Son yıllarda, enerji verimliliğinin önemi giderek daha önemli hale geldi. Gündelik hayatlarımızda karbon ayak izimizi minimize etmek için hayatımızı yeniden şekillendirmeye başladık. Enerjinin büyük bir bölümünü kullanan sanayilerde ise enerji tasarrufu artık bir bilinç ve görev olmaktan çıkıp hayati önem taşıyan bir zaruriyet haline gelmiştir. Tüm işletmelerde enerji maliyetlerinin azaltılmasına ihtiyaç vardır. Bu, mevcut enerjiyi hiç kullanmamak değil, aynı işi daha az enerji tüketimiyle yapabilmektir.
Endüstriyel tesisler tarafından enerji verimliliği stratejileri uygulanırken Türkiye’de endüstriyel tesislerin enerji kullanımı toplam tüketimin %41’e yakındır. Son yıllarda yapılan analizlere göre basınçlı hava endüstriyel tesislerin en önemli kalemlerinden birini oluşturuyor.
Sektörel bazda farklılıklar gösterse de özellikle demir-çelik, tekstil, cam, kimya, otomotiv, çimento sanayilerinde basınçlı hava üretimi için tüketilen enerji en büyük enerji maliyeti kalemleri arasındadır.
Bu çalışmamızda Türkiye’nin demir-çelik sektöründe en önemli üreticilerinden olan TOSYALI TOSÇELİK Osmaniye tesislerindeki mevcut basınçlı hava sisteminde yapılan iyileştirmeyi TOSÇELİK yetkilileriyle beraber işledik.
1994 yılından bu yana demir çelik sektöründe faaliyet gösteren Tosyalı Holding’in TOSÇELİK Osmaniye tesislerindeki mevcut basınçlı hava sisteminde yapılan iyileştirme ile yıllık 8 MİLYON TL tasarruf sağlandı. Ayrıca yılda 15.000 ton karbonun atmosfere salınımını da engelleyerek karbon ayak izinde azalma gerçekleştirildi. Enerji verimliliği başlığını en iyi işleyen sektörlerden biri olan Demir&Çelik sektöründe, öncü oyuncu Tosçelik işletmelerinde bu bilinç her bir işleyişte uygulanmakta.
Verimlilik çalışmasına öncülük eden Tosyalı Holding Yönetim Kurulu Başkanı ve Üyelerine, IHI DALGAKIRAN Yönetimine, Tosçelik AR&GE ve Enerji Müdürlüğü ve Yardımcı İşletmeler Müdürlüğü departmanlarındaki tüm yetkililere teşekkür ederiz.
TOSÇELİK Osmaniye tesisinde tüm tesis bağımsız kompresör odalarından ve basınçlı hava tesisatlarından beslenmekteydi. Tesisi besleyen kompresör odalarında scada ve otomasyon sistemi bulunmamaktaydı.
Tesisler birbirinden bağımsız basınçlı hava üretimi ve tüketimleri olduğundan, ihtiyaçtan fazla sayıda yedekli kompresörler bulunuyordu. Bu da esnek çalışma imkanını ortadan kaldırıp fazla enerji ve bakım maliyetleri yaratıyordu.
Mevcut Kompresör parkuru ağırlıklı olarak, enerji verimliliği oldukça düşük olan tek kademeli, hava soğutmalı yağ enjekteli vidalı kompresörlerden oluşmaktaydı. Bakım ve işletme maliyetleri oldukça yüksek olan tesisteki vidalı kompresörlerdeki separatör, kurutucu ve hat filtreleri kayıpları ilave enerji kaybı olarak (yaklaşık 0,5 Barg) sisteme yansımaktaydı. Mevcut kompresör sistemleri, gerçekte ihtiyaç olan basıncın 1 Barg üstünde üretecek şekilde ayarlanmıştı. Bu da ilave enerji kaybı anlamına gelmekteydi. Buradaki enerji kaybını ölçümleyen Tosçelik Osmaniye tesisi AR&GE ve Enerji Müdürlüğü ve Yardımcı işletmeler Müdürlüğü yetkilileri kalıcı bir çözüm bulmak için IHI DALGAKIRAN Turbo Kompresör mühendisleriyle işbirliği yaptılar.
Tosçelik Osmaniye tesisindeki 4 ana fabrikada olan Çelikhane, Spiral boru fabrikası, Haddehane ve ERW tesislerinde 4 ayrı kompresör odası bulunmaktadır. Bu odalarda 3 adet turbo kompresör ve 18 adet yağ-enjekteli vidalı kompresör tesislerin ihtiyacı olan basınçlı havayı üretmektedirler.
Her bir kompresör odasında vardiya başına 1 personel olmak üzere toplam 12 personel çalışmaktadır.
Tesislerin toplam ortalama tüketimi olan 49,645m3/saat = 41,595 Nm3/saat basınçlı havayı üreten kompresörler şebekeden saatte 5722 kW enerji tüketmektedirler.
Gerçek İhtiyacı Belirleme
Mevcut kompresör parkurunu çalıştıktan sonra ilk yapılan iş tesisin gerçek basınçlı hava ihtiyacını hesaplamak oldu. Bunun için de öncelikli olarak aşağıda belirtilen adımlar incelendi;
Temel önceliğimiz tesisi tek bir basınçlı hava tesisatında birleştirmek oldu. Osmaniye’deki tesiste birbirine yakın ama bağlı olmayan bir yerleşkede bulunan ÇELİKHANE, HADDEHANE ve SPİRAL BORU tesislerinin basınçlı hava sistemlerini merkezi tek bir kompresör odasından beslenmesi için fizibilite çalışmaları yapıldı. Ardından Tosçelik tesis yetkililerinin de önerileriyle karar verilen yeni kompresör odasından belirtilen tesislere basınçlı havanın uygun tesisatlar ile minimum basınç kaybı ile taşınması kararlaştırıldı.
Mevcut Parkurdaki Kompresörlerin Çalışma Basıncı: 7 Barg. Nihai tüketim noktasındaki çalışma basıncı ise 6,0 Barg’ye düşmekteydi. Mevcuttaki kompresörlerin çalışma basıncı 7 Barg iken gerçek ihtiyaç ve hatta giren havanın basıncı hat filtreleri ve kayıplardan dolayı 6,0 Barg’ye düşüyordu. Yani tesisin asıl ihtiyacı olan 6 Barg’lik havayı elde etmek için kompresörler 7 Barg’de çalışmaktaydı. Mevcut kompresör sistemi ağırlıklı olarak yağ enjekteli vidalı kompresörlerdi ve bu da hem kurutucularda, hem hat filtrelerinde hem de basınçlı hava taşıma sisteminde kayıplar yaratmaktaydı. Basınçlı Hava ana tesisatının tasarımında baz alınan debi parametresi (nominal debi 49,645 m3/saat olsa bile, ilave kapasite artış potansiyeli baz alınarak), basınçlı hava tesisatı için tasarım debisi 72,000 m3/saat baz alınmıştır.
En uzak nokta arasındaki Nominal Boru Boyu: 1000m
SONUÇ: Ana Hatlarda ölçülebilecek en düşük basınç: 6,1 Bar g olarak hesaplandı ve IHI DALGAKIRAN Turbo Kompresörlerinin nominal çalışma basıncı 6,3 Barg’ye set edildi.
Müşteriye özel turbo kompresör çözümleri sunan IHI DALGAKIRAN uzman mühendis kadrosuyla Tosçelik Osmaniye tesis ihtiyaçlarına uygun doğru kompresörlerin seçimini yaparken sadece tesisin ihtiyaç duyduğu basıncı değil, çevresel faktörleri de hesaplayarak tesis için en optimum çözümü sundu. Bu hesaplamalar yapılırken aşağıdaki değişkenlerin her biri tesis yetkilileriyle birlikte hesaplanarak doğru kompresör seçimine ulaşılmıştır.
Tosçelik Osmaniye tesisi için toplamda 5 adet IHI DALGAKIRAN T serisi TRE Model turbo kompresör seçimi yapıldı. Seçilen her bir turbo kompresörün debi modülasyonü 166 m3/dk ile 127 m3/dk (@6,3 Barg) aralığındadır. Seçilen TRE Model turbo kompresörler 800 kW gücünde ve alçak gerilim 400 V ile beslenmektedir.
Tesisteki tüm IHI DALGAKIRAN turbo kompresörleri ana elektrik hattındaki elektriksel gerilmeyi minimize eden IHI DALGAKIRAN Turbo Intelligence yumuşak yol verici ile kalkış yapacaktır.
IHI DALGAKIRAN T Serisi TRE Model turbo kompresörlerde yumuşak yol verme panosu standarttır.
Her bir kompresörün çıkışında Tüm basınçlı hava kurutucuları 5 adet DALGAKIRAN Marka DK260W modeli su soğutmalı kurutucular ile değiştirilmesi planlandı. Bu sayede basınçlı hava kurutma işleminde yüksek enerji verimlili sağlanırken, mevcut sistemde görülen yüksek basınç kayıplarının da önüne geçilmiş oldu akabinde kompresör çıkış basıncı 6,3 Bar g seviyelerine çekerek ilave enerji tasarrufu da sağlandı. Osmaniye tesislerinin basınçlı hava sisteminde “CLASS 0” yağsız hava kalitesinde ve kuru hava temin edildi.
