MDF Üretiminde Kullanılan Kızgın Yağ Pompalarının Enerji Verimliliğinin Artırılması

Siemens Türkiye Elektrik Mühendisi ve Enerji Verimliliği Uzmanı Sanayide üretim kapasitelerinin artmasıyla birlikte enerji tüketimini kontrol altına almak ve enerji tüketiminin maliyet ve çevre üzerindeki olumsuz etkilerini minimuma indirmek için en etkili yöntemlerden biri, enerji verimliliği uygulamalarıdır. Enerji yoğun bir sektör olan ağaç sektöründe de en yüksek enerji tüketiminin gerçekleştiği MDF üretim prosesine yönelik enerji verimliliği uygulamaları büyük bir önem taşıyor. Siemens bu doğrultuda bir çalışma yaparak MDF pres hattında kullanılan kızgın yağ sekonder pompalarında enerji tasarrufusağlamayı ve enerji verimliliğini artırılmayı amaçladı.

Kızgın yağ sekonder pompaları, MDF üretim hattında kullanılan pres bölgelerinin ısıtılması için kızgın yağın sirküle edilmesini sağlar. Bu çalışma, mevcut durumda presin maksimum kapasitede çalışmasına göre sabit debili bir şekilde dizayn edilmiş kızgın yağ sekonder devre pompalarının; presin ısıl ihtiyacına uygun şekilde değişken hız sürücüsü kullanılarak, değişken debili şekilde çalışmasını ve bu sayede enerji tasarrufu sağlamasını hedefliyor.

Bu kapsamda, örnek bir işletme için kızgın yağ sekonder devre pompalarında değişken hız sürücüsü kullanılmadan önce alınan ölçüm değerleri ve hesaplamaları ile aynı işletmede değişken hız sürücüsü kullanıldıktan sonra yapılan ölçüm ve hesaplamaları karşılaştırıldı. Böylece elde edilen tasarruf miktarı ve yatırımın geri ödeme süresi ortaya konuldu.

Verimlilik artırıcı bu proje, MDF üretim prosesinde pres bölgelerinin ısıtılmasında kullanılan kızgın yağ pompalarına değişken hız sürücü uygulaması ekleyerek sürücü ve otomasyon uygulaması etkinliğinin incelenmesini amaçlıyor.

Çalışma kapsamında incelemesi yapılan kızgın yağ sekonder devre pompalarının, preslerdeki bölmeleri ısıtmak amacıyla kızgın yağı sabit debide ve sürekli olarak bölmelere gönderdiği görüldü.

Tesis kurulumu sırasında bu pompaların, maksimum MDF kalınlığının ihtiyaç duyduğu ısı miktarını karşılamak üzere kızgın yağın sirkülasyonunu sağlayacak kapasitede seçildiği gözlemlendi. Bu durum, pompaların sürekli olarak maksimum kapasitede ısıtma ihtiyacını karşılayacak şekilde çalışmasına neden olur. Yapılan ölçümler sonucunda ise kızgın yağ sekonder devre pompalarının sağladığı sirkülasyon debisinin, prosesin ihtiyaç duyduğu debinin çok üzerinde olduğu görüldü. Bu kapsamda yüksek sirkülasyon debisini, değişken hız sürücüsü ile ayarlayarak gereğinden fazla kızgın yağın sirküle edilmesini engellemek ve bu yolla enerji sarfiyatını azaltmak hedeflendi.

Birincil enerji kaynakları birim fiyatlarının, dünyamızda meydana gelen olaylara bağlı olarak ani değişimler göstermesi, bununla birlikte bu kaynaklardaki enerjinin zamanla azalması ve enerji maliyetlerinin ülkelerin en büyük giderlerinden biri olması enerjiyi maksimum verimle kullanmayı zorunluluk haline getiriyor. Enerjinin verimli kullanılması için de öncelikle kayıp enerji miktarları yok denecek düzeye indirilmesi gerekiyor.

Bu çalışmada incelenen MDF Fabrikası’nda enerji verimliliğini artırmak amacıyla pres hattında kullanılan beş adet kızgın yağ sekonder devre pompasının yol açtığı enerji kayıplarının önüne geçildi. MDF üretim hattında kullanılan pres bölgelerinin ısıtılması için gerekli kızgın yağı sirküle ettiren kızgın yağ, sekonder devre pompalarında değişken hız sürücü uygulaması yapılarak çalıştırıldı ve bu sayede elde edilen enerji verimliliği irdelendi.
 

Endüstride kullanılan pompa ve fanların, proseslerin ihtiyacını karşılayacak kadar çalıştırılmasıyla kayda değer oranda enerji tasarrufları sağlanabilir. Çalışma kapsamında incelemesi yapılan kızgın yağ sekonder devre pompalarının preslerdeki bölmeleri ısıtmak amacıyla kızgın yağı sabit debide ve sürekli olarak bölmelere gönderdiği görüldü.

Tesis kurulumu sırasında pompa kapasite seçimleri yapılırken prosesin maksimum kapasitesinde ve maksimum MDF kalınlığında ısıtma ihtiyacını karşılayacak kızgın yağ sekonder pompaları seçildi. Ancak üretim ortalamalarına bakıldığında pres hattı kapasitesinin tam olarak kullanılamaması nedeniyle, kızgın yağ pompalarının üretim şartlarına göre büyük geldiği gözlemlendi.

Bu durum kızgın yağ sekonder devre pompalarının sahip olduğu sirkülasyon debisinin prosesin ihtiyacının çok üzerinde olduğun gösteriyor. Değişken hız sürücüsü uygulaması ile gereğinden fazla yağın, kızgın yağ pompaları ile sirküle ettirilip pompalarda enerji sarfiyatına neden olması engellenerek sirkülasyon, sabit debi yerine prosesin ihtiyacına göre ayarlanabilir.

Bu kapsamda MDF pres hattında kullanılan beş adet pompadan oluşan kızgın yağ sekonder devre pompa grubunun kontrolü, otomasyon kontrollü frekans sürücüler ile sağlandığında oluşacak enerji tasarrufu hesaplandı.
 

Uygulama sonrası için fizibilite hesaplarında öngörülen değerler ile uygulama sonrasında gerçekleştirilen ölçümlerle elde edilen fiili değerler aşağıdaki tabloda karşılaştırılıyor. Kızgın yağın giriş ve çıkış sıcaklık farkları hedeflenen düzeye geldiği zaman her bir pompanın çektiği güç ölçülerek, fizibilite hesaplarında hesaplanan teorik değerleri doğruladığı görüldü.

Pres hattı kızgın yağ sekonder devre pompalarında uygulama öncesinde beş pompada gerçekleşen fiili güç tüketimi toplamının 238 kW olduğu görüldü. Otomasyon kontrollü frekans sürücü uygulamasının sonrasında fizibilite hesaplamaları sonucunda hedeflenen güç tüketiminin, beş adet pompa motorunun toplamında 112 kW güce düşeceği hesaplandı. Uygulama sonrası gerçekleştirilen fiili ölçümlerde ise güç tüketimi, hedeflenenden daha düşük, 107 kW olarak gerçekleşti.

Uygulama öncesindeki güç tüketiminin 238 kW olduğu düşünüldüğünde saatte ortalama 131 kWh elektrik tasarrufu sağlandığı görülüyor.
 

Resim 1: Uygulamada Kullanılan Değişken Hız Sürücüsü (G120)

Hakan Olcay – Siemens Türkiye Makine Mühendisi ve Enerji Verimliliği Grup Yöneticisi,
Mert Kalpar – Siemens Türkiye Makine Mühendisi ve Enerji Verimliliği Uzmanı,
Fatih Çetin – Siemens Türkiye Elektrik Mühendisi ve Enerji Verimliliği Uzmanı

Kaynak: