Cam Üretiminde Basınçlı Hava Sistemlerinde Enerji Verimliliği

Giriş

Basınçlı hava sistemleri, cam üretim tesislerinde doğrudan üretim prosesinin önemli bir parçasıdır. Şekillendirme makineleri, pnömatik aktüatörler, valfler, otomasyon sistemleri, robotlar, taşıma mekanizmaları ve yardımcı ekipmanların büyük bölümü basınçlı hava ile çalışmaktadır.

Basınçlı hava, üretimde vazgeçilmez olmasına rağmen aynı zamanda en pahalı enerji taşıyıcılarından biridir. Bir kompresörde tüketilen elektrik enerjisinin yalnızca küçük bir bölümü faydalı pnömatik enerjiye dönüşmekte, kalan kısmı ise ısı olarak kaybolmaktadır.

Cam üretim tesislerinde yapılan enerji etütlerinde basınçlı hava sistemlerinde %20 ile %40 arasında gereksiz enerji kaybı görülebilmektedir. Bu kayıpların büyük bölümü hava kaçakları, yüksek sistem basıncı, uygunsuz kompresör kontrolü ve hatalı dağıtım altyapısından kaynaklanmaktadır.

Üretim Süreci

Elektrik Enerjisi
↓
Kompresör
↓
Son Soğutucu
↓
Hava Kurutucu
↓
Filtreler
↓
Hava Tankı
↓
Dağıtım Hattı
↓
Üretim Hatları
↓
Pnömatik Ekipmanlar

Enerjinin En Yoğun Kullanıldığı Sistemler

Basınçlı hava tesislerinde enerji tüketimi aşağıdaki sistemlerde yoğunlaşmaktadır.

• Vidalı kompresörler
• Santrifüj kompresörler
• Booster kompresörler
• Soğutmalı kurutucular
• Adsorpsiyonlu kurutucular
• Hava tankları
• Ana dağıtım hatları
• Basınç regülatörleri
• Filtre grupları
• Otomatik tahliye sistemleri
• Soğutma fanları
• Soğutma suyu pompaları
• Frekans konvertörleri
• Basınç sensörleri

En Sık Karşılaşılan Enerji Kayıpları

Cam üretim tesislerinde gerçekleştirilen enerji etütlerinde aşağıdaki problemler sık görülmektedir.

• Basınçlı hava kaçakları
• Gereğinden yüksek sistem basıncı
• Kompresörlerin boşta çalışması
• Birden fazla kompresörün dengesiz yük paylaşımı
• Filtre tıkanıklıkları
• Kurutucu kaynaklı yüksek basınç kayıpları
• Hatalı boru çapları
• Uzun ve gereksiz dağıtım hatları
• Ring hat yerine kör hat kullanılması
• Yoğuşma tahliyelerindeki arızalar
• Pnömatik ekipmanların gereğinden fazla hava tüketmesi
• Soğutma sistemlerinin verimsiz çalışması
• Atık kompresör ısısının kullanılmaması
• Kaçakların düzenli izlenmemesi
• Basınç sensörlerinin kalibrasyonunun bozulması

ENERVIS Enerji Etüdü Yaklaşımı

Kompresör Sistemi

• Kompresör yük profili
• Yük/boşta çalışma oranı
• Elektrik tüketimi
• Basınç profili
• Yağ sıcaklığı
• Çıkış sıcaklığı
• Verim analizi

Hava Hazırlama Sistemi

• Kurutucular
• Ön filtreler
• Hassas filtreler
• Basınç kayıpları
• Nem seviyesi
• Çiy noktası

Dağıtım Sistemi

• Boru çapları
• Hat uzunluğu
• Basınç düşümü
• Ring hat yapısı
• Kaçak analizi
• Vana grupları

Tüketim Noktaları

• Şekillendirme makineleri
• Robotlar
• Pnömatik silindirler
• Valf grupları
• Otomatik kapılar
• Paketleme makineleri

Dijital Altyapı

• PLC
• SCADA
• AMPTICA Platformu
• SENSONIT Gateway
• Alarm yönetimi
• Enerji raporları

Ölçüm ve Veri Analizi

Enerji etüdünde aşağıdaki parametreler analiz edilmektedir.

• Kompresör elektrik tüketimi
• kWh/Nm³ hava
• Basınç
• Debi
• Çiy noktası
• Hava sıcaklığı
• Çıkış sıcaklığı
• Kompresör yük oranı
• Yük/boşta çalışma süresi
• Hat basınç düşümü
• Filtre diferansiyel basıncı
• Kaçak debisi
• Soğutma suyu sıcaklığı
• Fan yükleri
• Basınçlı hava tüketimi
• Üretim miktarı
• Ton başına hava tüketimi

Süreç Bazlı İnceleme

Kompresör Odası

Kompresörlerin yük profilleri, çalışma süreleri, kapasite kontrol yöntemleri ve elektrik tüketimleri analiz edilir.

Kurutucular

Çiy noktası, enerji tüketimi, basınç kayıpları ve bakım durumu değerlendirilir.

Filtreler

Filtre diferansiyel basınçları ölçülerek gereksiz enerji kayıpları belirlenir.

Dağıtım Hatları

Ana boru hatları ultrasonik kaçak dedektörleri ile kontrol edilir.

Tüketim Noktaları

Pnömatik makinelerde gereksiz hava tüketimi, sürekli açık üfleme uygulamaları ve kaçaklar analiz edilir.

Atık Isı

Kompresörlerden çıkan sıcak yağ ve sıcak hava enerjisinin üretimde veya sıcak su sistemlerinde kullanılabilirliği değerlendirilir.

SCADA ile Sürekli Enerji Yönetimi

Basınçlı hava sistemlerinin gerçek enerji performansı yalnızca kompresör elektrik tüketimiyle belirlenemez.

AMPTICA Endüstriyel İzleme Platformu ile aşağıdaki göstergeler sürekli izlenebilir:

• kWh/Nm³
• kWh/ton ürün
• Sistem basıncı
• Kompresör yük oranı
• Boşta çalışma oranı
• Debi
• Çiy noktası
• Filtre basınç kayıpları
• Kaçak alarmı
• Kompresör sıcaklıkları
• Çalışma saatleri
• Bakım süreleri
• Enerji KPI’ları

SENSONIT Endüstriyel Gateway, Modbus RTU, Modbus TCP, MQTT, OPC UA, Profinet, Ethernet/IP ve IEC 61850 destekli ekipmanlardan gelen verileri güvenli şekilde SCADA ve AMPTICA platformuna aktararak tüm kompresör istasyonunun merkezi olarak izlenmesini sağlar.

ENERVIS Uygulama Yaklaşımı

Ön Analiz
↓
Enerji Etüdü
↓
Elektriksel Ölçümler
↓
Debi ve Basınç Ölçümleri
↓
Ultrasonik Kaçak Tespiti
↓
Kompresör Performans Analizi
↓
SCADA ve AMPTICA Entegrasyonu
↓
Enerji Performans Modeli
↓
Teknik Fizibilite
↓
ROI Analizi
↓
Uygulama
↓
Sürekli İzleme

ENERVIS Saha Kontrol Listesi

• Kompresörler
• Kurutucular
• Ön filtreler
• Hassas filtreler
• Hava tankları
• Emniyet ventilleri
• Ring hat sistemi
• Basınç sensörleri
• Debimetreler
• Ultrasonik kaçak noktaları
• Frekans konvertörleri
• Soğutma sistemi
• Fanlar
• PLC
• SCADA
• AMPTICA Platformu
• SENSONIT Gateway
• Enerji analizörleri

Örnek İncelenen Sistemler

• Vidalı kompresör istasyonları
• Santrifüj kompresör sistemleri
• Booster kompresörler
• Soğutmalı hava kurutucuları
• Adsorpsiyonlu kurutucular
• Ring hava dağıtım sistemleri
• Cam şişe üretim hatları
• Float cam üretim hatları
• Cam elyafı tesisleri
• Robotik üretim hücreleri
• PLC ve SCADA sistemleri

Yatırım Değerlendirmesi (ROI)

Aşağıdaki kriterler birlikte değerlendirilmektedir.

• Elektrik tüketimi
• Kompresör verimi
• Basınç seviyesi
• Kaçak miktarı
• Hava tüketimi
• Üretim kapasitesi
• Atık ısı geri kazanımı
• Beklenen enerji tasarrufu
• Karbon emisyonundaki azalma
• Bakım maliyetleri
• Yatırım maliyeti
• Geri ödeme süresi

Basınçlı hava sistemlerinde gerçekleştirilen kaçak giderme projeleri ve merkezi kompresör optimizasyonu uygulamaları genellikle en kısa geri ödeme süresine sahip enerji verimliliği yatırımları arasında yer almaktadır.

Sonuç

Cam üretim tesislerinde basınçlı hava sistemleri, görünürde üretim yardımcı sistemi olmasına rağmen toplam elektrik tüketiminin önemli bir bölümünü oluşturmaktadır.

Kaçakların azaltılması, sistem basıncının optimize edilmesi, frekans kontrollü kompresör kullanımı, merkezi kompresör yönetimi, dağıtım hatlarının iyileştirilmesi ve atık kompresör ısısının geri kazanılması sayesinde önemli enerji tasarrufları elde edilebilir.

Gerçek zamanlı izleme altyapısı ile sistem performansı sürekli takip edilerek enerji kayıpları oluşmadan önce tespit edilebilir.

Neden ENERVIS?

ENERVIS, basınçlı hava sistemlerini yalnızca kompresör odası perspektifinden değerlendirmez. Üretim noktalarındaki gerçek hava tüketimi, dağıtım altyapısı, proses gereksinimleri, elektrik altyapısı ve otomasyon sistemi birlikte analiz edilir.

Ultrasonik kaçak tespitleri, yük profili analizleri, debi ölçümleri ve dijital enerji izleme altyapısı kullanılarak gerçek tasarruf potansiyeli belirlenir. Hazırlanan mühendislik raporları sayesinde yatırım kararları ölçülebilir verilerle desteklenir.

İlgili Sayfalar

• Cam Endüstrisinde Enerji Verimliliği
• Basınçlı Hava Sistemlerinde Enerji Verimliliği
• Frekans Konvertörleri ile Enerji Tasarrufu
• Endüstriyel Fanlarda Enerji Verimliliği
• Enerji Etüdü Nedir?
• SCADA Nedir?

ENERVIS Mühendislik Önerisi

Cam üretim tesislerinde basınçlı hava sistemleri için yılda en az iki kez ultrasonik kaçak taraması yapılması önerilir. Ayrıca kompresör istasyonlarında yalnızca elektrik tüketimi değil, aynı zamanda üretilen hava miktarı da ölçülmelidir.

Kompresör performansı kWh/Nm³ göstergesi üzerinden takip edilmeli, bu değer üretim miktarıyla ilişkilendirilerek hat bazlı performans analizleri oluşturulmalıdır.

ENERVIS Teknik Notu

Basınçlı hava sistemlerinde aşağıdaki KPI’ların sürekli izlenmesi önerilir:

• kWh/Nm³ basınçlı hava
• kWh/ton ürün
• Sistem basıncı
• Kompresör yük oranı
• Boşta çalışma oranı
• Kompresör verimi
• Basınç düşümü
• Kaçak oranı
• Çiy noktası
• Filtre diferansiyel basıncı
• Debi
• Atık ısı geri kazanım miktarı
• Kompresör çalışma saati
• Bakım periyotları

Bu göstergeler birlikte değerlendirildiğinde yalnızca enerji tüketimi değil, sistem güvenilirliği ve bakım performansı da etkin şekilde izlenebilir.

ENERVIS Güvenlik Notu

Basınçlı hava sistemlerinde gerçekleştirilecek enerji etütleri sırasında yüksek basınçlı hava hatları, basınçlı kaplar, kompresörler, elektrik panoları ve döner ekipmanlar önemli riskler oluşturmaktadır.

Ultrasonik kaçak tespitleri sırasında basınçlı boru ve bağlantı elemanlarına fiziksel müdahalede bulunulmamalıdır. Bakım veya ölçüm öncesinde ilgili ekipmanların basıncı güvenli şekilde tahliye edilmeli ve kilitleme/etiketleme (LOTO) prosedürleri uygulanmalıdır.

Kompresör odalarında yüksek sıcaklık, yüksek gürültü ve hareketli parçalar dikkate alınmalı; elektriksel ölçümler yalnızca yetkili personel tarafından uygun kişisel koruyucu donanım kullanılarak gerçekleştirilmelidir. Basınçlı kapların periyodik kontrolleri yürürlükteki mevzuata uygun olarak düzenli şekilde yapılmalıdır.