Kompresör odasına Grup Kontrol ve Scada otomasyon sistemleri kullanılarak ilave enerji tasarrufu, işletme maliyetlerinde düşüş ve Endüstri 4.0 ile uyumlu bir sistem haline getirildi. Bu sayede tüm tesisin basınçlı hava tüketimlerine ve maliyetlerine tek bir ekrandan erişim olanağı sunuldu.
Tüm IHI DALGAKIRAN Turbo kompresörleri ve diğer kompresörlerin birbirine entegre çalıştırılmasını kontrol eden GCP, işletmenin hava tüketimine göre kompresör kapasitelerini belirleyerek enerji tasarrufu gerçekleştirmektedir.
Tesiste GCP’ye bağlı tüm kompresörler için eş yaşlanma işlevi sağlayan IHI DALGAKIRAN Turbo Intelligence grup kontrol panelini Tosçelik Osmaniye tesisindeki mevcut Scada sistemine entegre edildi.
Tesis yöneticileriyle ortaklaşa yürüttüğümüz bu çalışma sonucunda tesisin tüm basınçlı hava hattı tek bir kompresör odasından ve yapılan çalışmalar sayesinde optimum kompresör odası ve basınçlı hava tesisatıyla israfların önüne geçilmiş % 28,5 enerji tasarrufu sağlandı basınçlı hava kalitesi iyileştirilmiş oldu.
Tesisat iyileştirmeleriyle basınç kayıpları ortadan kalktı. Çoklu vidalı parkuru kapatıp yerini verimliliği yüksek IHI DALGAKIRAN Turbo kompresörlerinin alınması, bakım maliyetlerinin yanı sıra enerjide de muazzam bir tasarruf sağladı.
Toplamda 12 operatörün çalıştığı ve 4 ayrı kompresör istasyonunda üretilen basınçlı hava, yeni sistem ile 3 ayrı operatörün çalıştığı merkezi bir basınçlı hava istasyonu tarafından üretilmiş oldu. Bu sayede ciddi bir işçilik maliyetlerinde tasarruf ve alan kazanımı da elde edilmiştir.
IHI DALGAKIRAN turbo kompresör çözümleriyle basınçlı hava sisteminde yapılan tüm değişim ve iyileştirmelerle Tosyalı Tosçelik Osmaniye tesisinin elde ettiği sonuçlar, aşağıdaki tabloda özetlenmiştir.
NOT:
– Kompresör performansları değerlendirilirken Osmaniye ilinin yıllık iklim koşulları ve 100m rakım baz alınmıştır.
– Enerji birim maliyeti = 0,40 (TL / kW-saat) olarak hesaplanmıştır.
– Mevcut basınçlı hava sistemi ile, yeni turbo kompresör sistemi karşılaştırılırken, yardımcı ekipmanların (soğutma kuleleri, pompalar, havalandırma fanları ve kurutucular) aynı enerji tüketimi ve aynı koşullarda çalıştığı öngörülmüştür.
Türkiye’nin demir-çelik sektöründe en önemli üreticilerinden olan TOSYALI Holding bünyesindeki TOSÇELİK Osmaniye tesislerinde basınçlı hava sisteminde IHI DALGAKIRAN Turbo Kompresörleriyle yapılan verimli kazanım, Tosçelik Sarıseki tesisindeki projeyle devam ediyor. Tosyalı Holding Yönetim Kurulu Başkanı Sayın Fuat Tosyalı liderliğinde holding bünyesindeki diğer tesisler için de basınçlı hava sistemlerinde verimlilik çalışmaları başlatıldı. İş ortağı olmaktan guru duyduğumuz Tosyalı Holding’in basınçlı hava sistemlerindeki ilk tercihi IHI DALGAKIRAN Turbo Kompresör oldu.
Tosyalı Holding bünyesindeki yeni kurulacak olan Tosçelik Sarıseki Projesinde 10 adet IHI DALGAKIRAN Turbo Kompresör ile toplam 9 MW’lık kurulu güç ile tesisin basınçlı hava ihtiyacı karşılanacak.
Türkiye’nin ilk ve tek turbo kompresör üreticisi IHI DALGAKIRAN üstün teknolojisi, müşteriye özel tasarımı, güçlü mühendisliği ve yaygın servis ağı ile Türkiye’nin gücüne güç katmaya devam ediyor.
