Hava patlaçları veya sadece patlaç olarak da
bilinen hava şokları, akış yardımcı cihazları olarak bilenen ürün ailesine
aittirler. Hava şokları, 30 yıldan uzun bir süredir, çimento üretimi, elektrik
enerjisi üretimi, kömür, metal ve metal olmayan madencilik ve kağıt ve kağıt
hamuru üretimi gibi endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Hava şoku uygulamaları, hareketsiz dökme malzemelerin depolama teknelerinden boşaltılmasından, yüksek sıcaklıktaki gaz kanallarının temizlenmesine kadar çeşitlilik gösterir. Hava şoku sistemleri zaman içinde, malzeme akışındaki sorunlara etkili bir çözüm olduklarını kanıtlamışlardır.
Çimento endüstrisinde, hava şokları bir çok uygulamada kullanılmıştır; bunlar arasında birikmelerin ortadan kaldırılması ve yükseltici kanallar, besleme boruları, fırın girişleri ve siklonlar gibi noktalardaki ön ısıtıcı kulelerindeki tıkanıklıkları temizlemek bulunmaktadır. Ayrıca, cüruf soğutucularında ve malzeme transfer şutları ve depolama bunkerlerinde yoğun olarak kullanılmaktadırlar.
HAVA ŞOKU İŞLEMİNİN ESASLARI
En basit şekildeki hava şoku, hızlı tepkili, yüksek akışlı bir valf ve bir basınç teknesi veya tanktan oluşur. İş, tanktaki sıkıştırılmış hava (veya diğer inert gaz), valf tarafından anında serbest bırakıldığında gerçekleştirilir.
Tipik bir hava şoku uygulamasında 700 litre serbest hava, 100 litrelik bir tankta 7 bara kadar sıkıştırılır. Hava şoku valfi; bir solenoid valf, tutulan basıncı serbest bırakıncaya kadar, hava besleme basıncının, valfi kapalı tutacağı şekilde tasarlanmıştır. Hızlı tepkili valf tetiklendiğinde, valf, bu tank hacmini, 300 milisaniyeden daha az bir zamanda serbest bırakır ve tekneye veya kanala giden duvarın içinden takılan nozulun çıkışındaki yüksek büyüklükte bir kuvvet yaratır. Bu kuvvet, tekne veya kanaldan malzeme veya gaz akışını iyileştirmek amacıyla, oluşan birikme ve tıkanıkları parçalamak için kullanılır. Çalışma basıncı, tank hacmi, valf tasarımı ve nozul tasarımı değiştirilerek, farklı patlatma özellikleri elde edilebilir.
Hava şoku uygulamasının genel kuralları şunlardır:
1.Daha etkin valf tasarımı, daha yüksek patlama kuvvetleri sağlar,
2.Daha yüksek çalışma basınçları, daha yüksek patlama kuvvetleri sağlar,
3.Daha büyük tanklar, daha uzun patlama süreleri sağlar,
4.Nozullar uygulamaya uyacak şekilde patlamayı yayar veya doğrudan iletir.
Bir hava şoku ile üretilen en yüksek (pik) kuvvetler, valf açıldıktan sonra dakikanın ilk birkaç bini sırasında meydana gelir. İşi gerçekleştirmek için yüksek kuvvetli çıkışın gerekli olduğu uygulamalarda, yararlı enerji, dakikanın bu ilk birkaç bini sırasında salınır. Sıkıştırılmış havanın daha sonraki tahliyesi, artık enerjidir.
HAVA ŞOKU SİSTEMLERİNİN MALİYETİ
Hava şoku sistemleri genellikle tesisin hava sistemine bağlantılıdır ve bu sıkıştırılmış hava kaynağını diğer ekipman ve prosesler ile paylaşır. Diğer işletmelerde hava şoku sistemi, özel bir kompresör tarafından tedarik edilir. Bunun nedeni, tesisin bir hava sisteminin olmaması veya hava şoklarının hava gereksinimlerinin, mevcut tesis hava sistemi kapasitesini aşması olabilir. Patlama kuvvetleri, hava şokunun besleme basıncı ile doğrudan değişiklik gösterir; bu nedenle, sıkıştırılmış hava sistemi, gerekli olan basınç ve hacmi sağlayamadığında hava şoku sisteminin performansı düşer.
