

Kompresörler sistemden çıkan havanın basıncını kontrol eder. Normal kademeli bir basınç bandı düzenlemesinde, bu makineler, her iki kompresör de tam olarak yüklendiğinde genellikle belirli bir hava basıncı sağlar.

Ancak hava her sistem bileşeninden geçerken basınç kaybeder. Bu, son kullanıcıya ulaştığında basıncın önemli ölçüde düşük olduğu anlamına gelir. Buradaki basıncın kritik son kullanıcının olduğu yerde doğru bir şekilde kontrol edilmesi gerekiyor. Gerçek dünya koşulları, bu basıncı hassas bir şekilde yönetmeyi zorlaştırıyor.

Hava kompresörleri tam olarak yüklendiğinde, sistem bileşenleri arasında hareket ederken hava basıncı bir düşüş yaşar. Aşağıda, sistemden hava geçtiğinde meydana gelen yaygın basınç düşüşlerine bir örnek verilmiştir:

Filtrede 0,15 bar düşüş.

Kurutucuda 0,2 bar düşüş.

Borularda 0,5 bar düşüş.

Bu örnekte hava, kompresörden kritik son kullanıcıya olan yolculuğunda toplam 0,85 bar’lık bir düşüş yaşadı. Bu sorun, kompresörden çıkan hava 7 bar ise, son kullanıcının çalışması için yalnızca 6,15 bar’a sahip olacağı anlamına gelir. Bu, sistem tamamen yüklendiğinde en kötü durum senaryosudur.

Son kullanıcıya iletilen hava basıncı kompresör kontrolü yardımı ile stabilize edilebilir mi? Bunun cevabı hayır. Kompresör, yalnızca makineden çıkan havanın basıncını kontrol edebilir, ancak diğer sistem bileşenlerinden geçtikten sonra değil.

Bu havanın son kullanım uygulamaları basınca duyarlı görevleri içeriyorsa, bu büyük basınç değişimi çok çeşitli sorunlara neden olabilir. Diğerlerinin yanı sıra, tutarsız son ürüne yol açabilir ve hatta işlemi tamamen durdurabilir. Son kullanıcıdaki bu basınç tutarsızlığıyla başa çıkmak için operatörler, düşük basıncı telafi etmek için genellikle kompresörün tahliye basıncını yapay olarak artıracaktır.

Kompresör basınç tahliyesinin yapay olarak örneğin 1 bar kadar arttırılması, kompresörlerin yükü yüke bağlı olarak 6,15 ile 7 bar arasında arasında tutacağı anlamına gelir. Bununla birlikte, daha yüksek basınç bir maliyetle gelecektir. Kompresör çıkış basıncındaki  her 1 bar'lık artış için kompresörün güç tüketiminin yaklaşık %7 oranında artması genel bir kuraldır.

Çıkış basıncının arttırılması başka olumsuz sonuçlara da yol açabilir. Bir hava kompresörünün tipik maksimum basınç derecesi 7.5 bar'dır ve bu değer aşılırsa motora aşırı yük binebilir.

Birden fazla hava kompresörü çalıştıran bir sistem olması durumunda, özellikle kompresörler farklı odalarda ise daha da fazla sorunla karşılaşırsınız. Bu sorun, her kompresörün muhtemelen farklı yükler ve hava basıncı farkları yaşayacağı için gerçekleşir.

Çift hava kompresörü kurulumunun verimli bir şekilde kontrol edilebilmesi için bu odaların her birindeki kompresörlerin uygun şekilde koordine edilmesi gerekir. Manuel kompresör ayar noktası ayarını kullanarak bunu başarmak için geniş bir basınç bandı gereklidir.

Bununla birlikte, yükler büyük ölçüde değişiyorsa, birden fazla kompresörü koordine etmek neredeyse imkansızdır. Tek istisna, kompresörlerin kısmi yüklerde çalışan tüm ünitelerle yükleri bir şekilde paylaşabilmesidir.

Yanlış bir yaklaşım, yükü paylaşabilmeleri için tüm kompresörleri tam olarak aynı basınca ayarlamak olacaktır. Bu strateji ile makineler, sistemin basıncını aynı kabul edilebilir bant içinde tutacak ve yükü paylaşmalarına izin verecektir.

Ancak, bu basit bir çözüm gibi görünse de enerji maliyeti çok büyüktür. Bunun nedeni, sabit hızlı vidalı kompresörlerin, yükte olduğunda optimum verimliliğe ulaşma eğiliminde olmasıdır.

Örneğin, kompresörünüzü %30 yükte çalıştırırsanız, tam yükte tükettiğinin %60 ila %80'ini tüketebilir. Üç kompresörü %30 yükte çalıştırırsanız, tam yükte tek bir kompresörün kullanacağının iki katını tüketebilirler. Şimdi aynısını 10 kompresörle yaparsanız bunun ne kadar enerji harcayacağını hayal edin! Enerji faturalarınız inanılmaz derecede yüksek olurdu.

