KOMPRESÖRLER

tarafından **ewrelife SUPERVISOR** Perş. Tem. 16, 2009 5:57 pm

KOMPRESÖRLER

Kompresör
: Bir gazın basınca karşı
akışını sağlayan makina; mekanik kuvveti ve hareketi pnömatik akışkan
kuvvetine dönüştürür. Özel olarak: Motorlarda (özellikle uçak motorlarında)
yakıtın yüksek verimle yanmasını sağlayan sıkıştırılmış havayı yanma
odalarına veren (uçakların turbinli motorlarında türbinle birlikte, türbinin
önünde kullanılan) kanatlı eksenel (turbo) kompresör. Genelde, basınçlı hava
makinalarını ve aletlerini çalıştıran basınçlı havayı üreten makina.

Hava
Kompresörü: Atmosferden
emdiği havayı kapalı bir kaba veya sisteme basarak sıkıştıran makina. Hava
kompresörleri genelde kendilerini süren motordan aldıkları
enerjinin %19-27'sini basınç enerjisine (Basınç*Debi=Kuvvet*Hız=Güç)
dönüştürürken, kalan kısım ısıya dönüşür ve çevrimin sürekliliğini
sağlayabilmek için, kompresyon esnasında oluşan bu ısının hava veya su
soğutmasıyla sistemden atılması gerekir. Basınçlı hava üreten kompresörlerin
enerji verimi (elektrik ve hidrolik güç kaynaklarına kıyasla) düşük olmasına
rağmen, esnek (şartlara uyan, mekanik sıkışmadan dolayı mekanizmayı tahrip
etmeyen) kullanım olanaklarından dolayı, hava dışında akışkanın enerji
kaynağı olarak kullanılamadığı (tekstil makinaları gibi makinalar, boya
tabancaları v.s. aygıtlar) yerlerde, prosesin hava ihtiyacı olan (cam
imalatı, hava ile püskürtme v.s.) yerlerde, elektrik ve hidrolik (yağla
çalışan pistonlar v.s.) güç kaynaklarına üstünlüğü nedeniyle, basınçlı hava
kullanılır. Basınçlı hava ile çalışan makinaların genel olarak çalışma
basıncı 6 bar (manometre basıncı) olup, boya tabancaları ve diğer bazı
aletler daha düşük basınçta çalışır. 6 bar hava kullanan sistemleri besleyen
kompresörlerin 7-8 bar basınç kapasiteli olması gerekir ve genelde bu
basınçta kompresörler kullanılır. Kompresörlerin bastığı hava içinde yoğuşan
su ve kompresörden gelen/kaçan yağın tutulması için basınçlı hava filtreleri
ve basınçlı hava kurutucuları kullanılır. Temiz ve kuru basınçlı hava,
istenen basınç değerine regülatör adı verilen kısıcı/dengeleyici aygıtlarla
düşürülür ve mümkün olduğunca sabit basınçla, hava kullanan makinanın
aktuatörüne (pistonuna veya hava motoruna v.s.) verilir.

Kompresörlerin
(7 bar'da) özgül verimi, genel olarak, kW başına en az 0.13 m3/dk ve en çok
0.18 m3/dk'dır. Kompresörlerin kapasitesi tanımlanırken dizayn edildiği en
yüksek çalışma basıncı ve debisi ve motor gücü belirtilir. Örneğin: 10 HP
(7.5 kW) gücünde bir (vidalı, rotary screw) hava kompresörü, 7.5 veya 8 bar
çalışma basıncı için dizayn edilmişse, 7 bar'da 1.1-1.3 m3/dk hava basarken,
100 HP (75 kW) gücünde, 7.5 veya 8 bar çalışma basıncı dizaynlı kompresör, 7
bar'da 12-13.2 m3/dk hava basabilir. (Ne kadar hava basabileceği hava
kafasının -air end'in- performans grafiğinden anlaşılır ve bu değer bizzat
test edilerek doğrulanır. Örneğin: 80 kW güç çekerek, 13.5 m3/dk hava basan
kompresör, motoru 75 kW olsa dahi 100 HP sayılmaz, gerçekte 107 HP olur.
Kompresörleri bu şekilde fazla yüklemek, motorda ve kompresör içinde ısınma
problemi oluşturur, elektrik maliyetini artırır, kompresör ömrünü kısaltır.
Kompresörleri tanımlarken bu tür hileleri dikkate almak gerekir ki,
fiyat-maliyet hesabı yanlış olmasın)

Bazı
durumlarda (Örneğin: Pet şişe imalatı için) 7-13 bar arası normal kompresör
basınçları imalatta yeterli olmaz ve yüksek basınç kompresörleri veya booster
denen basınç yükseltici ikinci bir kompresör kullanarak, 40 bar veya daha
yukarı basınçlı proses havası temin edilir.

Kompresör Çeşitleri

Havayı
sıkıştırma (Sıkıştırmada kullanılan hacim değişimi) prensibi açısından,
kompresörler ikiye ayrılır:

1- Pozitif
Yerdeğiştirmeli Kompresörler. Havayı hapsederek öteleyen ve gittikce küçülen
bir hacime (veya basınca karşı) sürerek basıncını artıran kompresörler.
Bunlar, başlıca: Pistonlu, Vidalı ve Paletli/Kanatlı kompresörlerdir. Ayrıca,
düşük basınçta kullanılan, birbirine geçen iki rotorlu diğer tip kompresörler
ve özel maksatlı diyafram kompresörler bu sınıfa dahildir.

2- Dinamik
Kompresörler. Havayı hızlandırarak oluşturduğu basınç farkıyla emip, çıkışına
basan kompresörlerdir. Bu kompresörlerde dönen kanatların hız kazandırdığı
hava önde veya içeride boşluk/vakum oluştururken, arkada veya dışarıda
yığılma dolayısıyla basınç oluşur. Önden emip arkaya basanlara eksenel
kompresör denir; içten emip dışa basanlara radyal kompresör denir. Bazı
kompresörler eksenel ve radyal kompresörün karışımıdır. Düşük basınçlı
eksenel kompresörlerin kanatlarına veya rotoruna fan veya pervane denilmektedir.
Yüksek basınçlı (>0.5 bar) radyal veya radyal-eksenel karışımı
kompresörlerin basınç oluşturan elemanına "Impeller" veya Türkçe
"İmpeller" denir. Bu tip (santrifüj-türbo) kompresörlerin
impeller'ları (impellerleri) emişinin olduğu ön/orta taraftan emdiği havayı
(hızlandırıp), çıkışının olduğu dış/arka tarafa savurarak (santrifüj
kuvvetle) sıkıştırır. Uçak motorlarının kompresörleri eksenel kompresördür.
Radyal fan diye bildiğimiz fanlar düşük basınçlı radyal kompresörle aynı
prensibe sahiptir, sadece tek kademelidirler; o nedenle kompresör denmez
(düşük basınçtan dolayı), fan denir. Turbo/Türbo veya Santrifüj (Centrifugal)
kompresörler eksenel-radyal karışımı dinamik hava kompresörleri olup, 7 bar
cıvarında, 20-30 m3/dk veya 180-220 HP güçten itibaren vidalı kompresörlere
karşı debi ve maliyet avantajı üstünlüğü sağlar. Dinamik kompresörler yağsız
kompresörlerdir.

Pozitif
yerdeğiştirmeli kompresörler yağsız veya yağlı (yağlamalı, yağ soğutmalı veya
yağ yardımıyla sıkıştırmalı) olabilir. Yağlı kompresörlerde yağın havadan
ayrılması için yardımcı donanım kullanılır. Dinamik/Turbo kompresörler hariç,
yağlı kompresörler yağsız kompresörlerden daha uzun ömürlü ve daha verimli
çalıştıklarından (ve yağsız kompresörler genelde daha pahalı olduğundan), yağsız
hava istenen prosesler hariç, yağlı kompresör tercih edilir. Vidalı
kompresörler 7-10 bar arasında, 1.5-2.5 m3/dk ve 15-20 HP'den sonra pistonlu
kompresörlerin yerine tercih edilir. Daha küçük güçlerde pistonlu, paletli
(rotary vane) veya diyaflı kompresörler daha ucuz ve daha kullanışlı
olabilir. Küçük güçlerde vidalı kompresör pistonlu kompresörden pahalı
olmasına rağmen, sessiz / gürültüsüz çalıştığı ve sabit debili hava bastığı
için tercih edilebilir.

Tipik
bir Kompresör Tesisini Oluşturan Makina ve Aygıtlar:

1. Kompresör

2. Hava Tankı

3. Ön Filtre

4. Genel
Maksatlı Filtre

5. Basınçlı Hava
Kurutucusu

6. Hassas Filtre

VİDALI
KOMPRESÖR

Hava kompresörü
basınçlı hava ile çalışan makina ve aletlerin ihtiyaç duyduğu basınçlı havayı
üretir. Çeşitli kompresör tipleri olmakla birlikte, genellikle, 10 HP - 340
HP arasında vidalı kompresörler tercih edilir. 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 separaör 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/tavsiye ettiği gibi yapılmalıdır. Hararet yapan,
yağsız çalışan veya yüksek sıcaklıkta çalışan kompresör arıza yapar veya
kompresör ünitesinin parçalarının hizmet ömrü kısalır.

tarafından **ewrelife SUPERVISOR** Perş. Tem. 16, 2009 5:57 pm

Hava
Tankı:

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.

Ön
Filtre:

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/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 farkını/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 içindeki suyu/nemi yoğuşturmak
ve sonra sıvı 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. [ Kullanma
kılavuzlarını okuyun, kompresör yerleşim şemalarına bakın. ]

Hassas Filtre:

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/kaplamada 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/yerleştirilir.
Aktif karbon filtre hava içindeki dumanları tutabilir.

Aktif
karbon filtreden geçebilecek yağ miktarı 0.003 mg/m3 değerinden azdır. Hassas
filtrelerin elemanları basınç farkı/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.)

KOMPRESÖRLER

KOMPRESÖRLER

Geri: KOMPRESÖRLER