Sıkıştırılmış hava, enerjinin göreceli olarak pahalı bir kaynağıdır. Bir tesiste kullanılan sıkıştırılmış havanın kesin maliyetini bilmek zor olmakla birlikte, Amerikan hükümeti, 2000 farklı hesaplama ile 28 m3 hava başına maksimum $0,30 USD olarak tahminde bulunmuştur. Enerji maliyetleri son sekiz yılda o tahminden artmıştır ve büyük olasılıkla artmaya devam edecektir. Enerji fiyatları artmaya devam ettikçe, hava şoku sistemlerinin sıkıştırılmış hava tüketimini azaltacak yöntemler bulmak daha da önemli bir hale gelmektedir.
YENİ SİSTEM KURULUMLARI
Gelişmiş valf teknolojisi ile havayı daha etkin kullanın
Sıkıştırılmış havanın kullanımını azaltmanın yollarından biri, etkin valf teknolojisi kullanan bir hava şoku seçmektir. Besleme basınçları eşit olduğunda, daha küçük tanklara monte edilen daha etkin valfler, daha büyük tanklara monte edilen daha az etkin valflerden daha yüksek patlama kuvvetleri oluşturacaktır. Sıkıştırılmış hava tasarruflarındaki bu sonuçlar, tank hacimlerindeki farka eşittir. Daha etkin valfin çalışma basıncı, daha az etkin valfin pik patlama kuvveti ile aynı kuvveti sağlayacağı noktaya düşürüldüğünde, bu sıkıştırılmış hava tasarrufları daha da artacaktır.
Bir gerçek dünya örneği olarak Martin Engineering’in iki hava şoku modelini verebiliriz. 2007 yılında piyasaya sunulan ve Martin Engineering’in en yeni valf tasarımını kullanan Big Blaster Hurricane, on yıl önce piyasaya sunulan Big Blaster XHV tasarımının sıkıştırılmış hava hacminin yarısını kullanarak, patlama kuvveti çıkışının yaklaşık iki katını üretmektedir. Şayet iki tasarım da aynı patlama kuvveti çıkışını sunsaydı, Big Blaster Hurricane tasarımı, yaklaşık yarısı kadar hava basıncında çalışacak ve sıkıştırılmış hava tüketimini, Big Blaster XHV hava şokunun kullandığının yaklaşık dörtte birine daha azaltacaktı.
Daha gelişmiş valfi olan hava şoku sisteminin seçilmesi, başlangıçta biraz daha maliyetli olacaktır, ancak hava tasarrufları, sistemin ömrü boyunca bu farkın çok daha fazlası geri ödeyecektir.
MEVCUT HAVA ŞOKU SİSTEMLERİNİN YÜKSELTİLMESİ
Valf ara patlamayı kapatarak havadan tasarruf etmek
Halihazırda tesislerde çalıştırılmakta olan hava şoku sistemleri de yeni hava tasarrufu teknolojisinden faydalanabilir. Martin Engineering’in Big Blaster XHV Tornado hava şokları, hacmin yaklaşık %50’si boşaltıldıktan sonra valfi kapatacak olan bir Piston Geri Dönüş Rezervuarı ile donatılabilir. Süzgeç kutusu (canister) olarak da bilinen Piston Geri Dönüş Rezervuarı, hava şokunun hızlı egzoz valfinin boşaltılmasını anlık olarak durduran pnömatik bir cihazdır. Bu durdurma, valf basıncının, tank basıncına eşit olmasını sağlayarak, tank hala yarım basınçlı iken, dönüş yayının, pistonu kapatmasına imkan tanır. Hava şokunun pik kuvveti, bu prosesten etkilenmez; yani, sıkıştırılmış havanın sadece yarısı kullanılarak aynı iş miktarı yapılabilir.
Başka bir deyişle, bir Piston Geri Dönüş Rezervuarı ile donatılan bir hava şoku, aynı güçteki ilk patlamayı üretir, ama patlamanın süresi, artçısı azalır. Bunun yerine, hava şoku tankında biraz hava kalır ve ilk çıkış kuvvetini azaltmadan toplam hava tüketimini en aza indirir. Hava şokunun ana hava tankı hiçbir zaman tamamen boşalmadığı için, her boşaltmadan sonra tankı doldurmak için gereken hava miktarı azalır.
Tipik bir hava şoku patlamasının kuvvet ve basınç eğrileri. Valf açıldıktan sonra, patlama kuvveti çıkışı, en yüksek noktasına (pik) ulaşır ve tank basıncı sıfıra yaklaştıkça azalır.
BİR YÜKSELTME VAKASI TARİHÇESİ
Bir çimento tesisi, kireç ocağı primer kırıcısında dört adet BB4-2030 Big Blaster XHV Tornado hava şoku çalıştırıyordu. Ateşlemeler arasında hızlı bir 30 saniyelik döngü süresi olan bu sistem, 6.5 bar’da, dakikada 0,2 m3 serbest hava gerektiriyordu.
İşletme koşulları, ek temizleme kapasitesine ihtiyaç duyduğunda, kırıcı sistemine dört Big Blaster XHV Tornado hava şoku eklendi. Ancak, tesisin sıkıştırılmış hava sistemi, yeni hava şoklarının talep ettiği hava akışındaki %35’lik artışı destekleyemedi ve sistemin basıncı 4.5 bar’a düştü. Hava şoku sisteminden çıkan kuvvet çıkışı da %30 azalarak, sistemin temizleme performansını olumsuz yönde etkiledi. Kısacası, tesis ek hava şokları eklemişti, ancak eklenen hava tüketimi nedeniyle, tüm hava şoku sisteminin performansı azalmıştı.
Bu sorunu çözmek için her bir orijinal BB4-2030 Big Blaster XHV Tornado hava şokuna Piston Geri Dönüş Rezervuarları eklenerek, sıkıştırılmış hava talebi yarıya indirildi. Sonuç olarak, çalışma basıncı tekrar 6.5 bar’a yükseldi ve hava şoklarının kuvvet çıkışı %30 arttı. Bu da sisteme, zorlu malzeme birikmelerini ortadan kaldırma ve üretimi sorunsuz bir şekilde devam ettirme imkanı sağladı.
HAVA ŞOKU ETKİNLİĞİNİN İYİLEŞTİRİLMESİ, KARŞILIĞINI VERİR
Hava maliyetlerini azaltmak için hava tüketimini azaltın.
Yeni hava şoku kurulumlarında, Martin Engineering’in Big Blaster XHV Tornado hava şoku valfi gibi etkin bir valfin seçilmesi, etkili bir malzeme hareketi ve daha az sıkıştırılmış hava kullanımı sağlayacaktır.
Yeni hava şoku projeleri için etkin bir valf teknolojisini seçmenin ve mevcut hava şoku sistemlerinin yükseltilmesinin faydaları şunlardır: Daha az enerji maliyetleri, daha iyi hava şoku performansı ve tesisteki diğer prosesler için daha fazla sıkıştırılmış hava kapasitesi.
Hava şoku uygulamaları, hareketsiz dökme malzemelerin depolama teknelerinden boşaltılmasından, yüksek sıcaklıktaki gaz kanallarının temizlenmesine kadar çeşitlilik gösterir. Hava şoku sistemleri zaman içinde, malzeme akışındaki sorunlara etkili bir çözüm olduklarını kanıtlamışlardır.
Çimento endüstrisinde, hava şokları bir çok uygulamada kullanılmıştır; bunlar arasında birikmelerin ortadan kaldırılması ve yükseltici kanallar, besleme boruları, fırın girişleri ve siklonlar gibi noktalardaki ön ısıtıcı kulelerindeki tıkanıklıkları temizlemek bulunmaktadır. Ayrıca, cüruf soğutucularında ve malzeme transfer şutları ve depolama bunkerlerinde yoğun olarak kullanılmaktadırlar.
HAVA ŞOKU İŞLEMİNİN ESASLARI
En basit şekildeki hava şoku, hızlı tepkili, yüksek akışlı bir valf ve bir basınç teknesi veya tanktan oluşur. İş, tanktaki sıkıştırılmış hava (veya diğer inert gaz), valf tarafından anında serbest bırakıldığında gerçekleştirilir.
Tipik bir hava şoku uygulamasında 700 litre serbest hava, 100 litrelik bir tankta 7 bara kadar sıkıştırılır. Hava şoku valfi; bir solenoid valf, tutulan basıncı serbest bırakıncaya kadar, hava besleme basıncının, valfi kapalı tutacağı şekilde tasarlanmıştır. Hızlı tepkili valf tetiklendiğinde, valf, bu tank hacmini, 300 milisaniyeden daha az bir zamanda serbest bırakır ve tekneye veya kanala giden duvarın içinden takılan nozulun çıkışındaki yüksek büyüklükte bir kuvvet yaratır. Bu kuvvet, tekne veya kanaldan malzeme veya gaz akışını iyileştirmek amacıyla, oluşan birikme ve tıkanıkları parçalamak için kullanılır. Çalışma basıncı, tank hacmi, valf tasarımı ve nozul tasarımı değiştirilerek, farklı patlatma özellikleri elde edilebilir.
Hava şoku uygulamasının genel kuralları şunlardır:
1.Daha etkin valf tasarımı, daha yüksek patlama kuvvetleri sağlar,
2.Daha yüksek çalışma basınçları, daha yüksek patlama kuvvetleri sağlar,
3.Daha büyük tanklar, daha uzun patlama süreleri sağlar,
4.Nozullar uygulamaya uyacak şekilde patlamayı yayar veya doğrudan iletir.