Hangi sistemi kullanırsanız kullanın, en iyi strateji, biri hariç tüm kompresörlerinizi tam yükte tutmaktır. Kısmi yükü alan aynı zamanda en yüksek kısmi yük verimine sahip olmalıdır.

Kurutucu ile borular arasındaki gibi hattın devamındaki basıncı kontrol etmeye çalışsanız bile, kritik uçta ortaya çıkabilecek basınç farkı sorunlarını yine de ortadan kaldıramazsınız.

Tesislerin genellikle birkaç yüz kritik basınçlı hava kullanım noktası olduğunu ve bunların tümü için hava basıncını kontrol etmenin imkansız olduğunu unutmayın. Ancak mümkün olan, son kullanım noktasını besleyen yüksek kaliteli, güvenilir bileşenler tasarlamaktır.

Pek çok kompresör sisteminin bu tür istenmeyen basınç farklarıyla karşılaşmasının bir nedeni, optimize edilmiş bileşenler kullanmamalarıdır. Pek çok parça, tesiste kullanılan standart mevcut boyutlara uyduğu için seçilir, uygulama için en iyi bileşenler oldukları için değil. Bu sorun, aşağıdakiler gibi sistem öğeleri için geçerlidir:

• Basınç düzenleyiciler
• Hortumlar
• Konnektörler
• Filtreler

Bu bileşenler de her zaman doğru şekilde kurulmaz. Kurulum sırasında, hortumun uzak ucuna bağlanan parçaların en yüksek taleplerine genellikle çok az önem verilir. Örneğin, uzun bir çeyrek inçlik hortuma havayla çalışan büyük bir darbeli anahtar bağlanırsa, ortaya çıkan basınç farkları aşırı olabilir. Bileşenlerin boyutları, basınç farkını önemli ölçüde azaltacak olan en yüksek araç gereksinimine uyacak şekilde yükseltmeler almalıdır.

Filtre kapasitelerini yükseltebilir, hava kurutucularını büyütebilir ve boruların kapasitesini artırabilirseniz, basınç farkını azaltabilir ve gerekli hava basıncını son kullanım noktasına daha iyi iletebilirsiniz. Boşaltma basıncını ve atık enerjiyi arttırmak zorunda kalmadan bunların her ikisini de gerçekleştirebilirsiniz.

Birden fazla hava kompresörünü kontrol etmek için yönetilmeyen bir strateji kullanıyorsanız, gereksiz güç tüketimi ve daha sık veya beklenmedik bakım sorunları yaşayacaksınız. Kompresörlerinizi yalnızca yerleşik denetleyicileri kullanarak yönetirseniz, bu teknik aşağıdaki gibi sorunlara neden olabilir:

• Aşırı tüketim: Gerekenden daha fazla kompresör çalışıyor ve bu da tesisinizin enerji verimliliğini düşürüyor.

• Verimsiz işlemler: Çalışan hava kompresörlerinin kombinasyonu optimal değildir, bu da üretkenliğinizi yavaşlatır ve güç tüketiminizi artırır.

• Yüksek basınç: Hava kompresörlerinizin basıncı gereksiz yere yüksek.

Bu şeyler neden oluyor? Sinyallere, ayar noktalarına ve farklara bakarak, yalnızca yerleşik kontrolörler kullanılarak çalışan bir sistemin ne kadar karmaşık olduğunu anlamaya başlayabilirsiniz.

Her biri kendi ön filtresi, kurutucusu ve son filtresi olan üç kompresörlü bir sistem hayal edin. Her üç kompresörün de kendi basınç sinyalleri vardır. Bunlar, kompresörün tahliyesinde ve filtreler ve kurutucu olan arıtma bileşenlerinden önce bulunur. Tüm kompresörlerin hizalandığından emin olmak için basınç geçişlerinin birbirleriyle mükemmel şekilde kalibre edilmesi gerekir.

Bu kontrol şemasını etkileyen diğer bir faktör, kompresörlerin havayı hava işleyen bileşenlerden devam eden akışta olan tanka depoladığı yere kadar ne kadar bir basınç düşüşü olduğudur. Havayı etkileyen bileşenler ve borular basınçta tam olarak aynı düşüşe neden olmadıkça, kompresörleriniz hizalanmayacaktır.

Bakım aralıkları ve hava işleme ekipmanının farklı özellikleri dahil olmak üzere çeşitli faktörler nedeniyle mükemmel hizalama nadiren gerçekleşir. Sinyaller ve diferansiyeller uyumsuz olduğunda, bu çok fazla hava kompresörünün çalışmasına neden olur, bu da enerji israfına neden olur ve bakım aralıklarını gereksiz yere kısaltır.

Kompresörlerinizi nasıl kontrol ettiğinizi etkileyen bir diğer faktör de kompresör kontrolünün ayar noktalarıdır. Sabit hızlı kompresörleriniz varsa, bunlar genellikle "yükleme/boşaltma" modunda giriş valfleri kullanılarak kontrol edilir; bu, valfin tamamen açık veya kapalı olduğu anlamına gelir.

Motor hızı kompresörünüzü kontrol ediyorsa, "ayar noktaları" "hedef basınç" olur. Lokal kontrolde birden fazla kompresörünüz varsa, ayar noktalarınız geniş bir aralığa yayılır, bu da bu kontrol şemasını sürdürmek için ilk kompresörünüzün daha yüksek bir basınçta çalışmasına neden olur.

Kademeli kontrol şeması olarak bilinen bu strateji, sistemin yüksek basınçtan kaynaklanan güç tüketimini artırır. Tipik bir kademeli kontrol şemasında, en son başlayan kompresör, kabul edilebilir minimum basınca ayarlanır.

Talebin düşük olduğu durumlarda kompresör sistemi, kabul edilebilir minimum basıncın üzerinde çalışabilir. Bu, normalde bu talep için ihtiyaç duyulandan yaklaşık %15 daha fazla güç tüketecektir.

Ne tür hava kompresörleriniz olursa olsun, kompresör sistemlerinizi izlemek ve kontrol etmek için yüksek kaliteli sistem kontrollerini uygulayabilir ve bağlayabilirsiniz. Üreticiler, sisteminizde neler olup bittiğini görselleştirebilmeniz için grafiksel bir arayüz içeren izleme için genellikle kendi ekipmanlarını geliştirir ve sağlar. Uzaktan web tabanlı kontroller de bu kurulumlarda genel olarak mevcuttur.

Uzaktan iletişimi kullanmanın birçok faydası vardır. Örneğin, bu senaryoyu düşünün. Uyarı göndermek veya alarm vermek için uzaktan bağlantı özelliklerine sahip olmayan bir kompresör, düşük üretimli bir vardiya sırasında, deneyimli bir bakım personelinin bulunmadığı durumlarda bozulur. Tesis personeli daha sonra hava beslemelerindeki bu kesinti ile ilgilenmek zorundadır. Ayrıca, bir servis sağlayıcıyla iletişim kurarken ve gelmelerini beklerken büyük olasılıkla üretimi durdurmak zorunda kalacaklar.

Daha önce olduğu gibi aynı durumu düşünün, ancak kontrol sisteminde yerleşik olarak servis sağlayıcıyı hemen bilgilendiren bir mobil uyarı bildirimi var. Bu özellik, servisin neler olup bittiğini hızlı ve uzaktan değerlendirmesine olanak tanır. Sistemin çalışma parametrelerini inceleyebilir ve duruşun nasıl gerçekleştiğini anlayabilirler. Bu bildirim sistemi, bu eylem için izin verirse sağlayıcının hava kompresörünü yeniden başlatmasına bile izin verebilir.

Sonuç olarak, uzaktan bağlantı, yanıtın kalitesini ve hızını önemli ölçüde iyileştirir, bu da üretkenliği artırır, zaman kazandırır ve kârlılığı artırır.

Çalışanlarınızın refahını korurken ve üretkenliklerini teşvik ederken aynı zamanda işinizi ayakta ve çalışır durumda tutmanın sizin için ne kadar önemli olduğunun farkındayız. Bu nedenle size daha kolay bakım ve operasyonel yetenekler için ekipmanlarınızı uzaktan izlemenizi sağlayan çözümler sunuyoruz.

Smartlink ile hava kompresörü kurulumunuzu sizin için izleyebiliyoruz. Bu teknoloji, üretiminizin kesintisiz olarak devam edebilmesi için makinelerinizin durumunu kontrol etmemizi sağlar. Kapsamlı kayıt defterlerine veya kompresör odalarınıza birden fazla geziye gerek kalmadan işletmenizin basınçlı hava üretimi ve yönetimi hakkında eksiksiz bilgi edinirsiniz. Ekipmanınızla ilgili bir sorun ortaya çıkarsa, sizinle hemen iletişime geçeceğimizden ve işinizde herhangi bir aksama yaşanmadan sorunu nasıl çözebileceğimizi tartışacağımızdan emin olabilirsiniz.

Geçmişte kompresörler durduğunda hiçbir uyarı yoktu. Teknisyenler sorunu çözmek için acele ettiler, bu da şirketler bakım planlamasına hazırlıklı olmadığı için üretim duruşu ve  kaybına neden oldu. Smartlink ile sorunları, üretiminizi kesintiye uğratmadan önce çözebiliriz. Bu iş çözümünden yararlanmak istiyorsanız, başlamanıza nasıl yardımcı olabileceğimiz hakkında daha fazla bilgi için Atlas Copco’daki bilgili hava uzmanlarımızla iletişime geçin.