Bir hava şoku ile üretilen en yüksek (pik) kuvvetler, valf açıldıktan sonra dakikanın ilk birkaç bini sırasında meydana gelir. İşi gerçekleştirmek için yüksek kuvvetli çıkışın gerekli olduğu uygulamalarda, yararlı enerji, dakikanın bu ilk birkaç bini sırasında salınır. Sıkıştırılmış havanın daha sonraki tahliyesi, artık enerjidir.
HAVA ŞOKU SİSTEMLERİNİN MALİYETİ
Hava şoku sistemleri genellikle tesisin hava sistemine bağlantılıdır ve bu sıkıştırılmış hava kaynağını diğer ekipman ve prosesler ile paylaşır. Diğer işletmelerde hava şoku sistemi, özel bir kompresör tarafından tedarik edilir. Bunun nedeni, tesisin bir hava sisteminin olmaması veya hava şoklarının hava gereksinimlerinin, mevcut tesis hava sistemi kapasitesini aşması olabilir. Patlama kuvvetleri, hava şokunun besleme basıncı ile doğrudan değişiklik gösterir; bu nedenle, sıkıştırılmış hava sistemi, gerekli olan basınç ve hacmi sağlayamadığında hava şoku sisteminin performansı düşer.
Sıkıştırılmış hava, enerjinin göreceli olarak pahalı bir kaynağıdır. Bir tesiste kullanılan sıkıştırılmış havanın kesin maliyetini bilmek zor olmakla birlikte, Amerikan hükümeti, 2000 farklı hesaplama ile 28 m3 hava başına maksimum $0,30 USD olarak tahminde bulunmuştur. Enerji maliyetleri son sekiz yılda o tahminden artmıştır ve büyük olasılıkla artmaya devam edecektir. Enerji fiyatları artmaya devam ettikçe, hava şoku sistemlerinin sıkıştırılmış hava tüketimini azaltacak yöntemler bulmak daha da önemli bir hale gelmektedir.
YENİ SİSTEM KURULUMLARI
Gelişmiş valf teknolojisi ile havayı daha etkin kullanın
Sıkıştırılmış havanın kullanımını azaltmanın yollarından biri, etkin valf teknolojisi kullanan bir hava şoku seçmektir. Besleme basınçları eşit olduğunda, daha küçük tanklara monte edilen daha etkin valfler, daha büyük tanklara monte edilen daha az etkin valflerden daha yüksek patlama kuvvetleri oluşturacaktır. Sıkıştırılmış hava tasarruflarındaki bu sonuçlar, tank hacimlerindeki farka eşittir. Daha etkin valfin çalışma basıncı, daha az etkin valfin pik patlama kuvveti ile aynı kuvveti sağlayacağı noktaya düşürüldüğünde, bu sıkıştırılmış hava tasarrufları daha da artacaktır.
Bir gerçek dünya örneği olarak Martin Engineering’in iki hava şoku modelini verebiliriz. 2007 yılında piyasaya sunulan ve Martin Engineering’in en yeni valf tasarımını kullanan Big Blaster Hurricane, on yıl önce piyasaya sunulan Big Blaster XHV tasarımının sıkıştırılmış hava hacminin yarısını kullanarak, patlama kuvveti çıkışının yaklaşık iki katını üretmektedir. Şayet iki tasarım da aynı patlama kuvveti çıkışını sunsaydı, Big Blaster Hurricane tasarımı, yaklaşık yarısı kadar hava basıncında çalışacak ve sıkıştırılmış hava tüketimini, Big Blaster XHV hava şokunun kullandığının yaklaşık dörtte birine daha azaltacaktı.
Daha gelişmiş valfi olan hava şoku sisteminin seçilmesi, başlangıçta biraz daha maliyetli olacaktır, ancak hava tasarrufları, sistemin ömrü boyunca bu farkın çok daha fazlası geri ödeyecektir.
MEVCUT HAVA ŞOKU SİSTEMLERİNİN YÜKSELTİLMESİ
Valf ara patlamayı kapatarak havadan tasarruf etmek
Halihazırda tesislerde çalıştırılmakta olan hava şoku sistemleri de yeni hava tasarrufu teknolojisinden faydalanabilir. Martin Engineering’in Big Blaster XHV Tornado hava şokları, hacmin yaklaşık %50’si boşaltıldıktan sonra valfi kapatacak olan bir Piston Geri Dönüş Rezervuarı ile donatılabilir. Süzgeç kutusu (canister) olarak da bilinen Piston Geri Dönüş Rezervuarı, hava şokunun hızlı egzoz valfinin boşaltılmasını anlık olarak durduran pnömatik bir cihazdır. Bu durdurma, valf basıncının, tank basıncına eşit olmasını sağlayarak, tank hala yarım basınçlı iken, dönüş yayının, pistonu kapatmasına imkan tanır. Hava şokunun pik kuvveti, bu prosesten etkilenmez; yani, sıkıştırılmış havanın sadece yarısı kullanılarak aynı iş miktarı yapılabilir.
Başka bir deyişle, bir Piston Geri Dönüş Rezervuarı ile donatılan bir hava şoku, aynı güçteki ilk patlamayı üretir, ama patlamanın süresi, artçısı azalır. Bunun yerine, hava şoku tankında biraz hava kalır ve ilk çıkış kuvvetini azaltmadan toplam hava tüketimini en aza indirir. Hava şokunun ana hava tankı hiçbir zaman tamamen boşalmadığı için, her boşaltmadan sonra tankı doldurmak için gereken hava miktarı azalır.
Tipik bir hava şoku patlamasının kuvvet ve basınç eğrileri. Valf açıldıktan sonra, patlama kuvveti çıkışı, en yüksek noktasına (pik) ulaşır ve tank basıncı sıfıra yaklaştıkça azalır.
BİR YÜKSELTME VAKASI TARİHÇESİ
Bir çimento tesisi, kireç ocağı primer kırıcısında dört adet BB4-2030 Big Blaster XHV Tornado hava şoku çalıştırıyordu. Ateşlemeler arasında hızlı bir 30 saniyelik döngü süresi olan bu sistem, 6.5 bar’da, dakikada 0,2 m3 serbest hava gerektiriyordu.
İşletme koşulları, ek temizleme kapasitesine ihtiyaç duyduğunda, kırıcı sistemine dört Big Blaster XHV Tornado hava şoku eklendi. Ancak, tesisin sıkıştırılmış hava sistemi, yeni hava şoklarının talep ettiği hava akışındaki %35’lik artışı destekleyemedi ve sistemin basıncı 4.5 bar’a düştü. Hava şoku sisteminden çıkan kuvvet çıkışı da %30 azalarak, sistemin temizleme performansını olumsuz yönde etkiledi. Kısacası, tesis ek hava şokları eklemişti, ancak eklenen hava tüketimi nedeniyle, tüm hava şoku sisteminin performansı azalmıştı.
Bu sorunu çözmek için her bir orijinal BB4-2030 Big Blaster XHV Tornado hava şokuna Piston Geri Dönüş Rezervuarları eklenerek, sıkıştırılmış hava talebi yarıya indirildi. Sonuç olarak, çalışma basıncı tekrar 6.5 bar’a yükseldi ve hava şoklarının kuvvet çıkışı %30 arttı. Bu da sisteme, zorlu malzeme birikmelerini ortadan kaldırma ve üretimi sorunsuz bir şekilde devam ettirme imkanı sağladı.
HAVA ŞOKU ETKİNLİĞİNİN İYİLEŞTİRİLMESİ, KARŞILIĞINI VERİR
Hava maliyetlerini azaltmak için hava tüketimini azaltın.
Yeni hava şoku kurulumlarında, Martin Engineering’in Big Blaster XHV Tornado hava şoku valfi gibi etkin bir valfin seçilmesi, etkili bir malzeme hareketi ve daha az sıkıştırılmış hava kullanımı sağlayacaktır.
Yeni hava şoku projeleri için etkin bir valf teknolojisini seçmenin ve mevcut hava şoku sistemlerinin yükseltilmesinin faydaları şunlardır: Daha az enerji maliyetleri, daha iyi hava şoku performansı ve tesisteki diğer prosesler için daha fazla sıkıştırılmış hava kapasitesi.
Pik çıkış kuvvetini azaltmadan mevcut hava şoku
sisteminin hava tüketimini azaltılmak amacıyla, Big Blaster XHV Tornado
hava şoklarına bir Piston Geri Dönüş Rezervuarı monte ederek patlamanın
süresini en aza indirebilirsiniz.
Hava şoklarının diğer modelleri, Big Blaster XHV Tornado valfi ve canister Piston Geri Dönüş Rezervuarı teknolojisi ile yükseltilerek hava tasarrufunun avantajlarını sunabilir.
Hava şoklarının diğer modelleri, Big Blaster XHV Tornado valfi ve canister Piston Geri Dönüş Rezervuarı teknolojisi ile yükseltilerek hava tasarrufunun avantajlarını sunabilir.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder