BÖLÜM-10 ENDÜSTRİYEL HAVALANDIRMA - …deneysan.com/Content/images/documents/havalandirma... · ENDÜSTRİYEL HAVALANDIRMA Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU 307 ùekil-10.1 Metan gazının

ENDÜSTRİYEL HAVALANDIRMA Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU

305

BÖLÜM-10 ENDÜSTRİYEL HAVALANDIRMA

10.1 GİRİŞ Endüstriyel ortamlardaki genel havalandırma işçilerin sağlığına ve emniyetine etki edebilecek tehlikeli kimyasal kirleticilerin, kokunun ve ısının kontrolü amacı ile yapılır. Birçok durumda ısının ve zararlı gazların kaynağında yakalanarak egzoz edilmesine çalışılır. Çünkü bu durumda ortamın genel havalandırmasına göre çok daha az miktarda hava ile gerekli kontrolü sağlamak mümkündür. Endüstriyel havalandırma şu amaçlar için yapılır:

Çalışma alanı için gerekli oksijen miktarını sağlamak

Havadaki zehirli maddelerin tehlike sınırına ulaşmamasını denetlemek

Verilen bir ortamdan istenmeyen kokuların uzaklaştırılması

Sıcaklık ve nemi kontrol

İşyeri havasına girmeden önce, istenmeyen kirleticilerin kaynağında yakalanması 10.1.1 Endüstriyel Havalandırma Nedir? Endüstriyel havalandırma sistemleri yerel havalandırma sistemleri olup, özellikle toz, duman, sis, elyaf gibi kirleticilerin ortamdan uzaklaştırılmaları ve tutulmaları ile ilgilidir.

Çevre mühendisleri yönünden: İşçilerin güvenliği, sağlığı ve verimli çalışabilmeleri için gereken koşulları sağlamak üzere tasarlanan ve uygulanan yöntemlerdir.

Endüstriyel hijyenistler yönünden: Salınımların (emisyon) kontrolü ve maruziyetlerin kontrolü için

Makina mühendisleri yönünden: Ortam hava akışı ile kontrol edilmesi. Bu işlem kirli hava ile temiz hava yer değiştirilmek suretiyle başarılabilir.

10.1.2 Endüstriyel Havalandırma Sistemlerinin Uygulamaları

Enerji maliyetlerinin optimizasyonu

İşçi sağlığı ile ilgili şikâyetlerin azalması

Kirletici derişikliklerinin kabul edilebilir seviyelerde denetlenmesi

Konfor için sıcaklık ve nemin kontrolü

Patlama ve yangınların engellenmesi 10.1.3 Endüstriyel Havalandırma Problemlerinin Çözümü

Süreç değişiklikleri

Yerel egzoz havalandırması

Yer değiştirme

Yalıtım

İdari denetim

Personel koruma cihazları

Doğal havalandırma 10.2 TOZ PATLAMASI OLAYI VE ATEX YÖNERGELERİ Toz parçacıkları, çapı genellikle 1 mm’ den küçük, hava ortamında asılı kalabilen ve şartlara bağlı olarak çökebilen parçacıklardır. Belirli bir hacim içindeki ağırlık (m3/mg) ve toz sayısı (m3/tane) cinsinden tanımlanırlar. Ayrıca tane büyüklüğüne göre, çapı 10 mikrondan daha büyük tozlar; çapı 0,1÷10 mikron arasındaki tozlar ve çapları ≤ 0,1 µ arasındaki küçük taneli tozlar şeklinde sınıflandırılırlar. 0,1 mikron ve daha küçük çaplılar havada asılı kalırken, 0,1÷10 mikron büyüklüğündeki sakin (durgun) toz parçacıkları havada asılı kalamazlar. Endüstriyel kuruluşların çoğunda, belli şartlar altında, 420 mikron veya daha küçük çaptaki katı maddecikler olarak bilinen yanıcı ve patlayıcı tozların kullanılması kaçınılmazdır. Yanıcı ve patlayıcı tozlar, hava ortamında veya diğer oksitleyici ortamda ateşlendiğinde, yangın veya patlama riski oluşur.


306 Plastikler, zirai ürünler, her tür gıda, ilaç ve metaller için tozların patlama özellikleri bilinmektedir. Toz patlamasıyla ilgilenen ilk araştırmacı Weber (1878) yaptığı çalışmada, tozlardaki kohezyon ve yayılım üzerinde durmuş ve buğday unundaki yanıcılık ve patlama olaylarını analiz etmiştir. 10.2.1 Toz Patlaması Nedir? Yanma, uygun oranlarda karışan toz ve havanın, ateşleme kaynağıyla birleşmesi sonucunda, patlama ise, sadece yanma sonrasında oluşur. Patlama, büyük miktarda enerjinin çok kısa süre içinde serbest kalarak ortamda büyük basınç artışına sebep olur. Kayıtlara göre ilk “Toz Patlaması” olayı 14.12.1875’ de İtalya’nın Torino şehrinde bir fırında meydana gelmiştir. Endüstride kullanılan katı maddelerin çoğu havada, toz bulutu halinde iken dış etkenlerin de katkısıyla yanma riski oluşturmaktadır. Birçok madde üzerinde uzun yıllar yapılan denemeler sonucunda, bunların yaklaşık %70’inin yanıcı, %30’unun yanmaz oldukları belirlenmiştir. Yanıcı toz malzemeler organik ve metaller olmak üzere iki farklı sınıfta ele alınırlar. Tahıllar ve şeker gibi tabii organik malzemeler, plastik ve boyalar gibi sentetik organik malzemeler ile kömür ve kok gibi yakıtlar da, organik malzemeler sınıfındadır. Yanıcı metaller grubunda ise, okside olan kalsiyum, magnezyum, alüminyum, demir vb. malzemeler bulunur. Havada askıda kalan toz parçacıklarının atmosferdeki oksijenle çok şiddetli bir reaksiyona girmesi şeklinde ifade edilen ve kimyasal bir patlama olan toz patlaması, gaz veya buhar bulutu patlamasına benzer bir olaydır. Belirli hacimdeki yanıcı karışım ateşlendiğinde, ortam basıncında hızlı artış ve bulut içinde hareketli ateş görülür. Yanıcı malzemenin hava ortamında yanıcı bulut oluşturması ve içindeki alevin yayılmasıyla oluşan patlamanın şiddeti, ortamdaki oksijen ve yanıcı malzeme yoğunluğuna bağlıdır. Söz konusu değerin altında veya üzerinde toz patlaması oluşmaz. Toz patlamasının yayılması durumunda oluşan sekonder patlama çok daha ciddi sorunlara neden olur. Toz patlamasının neden olduğu maliyeti etkileyen faktörler,

Çalışanların ölümü veya yaralanma riski,

Tesisin kapatılması veya yeniden yapılanması,

Ekipman değişimi,

Değiştirilebilir ürün çeşitliliğinin gözden geçirilmesi,

Çalışma süresinin düşmesi,

Ürün tesliminde sorunların ortaya çıkması,

Pazarda hisse senetlerinin düşmesi,

Ortakların güvenlerini yitirmeleri,

Yıllık kar kaybının önlenememesi,

Sigorta işlemlerinde ağır şartların ortaya çıkması şeklinde özetlenebilir. Toz ve gaz patlamaları arasında benzerlik ve farklılıklar da vardır. Ancak, genellikle toz patlamaları, gaz patlamalarına göre çok daha karmaşıktır. Yerçekimi etkisiyle taneciklerin çökmesi nedeniyle, pratikte toz bulutlarının varlığından söz edilemeyeceğinden, yanan ortam dinamiği, ateşleme ve sonunda yanma işlemini karmaşık hale getirir. Toz bulutunun ateşleme ve yanma ile ilgili kimyasal işlemi de gazlara göre karmaşıktır. Yanmaz ve alev almaz birçok katı madde ince toz haline geldiklerinde yanıcı ve patlayıcı olabilmektedir. Bunlara örnek olarak Al, Fe, Zn, pirit cevheri, flor, şeker, kakao, odun, kömür vb. malzemeler ait tozlar gösterilebilir. Bilineceği üzere, toz halindeki katı taneciklerin hava ile teması diğerlerine göre çok daha fazla olacağından yanma kolaylaşırken bazı tozlar, içlerinde bulunan yanabilen gazları açığa çıkarırlar. Bu da yanma veya patlamaya neden olabilir. Toz patlamasının oluşabilmesi için minimum toz miktarı yaklaşık 60 g/m3 mertebesindedir. Ayrıca Metan gazı ilavesinin toz patlamasını düşürdüğü bilinmektedir (Şekil-10.1).


307

Şekil-10.1 Metan gazının toz patlamasına etkisi

Toz patlamalarının karakteristikleri gaz patlamalarından farklıdır. Gaz/hava karışımı ateşlenince patlama sonucu ortaya çıkan itici kuvvet, gaz bulutunun hızlıca yayılmasına neden olduğundan, gaz/hava karışım yoğunluğunun düşmesiyle yanma işlemi devam etmeyecektir. Böylece gaz ilave edilmediği sürece, patlama milisaniyeler içinde sona erecektir.

Şekil-10.2 Primer ve sekonder patlamanın şematik gösterimi Şekil-10.2’de gösterildiği gibi, primer ve sekonder olmak üzere, iki tür toz patlamasından söz edilebilir. Primer patlama genelde kapalı ortamda oluştuğundan, (siklon veya üretim hattının belli bir noktasında, vb.) ortaya çıkacak şok dalgaları tesiste hasara sebep olmaktadır. Ayrıca tozun ve gazların yanmasıyla oluşan patlama ürünlerinin yayılması sonucunda, ortamda birikmiş haldeki tozlar çok daha büyük sekonder patlamaya neden olacaktır. Toz patlaması risk üçgeninin (Şekil-10.3) dışında gerçekleşen patlama için, beş ayrı şartın gerekliliği unutulmamalıdır.

Şekil-10.3 Toz patlaması risk üçgeni Şekil-10.4’ de gösterilen zincirin herhangi bir elemanındaki kopma, patlamayı önleyici yönde etkili olacaktır. Toz patlamasının oluşmasında etkili şartlar aşağıdaki şekilde özetlenebilir. 1. Tozların yanabilir olmaları gerekir. 2. İnce taneli tozlarda patlama olasılığı daha fazladır. 3. Toz bulutları üst ve alt patlama sınırları içinde, patlama yoğunluğuna sahip olmalıdır.


308 4. Patlamanın başlaması ve devamında ortamda yeterli oksijen bulunmalıdır. 5. Ateşleme kaynağının bulunması şarttır.

Şekil-10.4 Toz patlaması şartları 10.2.2 Toz Patlaması Oluşumunda Etkili Parametreler

Toz Bulutu Yoğunluğu Tozlar, gaz ve buharlara benzer şekilde toz bulutu oluşturabilirler. Patlama sınırının özellikle üst limitin, gaz ve buharlarda net olarak tanımlanması çok zordur. Gerçek değerler tozun yapısına, tanecik dağılımına ve belirlenen yönteme bağlıdır. Genellikle alt limitin 50−100 g/m3; üst limitin 2−3 kg/m3 mertebesinde olduğu kabul edilir. Patlama oluşmadan önce tutuşabilir toz süspansiyon yoğunluğu, üst ve alt patlama sınırları mertebesinde olmalıdır. Tutuşabilir birçok toz için alt limit açıkça tanımlanmakla birlikte, toz bulutu yoğunluğundaki kararsızlıktan dolayı, üst patlama sınırının belirlenmesi oldukça zordur. Ortam Havasının Durumu Tozdaki yanmayı sınırlayan, ateşleme enerjisi arttığı ve havadaki oksijen miktarı düştüğü durumlarda patlamanın şiddeti de düşecektir. Oksijen miktarının azalmasıyla ortama azot veya karbondioksit gazı yüklenebilir. Toz patlaması için ortamda yeterli oksijenin bulunması şarttır. Havadaki oksijen yoğunluğu % 21 mertebesindedir. Bu değerin altında, ateşleme sıcaklığının yükselmesi gerekeceğinden toz patlama olasılığı düşecektir. Sistem tasarımında, toz patlamasından korunmada çok etken bir faktör olan, toz patlamasının oluşmayacağı bir oksijen sınır yoğunluğu değerinden söz edilmektedir. Toz patlamalarının oksijeni zengin ortamda daha rahat ve şiddetli olacağı bilinmelidir. Tanecik Boyutu Tanecik boyutunun, patlamanın şiddeti ve ateşlemenin başlaması açısından önemi büyüktür. Patlamanın şiddeti düşünüldüğünde tanecik boyutunun artması, ateşleme enerjisinin düşürülmesini gerektirir. Araştırmacı Echoff’ a göre, her şartı sağlamak için tanecik boyutu yaklaşık 50µ olmalıdır. Araştırmacı 50÷150µ’ da yaptığı çalışmada, maksimum patlama basıncı ile maksimum basınç miktarının sırasıyla 7,5÷9 bar ve 20÷130 bar olduğunu tespit etmiştir. Tozun Yapısı Tozun yanmadığı ve ortam gazlarıyla reaksiyona girmediği durumlarda toz patlamasından söz edilemez. Ateşleme Direnci Ateşleme enerjisi toz taneciklerini ateşleyecek derecede büyük olmalıdır. Tozlar için bu değer genelde 1÷10 mJ arasında değişmektedir. Toz Dağılım Miktarı Dağılım/yığılma sırasında toz yoğunluğu ve efektif tanecik boyutu da değişeceği için, yanma da etkilenecektir. Tanecikleri iyi dağılmış tozlar çok daha iyi yanacaktır. Dağılım derecesi, genellikle tozun dağılım şekline ve toz bulutu içindeki türbülans derecesine bağlıdır. Başlangıç Şartları Başlangıç sıcaklığının artması, ateşleme enerjisini ve patlama alt sınırını düşürür. Ancak, maksimum patlama sıcaklığı hava yoğunluğu düştükçe azalacağından, reaksiyon için gerekli oksijen miktarı da azalacaktır. Başlangıç basıncının artmasıyla patlama basıncı da artmakta, ateşleme enerjisi ise düşmektedir. Toz bulutundaki artışla


309 türbülans da artarsa, patlama olasılığı ve buna bağlı olarak basınç da artacaktır. Ateşleme kaynağından gelen enerji düşük değerlerde yayılacağından, düşük türbülans değerlerinde toz bulutu daha kolay ateşlenecektir. Nem Miktarının Patlamaya Etkisi Tozdaki nem miktarı, ateşleme olasılığını ve patlamanın devamını etkileyecektir. Nem miktarı artınca ateşleme enerjisi de artacağından patlama şiddeti azalacaktır. Toz içerisinde yanabilir çözücünün bulunması, ters bir etki yaratarak ateşleme enerjisini düşürmekte ve patlama şiddetini artırmaktadır. Ateşleme Kaynakları ve Toz Bulutlarının Ateşleme Sıcaklıkları Toz patlamasının gerçekleşmesi için bir ateşleme kaynağının bulunması şarttır. Ateşleme kaynağının büyüklüğü, toz patlamasının şiddetini belirleyen en önemli faktördür.

Şekil-10.5 Toz bulutları ile ateşleme sıcaklıkları Ateşleme kaynağında ark oluşturabilecek hatalı elektrik tesisatı, elektrik motorları, kaynak işlemleri, sürtünmenin veya metalik parçaların neden olduğu kıvılcımlar, aşırı ısınan yataklar, statik elektriklenme, açık alevler, aşırı ısınan ampuller, kurutucular, sürekli sıcak yüzeyler gibi olumsuzluklardan kaçınılmalıdır. Özetle, toz patlamasında bir ateşleme enerjisine gereksinim vardır. Benzer şekilde, farklı malzemeler için ateşleme sıcaklıklarının bilinmesinde yarar vardır. Böylece işleme sırasında ateşleme sıcaklığına göre gerekli önlemlerin alınması daha kolay olacaktır. Endüstride kullanılan tozların çoğu yanabilir özelliktedir. Bir ateşleme kaynağı ateşlendiğinde, havada asılı haldeki yanabilir toz yoğunluğu, alevin yayılması için yeterli ise patlama oluşacaktır. Toz patlamasına ilişkin, risk ve hasar kavramlarına sıkça rastlanır. Bazı durumlarda birbirleri yerine kullanılsalar da gerçekte faklı anlamları vardır. Hasar, zarar ve/veya yaralanmaya neden olan potansiyel olarak tanımlanır. Risk ise, olayın oluşu ile ilgili frekans veya hasara neden olan şartların çarpımıyla elde edilen bir olasılık ürünüdür. Toz bulutlarında patlama riskinin tanımlanması, sistematik yaklaşım açısından önemlidir. Ayrıca patlama sonucunda karşılaşılacak durumlar için alınacak emniyet tedbirlerinde, aşağıdaki noktalara özen gösterilmelidir.

Tozun patlama karakteristiklerinin iyi tanımlanması,

Yanabilir tozların bulunacağı noktaların belirlenmesi,

Normal ve özel şartlar altında potansiyel ateşleme kaynaklarının tanımlanması,

Toz patlamalarının ortadan kaldırılması ve/veya azaltılması için uygun tesis tasarımı, kişi ve ekipmanın korunması şarttır.

Toz Patlamasını Önlemede Ateşleme Kaynaklarının Kontrolü

1. Uygun elektrik tesisatı ve sargı metotları kullanılmalıdır. 2. Statik elektrik ile birlikte topraklama kontrol altında tutulmalıdır. 3. Sigara içimi açık alanlarda, ateşler ve kıvılcımlar kontrol altında tutulmalıdır. 4. Mekaniksel kıvılcımlar ve sürtünme kontrol edilmelidir.


310

5. İşlem sırasında ateşlemeye neden olabilecek yabancı maddeler ayıklanmış olmalıdır. 6. Isınan ve ısıtıcı yüzeyler toz yığınlarından ayrı tutulmalıdır. 7. Üretimde kullanılan ekipmanın bakımına özen gösterilmelidir.

Toz patlamasının oluşmasında tüm faktörlerle birlikte tanecik çapının etkisi de oldukça büyüktür. Tanecik çapının düşmesi ortamda oluşacak basıncı belirgin şekilde artıracaktır. Şekil-10.6’da görüleceği gibi, 495 g/m3’lük numune üzerine yapılan deneylerde tanecik çapı 400µ’dan 50µ’a düşürüldüğünde basınç artışı ve artış miktarında etkili büyüme görülmüştür.

Şekil-10.6 Toz patlamasında tanecik çapının basınca etkisi

Şekil-10.7 Toz patlamalarında temel nedenler Şekil-10.7’de toz patlamalarında ateşleme kaynaklarına ilişkin bir çalışma gösterilmiştir. Görüleceği üzere, patlamaların üçte birine mekaniksel yollarla ortaya çıkan kıvılcımlar sebep olmakta, yaklaşık % 8’i açık ateşten, % 9 sürtünmeden dolayı oluşmaktadır. Araştırmacı Billinge’ ye göre, endüstriyel sürtünmenin neden olduğu ateşleme için gerekli sürtünme kaynakları üç grupta ele alınabilir. Bunlar sırasıyla, Düşük enerji: 10 J (yaklaşık 500 g’ lık kütlenin 2 metre yükseklikte yarattığı enerji) Orta enerji: 1 KJ, (yaklaşık 25 kg’ lık kütlenin 4 metre yükseklikte yarattığı enerji) Yüksek enerji: 1 MJ, (örneğin yakıt tankerinin çarpışmasıyla ortaya çıkan enerji) Sürtünme ateşlemelerinde oluşan patlamaların % 50’si taneciklerin çarpışmalarından kaynaklanmaktadır. Yüzeyler temas ettiklerinde ve çarpıştıklarında sürtünme veya öğütülme, kıvılcımlara, sıcak noktalara neden olacaktır. Bunların her ikisi de, oluşan toz bulutu veya toz birikimlerine ateşleme kaynağı olacaktır. Temas anında toz sıkıştırılırsa, bazı toz tanecikleri düşük sürtünmede ateşlenerek sıcaklığı artırmakta ve sonuçta toz bulutunun ateşlenmesine neden olmaktadırlar.


311

Şekil-10.8 Toz patlamasından en çok etkilenen endüstri dalları Şekil-10.8’ da, gıda, ağaç, kâğıt, metal, madencilik ve ilaç endüstrisini de içeren toz patlamasından etkilenen kuruluşlar özetlenmiştir. Çalışma şartlarına göre, toz patlaması olayının, sanayinin her dalında görülebileceği açıktır. Ayrıca, beklenmedik bir anda çok ani oluşan özel durumlar da patlamaya yol açabilir. Daha sonra, mevcut durum kayıt altına alınarak toz patlaması risk bölgelerine ilave edilir.

TABLO-10.1 Toz ortamları ve sıcaklık sınıfları

Bugüne kadar karşılaşılan toz patlamasının en çok görüldüğü tesisler Tablo-10.2’de, en çok hangi endüstri dallarına ait işlemlerde görüldüğü ise Tablo-10.3’de özetlenmiştir.

TABLO-10.2 Toz patlaması görülen tesisler


312

TABLO-10.3 Toz patlamasının oluştuğu ortam ve karakteristikler

TABLO-10.4 Gaz ortamlarında sınıflandırma

Toz Kontrol Noktaları Havada patlayıcı toz yoğunluğu oluşmadıkça patlama tehlikesi olmayacağından, çalışma ortam havasına toz kaçırmamak ve birikmesini önlemek önemlidir. İstenmeyen ürün olarak tanımlanan tozun üretildiği herhangi bir işlemde, toz miktarının mümkün olduğunca düşük değerlerde olması gerekir. 10.2.3 Toz Patlamasının Oluşması İçin Gerekli Şartlar Toz patlamasının oluşabilmesi için aşağıda açıklanan altı farklı şarttan birisinin oluşması yeterlidir.

1. Tozun yanabilir olması gerekir. Bu nedenle toz patlamasının ilk aşamasında tozun bulut haline dönüştüğü ve yanıp yanmayacağı belirlenmelidir. Tozun yanabilmesi yapılacak testlerle belirlenebilir.

2. Hava ortamında toz bulunmalıdır. Tozun aniden alevlenip yanması tanecik yüzeyi ile oksitleyicinin, havadaki oksijen ile yakın temasını gerektirir. Çünkü birçok tozun yanmayı desteklemesi için yeterince oksijen olmayabilir. Tanecik etrafında oksijen bulunmaması oldukça zayıf yanmaya neden olur.

3. Toz yoğunluğu patlama sınırları içinde olmalıdır. Toz bulutuna ait yoğunluk, minimum patlama yoğunluğunun altında ise patlama oluşmaz. Bunun sebebi ise, tanecikler arasındaki boşluğun oldukça büyük olmasından dolayı yanan tanecikden diğer tanecike enerji aktarımın oldukça zor olması şeklinde gösterilir. Yüksek toz yoğunluklarında, tanecik yüzeyinde yetersiz oksijen olacağından patlamanın şiddeti düşecektir.

4. Toz içerisinde bulunan tanecik boyutunun alev yayma kapasitesine sahip olması gerekir. Toz tanecikleri küçüldükçe oksidasyon için gerekli toplam alan büyüyeceğinden toz bulutunun ateşlenmeye karşı hassasiyeti ve patlamanın şiddeti düşecektir.


313

5. Toz bulutunun bulunduğu ortamın yanmayı desteklemesi gerekir. Toz bulutunun patlaması için ortamda yeterince oksitleyicinin bulunması gerekir. Uygulamada, havadaki oksijen en çok görülen oksitleyicidir. Diğer oksitleyiciler ise klor, azot oksit, azot-tetra-oksit olabilir. Oksitleyici yoğunluğu için “sınır değer” laboratuar testleriyle belirlenebilir.

6. Alev yayılımını başlatmak için yeterli enerjiye sahip ateşleme kaynağı bulunmalıdır. Toz taşıma ve/veya işleme tesislerinde toz patlamasının ana nedeni ateşleme kaynağıdır. Bunlara ek olarak kaynak, kesme, ısıtma, mekaniksel arızaların neden olduğu kıvılcımlar, mekaniksel çarpışmaların neden olduğu kıvılcımlar, alevler, yanan malzemeler, elektriksel kıvılcımlar da gösterilebilir.

10.2.4 Tozların Patlama Değerleri Riskin derecesi genelde toz türüne ve uygulanan yönteme bağlıdır. Yeni Zelanda tarafından geliştirilen “DSIR” patlama indeksinde 0÷100 arası değerler kullanılmıştır. 0, patlama riskinin olmadığı, 100 ise çok ciddi patlama riskinin bulunduğu durumları tanımlamaktadır. Düzenlenen risk dağılımı, daha sonra kendi içinde zayıf, orta şiddette, kuvvetli veya şiddetli olmak üzere, alt sınıflara ayrılmaktadır.

Şekil-10.9 Patlama indeksine göre patlama risk değerleri Patlama Tahliye Noktaları Patlama tahliye noktaları, toz geçirmez ve aşınmaya direnç gösterecek şekilde yeterli mukavemete sahip olmalıdırlar. Ayrıca potansiyel ateşleme kaynağına en yakın noktaya yerleştirilmelerinde yarar vardır. Açık havalandırmalar en etkin kullanım şekilleri olmakla birlikte, ürünün korunması, meteoroloji ve atmosfere toz atımından dolayı, uygulamada sorun yaratabileceği için, diğer tedbirlerden yararlanılır. Patlama Panelleri ve Kapakları Değişik türde malzemelerden yapılırlar. Dikkat edilecek en önemli nokta, tesis içindeki basınca karşı göstereceği direnç ve artan basınçla malzemenin patlamasıdır. Diğer önemli noktalar ise, ateşe ve meteorolojik değişimlere karşı gösterecekleri dirençtir.

Şekil-10.10 Basınç düşürülmesinde kullanılan merkezi yırtılmış diskin şematik gösterimi Kullanılan malzemeler su geçirmez kâğıt, kahverengi ambalaj kâğıdı, cilalı bez, polietilen levha, selüloz, metal folyo ve kauçuk şeklindedir. Basıncın düşürülmesi, disk ortasına açılacak delikle sağlanabilir (Şekil-10.10). Patlama Kapıları Hafif menteşeli kapılar açık havalandırmalar kadar etkindir. Çok hızlı devreye girebilmeleri için ataletlerinin dolayısıyla ağırlıklarının oldukça küçük tutulmasında yarar vardır. Çalışma şartlarına göre farklılık göstermekle birlikte, 10 kg/m2 sınır değer olarak kabul edilmiştir. Diğer tip kapılarda mıknatıs, yay ve ince yaprak metallerden yararlanılabilir. Patlama anında çevreye çok büyük hasar verecekleri düşünülerek bu tip kapıların tesise bağlanarak çalışma ortamına fırlamaları önlenebilir.


314 10.2.5 Toz Patlamalarının Önlenmesi ve Korunması Önleme Yolları Tesiste yanabilir ortamların önceden belirlenmesi gerekir. Tüm ekipmanların birer ateşleme kaynağı olabilecekleri düşüncesiyle, işlemlerin baştan belirlenmesinde yarar vardır (sürtünme, elektrostatik, sürekli ısıtma vb.) Ayrıca toz bulutu ateşleme yüzdelerinin analizi gerekeceğinden toz patlama testleri de yapılmalıdır. Korunma Yolları Toz patlamasının oluşması durumunda, çalışanların ve çevrede yaşayanların patlamaya karşı korunmaları sağlanmalıdır. Bunun için alınması gereken önlemler aşağıda verilmiştir:

1. Patlayıcı toz bulutunun oluşabileceği noktalar belirlenip tanıtılmalıdır. 2. Laboratuar deneyleriyle patlamanın ciddiyeti belirlenmelidir. 3. Mevcut yasalara uygun patlama sistemleri tasarlanmalıdır. 4. Patlama sonrası ortaya çıkacak ürünlerin emniyetli ortama atılabilmesi için gereken önlemler alınmalıdır. 5. Taşıyıcı faz olarak hava yerine azot gazı kullanımı sağlanmalıdır. 6. Silolarda sızdırmazlık işlemlerinde azot gazından yararlanmalıdır. 7. Toz yayılımını önlemek için silolarda siklonlardan yararlanılmalıdır. 8. Tanecik boyutu kontrol altında tutulmalıdır. 9. Silo ve torba filtrelerde elektrostatik problemler azaltılmalıdır. 10. Silo ve tesisattaki nem miktarı kontrol altında tutulmalıdır. 11. Sürtünme ile ortaya çıkabilecek ısının sebep olacağı patlamayı önlemek için düşük kütlesel debilerde

çalışılmalıdır. 12. Silolarda biriktirilen tozların oluşturabileceği elektriksel alanların gözlenmelidir. 13. Silolar arasına patlama yalıtım valfleri yerleştirilerek, patlamanın silolar arasında yayılımı önlenmelidir. 14. Toz yoğunluğu patlama yoğunluğunun altında tutulmalıdır. 15. Taşıma hatlarında, patlama blok tasarımı yapılarak denenmelidir. 16. İşlemlerde kullanılan ekipman veya havalandırma sistemlerinden kaynaklanan olası toz kaçakları

azaltılmalıdır. 17. Toz toplama filtreleri kullanılmalıdır. 18. Toz birikimini azaltacak yüzeyler tercih edilmeli ve temizleme aygıtları kullanılmalıdır. 19. Tesiste görülmesi zor olan kör noktalar belirlenmelidir. 20. Belli aralıklarda açık ve gizli noktalardaki artıklar kontrol edilmelidir. 21. Toz artıklarının belli süreler içinde temizlenmelidir. 22. Ateşleme kaynaklarının bulunması durumunda toz bulutu yaratmayacak temizleme metotlarından

yararlanmak gerekir. 23. Toz toplamada sadece vakumlu toplayıcılar kullanılmalıdır. 24. Emniyet valfleri toz patlama riski olan noktalardan uzağa monte edilmelidir.

Toz patlamasından korunma ve önlemede çeşitli önlemler yaratılabilir. Çalışma ortamı ve ürün ve/veya ürünler önceden bilindiğine göre, ortamda oluşan tozlarla ilgili ön araştırma ve analizler patlama, dolayısıyla yanmanın önlenmesinde yararlı olacaktır. Toz numunesi alınarak, toz patlamasına ait patlama sınırları, maksimum patlama basıncı ve artış değeri, minimum ateşleme enerjisi, oksijenin yoğunluk sınırı ve ateşleme sıcaklığı belirlenebilir. Tüm önlemlerin alınmasına rağmen, yine de patlama önlenemeyebilir. Bu durumda toz patlamasının neden olabileceği hasar ve tehlikelerin azaltılması için aşağıdaki önerilere uyulması uygun olacaktır.

Riskin ayrılması sağlanmalıdır. (mesafe ile izole yapılmasında yarar vardır)

Riskin ayrışması gerekir. (İzolasyonda bariyer kullanılmalıdır)

Bina, oda ve alanda parlama önleyici alev tutucu kullanılmalıdır.

Tüm ekipmanlarda basınç emniyet valfi kullanılmalıdır.

Patlama koruyucu sistemler kullanılmalıdır.

Püskürtme ve sönümleme sistemleri kullanılmalıdır


315 10.2.6 ATEX Tanımı ve Yönergeleri

ATEX ve Yönergeleri Nedir? ATEX, potansiyel patlayıcı ortamlarda kullanılmak amacıyla üretilen ekipman ve koruyucu sistemler olarak bilinmektedir. ATEX kelimesi, Fransızca "ATmosphere EXposible" kelimelerinin ilk heceleri kullanılarak meydana getirilmiştir. ATEX talimatları ise, ex−proof diye adlandırılan, patlayıcı ortamlarda kullanılan elektriksel ekipmanlara uygulanacak teknik zorunluluklar şeklinde, yeni yaklaşımları içeren kurallar sistemidir. ATEX talimatı, şaşırtıcı bir şekilde denizaşırı sabit platformlar, petrokimya tesisleri, maden ocakları ve potansiyel patlayıcı ortamların bulunduğu diğer alanları da içeren çok geniş bir yelpazeye yayılmış ekipmanların kullanımını kapsar. Bu tür ekipmanlar için Avrupa pazarının 3 milyar Euro' ya ulaştığı tahmin edilmektedir. ATEX Yönergeleri Toz patlamasıyla ilgili ülkemizde herhangi bir standart şu ana kadar hazırlanmamıştır. Ancak İşçi Sağlığı ve İş Tüzüğünün ilgili maddelerinde, her tür patlama ve bunlardan korunma yollarından söz edilmektedir. Avrupa Birliğine giriş çalışmalarının son aşamalara gelinmesiyle, ABD’ de kullanılan ATEX (Atmosphere Exposible−Patlayıcı Ortam) Yönergesine (94/9/EC) uyulmasında yarar olacaktır. Yönerge, mekanik ekipmanlar ile elektrikli ekipmanları kapsamaktadır. ATEX Yönergesi ve sunduğu talimatlar 01.07.2003’den itibaren uygulamaya konulmuştur. Bu yönergede, patlayıcı ortamlara ait bölgeler ve ürünler için sınıflamalar tanımlanarak, bu ortamlarda kullanılacak ürünlerde CE sertifikasına uygunluk gerekli görülmüştür. Bu aşamada ise, her ürün için kullanım kılavuzu verilmesi şartı konulmuştur. Yönergede sunulan talimatlar ilk defa tozlu ortamlardan çıkarılarak kapsam içine alınmış, toz koruma, gaz koruma talimatlarına göre, bölge ve kullanılacak ürünler esas alınarak sınıflara ayrılmıştır. ATEX talimatındaki gerekli koşulları yerine getiren, CE markası sahibi üretici firmalar ex−proof ürünlerini Avrupa'nın her yerinde ek bir yükümlülüğe tabi olmadan rahatlıkla satabilirler. Bu durum, 450 milyonluk bir insan topluluğunu içeren dünyanın en büyük ortak pazarına ulaşmak anlamına gelmektedir. ATEX 100a (1994) ve ATEX 118a (1999) patlayıcı atmosferi, ateşleme oluştuktan sonra, yanmanın tüm yanmayan karışıma yayılması şartıyla gaz, buharlar, dumanlar veya tozlar şeklinde yanabilir maddelerin atmosferik şartlar altında hava ile karışımıdır şeklinde tanımlamaktadır. ATEX talimatları ATEX 137 ve ATEX 95 olmak üzere iki grupta ele alınır. ATEX 137, bu dizide işçi koruma direktiflerini, ATEX 95 imalatçı tarafından yapılması gerekenler için verilen direktifleri içermektedir. ATEX 137’e göre tesis kuran imalatçılar, bölge tarifi, sıcaklık sınıfı, patlama grubu, çevre sıcaklığı tanımlarını, ATEX 95’e göre ise; cihaz sınıflaması, sıcaklık sınıfı, patlama grubu ve çevre sıcaklığını tanımlamalıdırlar. ATEX 137 patlayıcı ortamlarda risk altında olan işçilerin korunması için hazırlanmıştır. Silolar, un değirmenleri, ağaç tozları, süt tozları ve bunların taşıma alanları bu grup içindedir. ATEX’e göre, tehlikeli yerler ve patlayıcı ortamın oluşma sıklığı ve söz konusu ortamın devam etmesi esas alınarak bazı risk bölgeleri belirlenmiştir. Bunlar, patlamaya sebep olacak oluşumlar, elektrik kaynaklı patlamalar, imalat sırasında oluşan kıvılcım veya ark, çalışma sırasında oluşan ısı, (Mekaniksel patlama ve kıvılcım, sürtünme ve sıkışmanın neden olacağı ısı artışı) ile açık ateş veya alev, her tür fren sistemi, yanıcı malzemeler gibi patlamaya neden olabilecek diğer kaynaklar şeklinde sınıflandırılabilir. ATEX’e göre; Bölge ve Kategori tanımında Bölge 0−Kategori 1, Bölge 1−Kategori 2, Bölge 2− Kategori 3 ifadeleri kullanılır. Bunlara en çok rastlanan ortamlar sırasıyla, kimyasal ürün imalatçıları, tank imalat ve kuruluşları, rafineriler, atık arıtma tesisleri, güç istasyonları, boya fabrikaları olarak özetlenebilir. Yine ATEX’e göre, toz içeren patlayıcı ortamlara örnek olarak, madenler, kimyasal fabrikalar, enerji santralleri, boya ve çimento fabrikaları, un değirmenleri gösterilebilir. Tozlar için bölge tanımı ise; Bölge 20, Bölge 21 ve Bölge 22 şeklinde ifade edilmektedir. ATEX’ e göre kullanılacak ekipmanlar için, grup M1 uygunluk kategorisi, grup M2 uygunluk kategorisi gibi “Uygunluk Kategorileri” hazırlanmıştır. Kullanılacak ekipmanın ATEX’e uygun olduğunu gösteren etiket ile donatılması şattır. Etiketle birlikte güvenlik, montaj, kullanım talimatlarıyla, servis ve acil durum bakım onarım bilgisi, eğitim talimatları, elektrik ve basınç bilgileri, sıcaklık ve diğer sınır değerler, kullanım bilgileri, sistem koruyucuları ile birlikte güvenlik uyarıları da verilmelidir.


316 Patlayıcı Ortamlar ve Sınıflandırmalar ATEX yönetmeliği ve EN 13463-1 standardı kapsamında muhtemel patlayıcı ortamda çalışan ekipmanlar grup ve kategorilere ayrılmaktadır.

TABLO-10.5 Ekipman grupları

Grup I Madenler (Grizu ve Yanıcı Tozlar) Grup II Maden Dışı Ortamlar

Kategori M1 Kategori M2 Kategori 1 Kategori 2 Kategori 1

G (Gaz)

D (Toz)

G (Gaz)

G (Toz)

D (Gaz)

D (Toz)

Patlayıcı ortam mevcudiyetinde çalışmaya devam eden ve çok yüksek seviyede korumaya haiz ekipmanlar.

Patlayıcı ortam mevcudiyetinde durdurulan ve çok yüksek seviyede korumaya haiz ekipmanlar.

Patlayıcı ortam mevcudiyetinde çalışmaya devam eden ve çok yüksek seviyede korumaya haiz ekipmanlar.

Yüksek seviyede korumaya haiz ekipmanlar.

Normal seviyede korumaya haiz ekipmanlar.

Burada kafa karıştıran bir konu, patlayıcı ortam ve makinanın kodlamalarının farklı olmasıdır. ATEX 137 yönetmeliği patlayıcı ortamın bulunma sıklığı ve süresine bağlı olarak çalışma ortamını farklı bölgelere(Zone) ayırmıştır. Maden dışı uygulamalar için ATEX 95 yönetmeliğinde verilen grup ve kategorilerine göre farklı bölgelerde çalışabilecek ekipmanlar aşağıda özetlenmiştir; TABLO-10.6 ATEX 95 yönetmeliğinde verilen grup ve kategorilerine göre farklı bölgelerde çalışabilecek ekipmanlar

Bölge Ekipman Kategorisi (Minimum Gerekli)

Ortam Açıklaması

Zone 0 Kategori 1G Uzun süreli patlayıcı GAZ ortamı

Zone 1 Kategori 2G Ara-sıra patlayıcı GAZ ortamı

Zone 2 Kategori 3G Çok az veya olağan dışı patlayıcı GAZ ortamı

Zone 20 Kategori 1D Uzun süreli patlayıcı TOZ ortamı

Zone 21 Kategori 2D Ara-sıra patlayıcı TOZ ortamı

Zone 22 Kategori 3D Çok az veya olağan dışı patlayıcı TOZ ortamı

10.3 HAVALANDIRMA TASARIM PARAMETRELERİ

Üretim süreçleri

Egzoz hava sistemi-yerel çekme sistemi

Bina tasarımında iklimlendirme gerekleri (Sızdırmazlık, tesis aerodinamiği, vb.)

Temizlik gereksinimleri

Ortam hava şartları

Isı salınımları

Tesis etrafındaki arazi

Kirletici salınımları

Şartnameler 10.3.1 Kaynak Özellikleri

Yerleşim

Her bir maruziyet kaynağının bağıl katkısı

Her bir katılımcının özelliği

Ortam havasının özellikleri

Kirletici kaynağı ile işçilerin etkileşimi

İş pratikleri 10.3.2 Endüstriyel Havalandırmanın Ana Elemanları Endüstriyel havalandırma sistemleri aşağıdaki elemanlardan oluşur:

Davlumbaz veya slot emici gibi bir “hava girişi alanı”

Havayı bir ortamdan diğerine taşıyan kanallar

Hava temizleme cihazı


317

Kirlenmiş iç ortam havasını uzaklaştıran fanlar.

Şekil-10.11 Endüstriyel havalandırma sistemi 10.4 ENDÜSTRİYEL HAVALANDIRMA SİSTEM TİPLERİ 10.4.1 Besleme Sistemleri Amaç:

Tesiste konforlu bir ortam oluşturmak, örnek olarak iklimlendirme sistemi

Tesisten atılan havayı değiştirmek, örnek olarak yer değiştirmeli sistem Elemanları

Hava giriş kısmı

Filtreler

Isıtma ve/veya soğutma cihazları

Fan

Kanallar

İşyeri içinde hava dağıtımı için menfezler/difüzörler 10.4.2 Egzoz Sistemleri Amaç:

Bir egzoz havalandırma sistemi işyeri havasını ve havadaki asılı olan kirleticileri uzaklaştırır.

Egzoz sistemi iş alanının tamamını egzoz edebilir veya kirletici kaynağının yakınına yerleştirilerek yerel emiş yapılabilir.

Egzoz sistemi tipleri:

Seyreltme (genel egzoz) sistemi

Yerel egzoz sistemi 10.5 GENEL EGZOZ SİSTEMLERİ Seyreltme (Dilution) Yöntemi Seyreltme yöntemi, bir binada taze hava ve egzoz yardımıyla iç ortamdaki hava kirliliğinin azaltılması yöntemidir.

Endüstriyel ortamlarda yaygın olarak kullanılır.

Genel seyreltme havalandırma tipleri ikiye ayrılır:

1.tip seyreltme havalandırması:

Potansiyel hava sağlık tehlikeleri, yangın ve patlayıcı koşulları, koku ve tahriş edici kirleticilerin kontrolü amacıyla kirlenmemiş hava ile kirlenmiş havanın seyreltilmesidir.

Aynı zamanda, bu sızdırmaz bir bina içinde oluşan buhar, gaz ve tanecikler olarak taşınan kirleticilerin kontrolünü içerir.


318

Sağlık tehlikesi kontrolünde lokal egzoz havalandırmasında olduğu gibi tatmin edici değildir.

2. tip seyreltme havalandırması:

Sıcak endüstriyel ortamlarda bulunan kapalı atmosferik koşulların kontrol edilmesidir. Amacı işçilerin

rahatsızlıklarını gidermek veya yaralanmalarını önlemektir.

10.6 YEREL EGZOZ SİSTEMLERİ (YES) Yerel egzoz sisteminin hedefi, kirleticileri üretildiği kaynağında yakalayıp uzaklaştırmaktır. Avantajları:

Genel egzoz sistemleri ile karşılaştırıldığında daha verimlidir. Yüksek debi gerektiren genel egzoz sistemleri ile karşılaştırıldığında yerel egzoz sistemlerinde daha

küçük egzoz debileri gerekir. Daha küçük akış debileri temizleme ekipmanlarının maliyetlerini de düşürür.

Yerel havalandırma şu durumlar için uygundur:

• Salınım kaynağı bağıl olarak yüksek tehlikeli maddeler içeriyorsa; • Yayılan malzemeler birincil olarak büyük çaplı parçacıklardır (çökelme yaparlar); • Salınım oranları zamanla değişiyorsa; • Salınım kaynakları noktasal kaynakları kapsıyorsa; • Çalışanlar salınım kaynağının hemen yakınında çalışıyorlarsa; • Fabrika sert bir iklimde bulunuyorsa ve • Hava değişim sayısının minimum olması gerekiyorsa.

Tipik bir yerel havalandırma sistemi beş kısımdan oluşur:

• Fanlar • Emiş ağızları • Kanallar • Hava temizleyiciler • Bacalar

Şekil-10.12 Davlumbaz, kanal, hava yıkayıcı fan ve bacadan oluşan tipik bir yerel egzoz havalandırma sistemi

Yerel egzoz havalandırma, kirleticinin işyeri havasına dağılmasını önlemek için, yayılan kirleticiyi kaynağında veya yakınında yakalamak için tasarlanmıştır. Bir havalandırma sistemi için doğru fanı seçmek için bu bilgilerin bilinmesi gerekir:

• Taşınacak hava hacmi; • Fan statik basıncı; • Tipi ve havadaki kirletici derişikliği (bu fan tipi ve inşaat malzemeleri etkilediğinden) ve • Sınırlayıcı bir faktör olarak gürültünün önemi,


319

• Davlumbaz, içindekileri emer ya da bir salınım kaynağı oluşturulan kirleticileri alır. Alın hız basınç ve alın giriş kayıplarını (örneğin, yuva ve kanal giriş kayıpları) için kanal statik basıncına dönüştürür.

Bir havalandırma sistemi tasarımındaki dikkat edilmesi gereken parametreler; hacimsel debi, sıcaklık, nem ve hava kalitesidir. Seçilen ekipmanlar düzgün boyutta olmalıdır ve şunları kapsamalıdır:

• Dış hava ağızları veya kanallar • Filtreleri • Besleme fanlar ve hava besleme sistemleri • Isıtma ve soğutma bobinleri • Nem kontrol ekipmanları • Besleme kanalları • Dağıtım kanalları, kutular, plenumlar • Damperler • Dönüş hava plenumları • Egzoz havası debileri • Dönüş fanları • Kontrol cihazları

10.7 ENDÜSTRİYEL HAVALANDIRMA YÖNTEMLERİ Endüstriyel ortamlarda kullanılan mekanik havalandırma sistemleri iki gruba ayrılır:

1. Seyreltme (ya da genel) havalandırmada temiz, bozulmamış hava ile kirli hava karıştırılarak kirletici derişikliği azaltılır.

2. Yerel egzoz havalandırması, kaynağında ya da çok yakın yerde kirleri yakalar ve bunların dışarıya atar. 10.7.1 Genel Olarak Havalandırma Sisteminin Kısıtlılıkları

Sistem uzun yıllar çalıştığında bozulur çünkü kirler sistemde ve özellikle filtrelerde birikinti yapar.

Sürekli bakım gereklidir.

Düzenli ve planlı bakım işlemi problemlerin erken teşhisini ve doğru ölçümlerle desteklenmesini gerektirir.

Havalandırma sisteminin verimli olarak çalışmaya devam edebilmesi için değişikliklerin yalnızca kaliteli personel tarafından yapılması gerekir.

Aşağıdaki örnek sistemdeki değişiklerin sistem çalışmasını nasıl etkilediğini göstermektedir (Şekil-10.13).

Şekil-10.13 Sistem değişikliğinin etkisi Bir davlumbaz ve kol mevcut bir kanala eklenir. Yerel egzoz havalandırması, egzoz fanına daha uzaktaki yerlerden hava akışını azaltacak şekilde sistem içine hava emer. Yine, hava akımının tüm etkilenecektir. Sonuç olarak sistem daha hızlı bir şekilde yüklenecek ve diğer davlumbazlarda kirleri uzaklaştırmak için hava akışları yeterli olmayacaktır.


320 10.7.2 Taze Hava Girişi İle İlgili Bilinmesi Gerekenler Yerel havalandırma sisteminin önemli ve bazen gözden kaçan yönü, işyerinden atılan havayı karşılamak için yeterli miktarda dış hava sağlamak gerekliliktir. Büyük hava hacimleri egzoz edildiği zaman yeterince taze hava temin edilmezse, işyeri havasında negatif basınç oluşur. İşyerinde negatif basınç oluşması havalandırma sistemi direncini arttırarak daha az hava taşınmasına neden olur. Boşaltılan hava miktarını dengelemek için, kapı veya pencere veya diğer küçük açıklıklardan sızıntı yoluyla hava bina içine girmektedir. Sonuçta işçiler kışın soğuk havaya maruz olabilir ve ek ısıtma masrafları oluşabilir. Eğer bina kapılarının kapatılmasında bir zorluk varsa bu binanın aşırı negatif basınç altında olup olmadığını anlamak için basit bir yöntemdir. Dışarıdan temiz, kirlenmemiş hava getirmek için egzoz fanlarının bulunduğu yerin uzağında bir ayrı emme fanı kullanılmalıdır. Gerektiğinde bu temiz hava ve kışın ısıtmalı ya da yaz için soğutulmuş olmalıdır. 10.7.3 İşyerleri İçin En Uygun Havalandırma Sistemi Nasıl Belirlenir? Düzgün tasarlanmış bütün endüstriyel havalandırma sistemleri, işçileri uzun süreli koruyabilmesi gerekir. Aşağıdaki tabloda seyreltme ve yerel egzoz havalandırması karşılaştırılmıştır.

TABLO-10.1 Endüstriyel havalandırma sistemlerinin karşılaştırılması

Seyreltme Havalandırması Yerel Egzoz Havalandırması

Avantajları Dezavantajları Avantajları Dezavantajları

Genellikle düşük ekipman ve tesis maliyeti

Kirleticileri tamamen uzaklaştıramaz Kirleticileri kaynağında yakalar ve işyerinden uzaklaştırır

Tasarım, tesis ve ekipman maliyeti yüksektir

Daha az bakım gerektirir. Yüksek derece zehirli kimyasallar için uygun değildir.

Son derece zehirli hava kimyasalları için tek seçenek.

Düzenli temizlik, muayene ve bakım gerektirir

Düşük zehirli kimyasallar küçük miktarlarda için etkin kontrol

Tozlar, metal dumanları veya büyük miktarlarda gazlar veya buharlar için etkisizdir

Tozlar ve metal dumanları dâhil çok çeşitli kirleticiler için kullanılabilir

Yanıcı veya parlayıcı gaz veya buharlar için etkin kontrol

Büyük miktarda ısıtılmış veya soğutulmuş şartlandırılmış hava gerektirir

Daha küçük egzoz miktarı için daha az taze hava gerektirir

Mobil ya da dağılmış kirletici kaynaklar için en iyi havalandırma

Gazlar veya buharlar veya düzensiz salınımlarının değişken taşıma yükleri için etkisiz.

Taze havayı ısıtmak veya soğutmak için daha az enerji maliyeti oluşturur

10.8 SEYRELTME HAVALANDIRMASI (GENEL HAVALANDIRMA) Seyreltme ya da "genel" havalandırma, bir alan veya binadan büyük miktarda hava emip taze hava besleme işlemidir. Genellikle bir oda ya da bir bina duvarına veya çatısına yerleştirilmiş büyük egzoz fanlar içerir. Seyreltme havalandırması, tüm işyerini havalandırmak suretiyle bir işyerinde üretilen kirleticileri kontrol eder. Genel havalandırma kullanımında bir dereceye kadar, kirleticiler tüm işyeri boyunca dağıtır ve bu nedenle kirlilik kaynağı insanları etkileyebilir. Egzoz fanı, kirliliğe maruz kalan işçilerin bulunduğu yere yakın yerleştirilir ve kirli hava daha uzaktaki işçinin solunum bölgesinden çekilirse taze hava işçinin arkasından çekiliyor ise seyreltme havalandırması daha verimli hale getirilebilir. İyi ve kötü seyreltme havalandırma tasarım örnekleri için Şekil-10.14 ve Şekil-10.15’e bakınız. Kimyasal kirleticilerin kontrol etmek için kullanıldığında, seyreltme yalnızca aşağıdaki durumlarda ile sınırlı olmalıdır:

Üretilen kirleticilerin miktarları çok yüksek değildir,

Zehirlilik oranları nispeten orta seviyede,

İşçiler görevlerini kirlilik kaynağının hemen yakınında yürütmüyor ise. Kimyasal maddelerin kontrolünde genel havalandırma işlemi tavsiye edilmez, ancak derişikliği milyonda 100 parçacıktan daha az olan çözücüler (solvent) için kabul edilebilir.


321

a) b)

c) d)

Şekil-10.14 Tavsiye edilen seyreltme tipi havalandırma örnekleri (a, b.c,d)

Şekil-10.15 Tavsiye edilmeyen seyreltme tipi havalandırma örneği 10.8.1 Seyreltme Tipi Havalandırmanın Kısıtlılıkları İşçilerin korunması için bir yöntem olarak bu seyreltme havalandırmasında şunları dikkate almak gerekir:

Kirleri tamamen uzaklaştırmak mümkün değildir.

Yüksek derecede zehirli kimyasallar için kullanılamaz.

Toz ya da metal dumanlarında, büyük miktarlardaki gaz veya buharlar için etkili değildir.

Büyük miktarda ısıtılmış veya soğutulmuş taze hava gerektirir.

Düzensiz gazlar veya buhar salınımlarında veya değişken taşıma yüklerinde etkili değildir. Normal "kat" ya da "masa" fanları da bazen havalandırma yöntemi olarak kullanılır, ancak bu fanlar genellikle etkin bir kontrol olmadan çalışma alanı çevresinde kirleticileri uzaklaştırırlar. Açılan kapı veya pencere seyreltme havalandırma olarak kullanılabilir, ancak hava hareketi kontrollü olmadığı için yine bu yöntem güvenilir değildir.


322 Genel bir not olarak, seyreltme havalandırması büyük ölçüde "hacimsel" akış debisine bağlı olup havaya giren kirletici arttıkça verimlilik için taze işlenmiş hava oda havasına karıştırılır. Seyreltme havalandırması:

Bir ortama büyük miktarda hava gönderilerek ortamda sıcaklık kontrolü için kullanılır. Hava şartlandırılmış veya geri dönüşümlü olabilir.

Bir ortamda üretilen kirleticileri, yeterli miktarda dış hava ile karıştırarak, ortalama derişikliği emniyetli seviyeye düşürmek için kullanılır.

Seyreltme havalandırması (genel egzoz havalandırma) şu durumlar için uygundur:

• Salınım kaynakları bağıl olarak tehlike seviyesi daha düşük malzemeler içerir (Tehlike seviyesi zehirlilik, dozaj oranı ve bireysel sorumluluk ile ilgilidir)

• Salınım kaynakları birincil olarak buhar veya gazlardır veya küçük solunabilir boyutta aerosollerdir (bir yere çökelmesi mümkün değildir)

• Salınımlar aynı boyutta ortaya çıkar • Salınımlar geniş bir ortama yayılmıştır • Ilıman iklim koşulları etkindir • Isı, dış hava ile emilebilecek seviyededir • Buharların derişiklikleri bir muhafaza içinde azaltılabilir • Taşınabilir veya mobil salınım kaynakları kontrol edilebilir • Genel egzoz havalandırması, kirleticilerin işyeri havası tarafından emilmesine izin verir, sonra

derişikliklerinin müsaade edilebilir seviyeye düşürülmesi için seyreltilir (Ki: Müsaade edilebilir iç hava derişikliği veya daha altı)

• Seyreltme sistemleri sıklıkla buharlaşan sıvıların kontrolü için kullanılır 10.8.2 Seyreltme Havalandırması İçin Havalandırma Yükleri Birim hacim başına saatteki hava değişim sayısı genellikle seyreltme havalandırma yükünü ölçmek için bir yol olarak kullanılır. Hava değişim sayısı bir dakika veya bir saat içinde çalışma alanındaki tüm hacmin değiştirilmesi anlamına gelir. Aşağıdaki formül, hava değişim oranını belirlemek için kullanılabilir: (m3/h) (10.1)

Hd: Hava değişim sayısı (defa/saat= 1/h= h-1) (Tablo-6.9) Vm: Ortamın toplam hacmi (m3) Örnek olarak taban alanı 1200 m2, yüksekliği 8 m olan bir işyerinde saatteki hava değişimi 8 alınırsa toplam debi:

(m3/h) bulunur.

Gerekli debisi için bazen havalandırma şartnameleri ve havalandırma tasarım standartları verilir. Örneğin, bir yanıcı depolama oda Amerikan OSHA şartnamelerine göre saatte altı hava değişimi gerekir. Kanada Ulusal Yapı Kodu (NBC) konutlarda, ısıtma sezonunda baca geri tepmesini önlemek için en az (0,5) hava değişimi sağlayabilen mekanik havalandırma sistemi gerektirir. Hava değişim sayısına bağlı seçim kriteri ısı ve/veya kokular gibi bazı tehlikelerin kontrolü için uygun bir ölçüt olmayabilir. Hava debisi, üretilen kirletici miktarına ve bu kirleticilerin (oda sadece boyutuna bağlı değil) zehirlilik sınıfına göre belirlenmelidir. Bu yöntemde ortamda meydana gelecek zararlı maddelerin (gazlar, buhar, toz, vb.) saatteki miktarına göre, saatteki gerekli hava debisi hesaplanır. Şu formülle bulunur:

[m3/h] (10.2)

SM: Zararlı maddelerin yayılım hızı [cm3/h veya mg/h] Ki: Müsaade edilen iç hava derişikliği [cm3/m3 veya mg/m3] (Tablo-10.7) Kd: Dış hava zararlı madde derişikliği (genelde 0 alınabilir) [cm3/m3 veya mg/m3]


323 Örnek: 15 000 m3 hacimli bir yeraltı garajının havalandırılması için gereken dış hava miktarını bulunuz. (Saatte hacmin havasına 3,5 m3 CO/h ilave edilmektedir. Dış hava zararlı maddeleri Kd=10 cm3/m3 kabul edilecektir.) Çözüm: Tablo-10.7’den CO için Ki=50 cm3/m3 alınırsa, V = 3,5x106/(50-10) = 87500 m3/h bulunur.

TABLO-10.7 Maksimum iş yeri yoğunluğuna göre müsaade edilen kirletici madde miktarları

Zararlı Madde Ki Zararlı Madde

Ki

cm3/m3 [ppm] mg/m3 cm3/m3 [ppm] mg/m3

Aseton (CH3-CO-CH3)

Acrylnitril (CH:CH.CN)

Amonyak (NH3)

Eter

Etilasetat

Benzin

Benzol (C6H6)

Kurşun (Pb)

Bütan (C4H10)

Kloridrojen

E 605

Karbondioksit (CO2)

Karbonmonoksit (CO)

Metanol (CH2 OH)

1000

20

50

400

400

500

10

-

1000

5

-

5000

50

200

2400

45

35

1200

1400

2000

32

0.2

2350

7

0.1

9000

55

260

NaOH

Nikotin

Ozon (O3)

PH3

Propan (C3H8)

Civa (Hg)

Nitrik asit (HNO3)

Sülfirik dioksit (SO3)

Sülfirik asit (H2SO4)

SH2

Terebantin

CCl4

C(NO2 )4

-

-

0.1

0.1

1000

-

10

50

-00

20

-

10

1

2

0.5

0.2

0.15

1800

1.0

25

13

1

30

560

65

8

10.9 YEREL EGZOZ HAVALANDIRMASI Yerel egzoz sistemi, seyreltme havalandırma aksine, işyerine yayılmış olan kirlilikleri kaynağında veya yakınında yakalamak suretiyle hava kirleticileri kontrol etmek için kullanılır. Yerel egzoz genelde yüksek seviyede zehirli kirleticileri, işçi solunum bölgelerini ulaşmadan kontrol etmek için kullanılan çok daha etkili bir yoldur. Bu tip bir sistem genellikle aşağıdaki durumlarda tercih edilen kontrol yöntemidir:

Hava kirletici ciddi sağlık riski oluşturmaktadır.

Büyük miktarlarda toz veya duman üretilir.

Soğuk havalarda havalandırma için artan ısıtma maliyetleri endişesi vardır.

Salınım kaynakları sayısı azdır.

Salınım kaynakları işçi nefes bölgelerine yakındır. Genel olarak bir yerel egzoz sistemi, ev tipi vakum süpürgeye benzer şekilde çalışır, hortumu kirlerin bulunduğu yere mümkün olduğunca yakındır. 10.9.1 Yerel Egzoz Havalandırması Elemanları Yerel bir egzoz sistemi altı temel unsura sahiptir:

Bir “davlumbaz” veya açıklıkla kirleticileri kaynağında yakalar.

Kanallar havadaki kimyasalları sisteme taşımak için kullanılır.

Bir hava temizleme cihazı sisteminde hareket eden hava kirleticileri uzaklaştırır (her zaman gerekli değildir).

Fanlar havayı sistem boyunca hareket ettirir ve dış ortama egzoz eder.

Kirlenmiş hava bir baca üzerinden boşaltılır.

Egzoz havası, taze hava ile değiştirilir. 10.9.2 Davlumbazlar ve Temel Tipleri Bir davlumbaz – daha doğru tanımla yerel egzoz davlumbazı - kirlenmiş havanın havalandırma sistemi içine çekilme noktasıdır. Davlumbaz boyutları ve şekilleri belirli görevler veya durumlar için tasarlanmıştır. Davlumbaz alın kısmında ve iç kısımdaki hava hızı, kirleticileri yakalamak ya da taşımak için yeterli olmalıdır. Daha etkili olabilmesi için, davlumbaz yüzeyi kirletici kaynak civarına veya mümkün olduğunca kirlilik kaynağına yakın olarak yerleştirilmelidir.


324 Üç temel davlumbaz sınıfı mevcuttur:

Kapsayıcı Alıcı Yakalayıcı

Kapsayıcı Davlumbaz Kapsayıcı davlumbazlar ya da "duman" davlumbazları, süreci veya bir noktada üretilen kirleticileri çevrelerler. Tamamen kapalı davlumbazlar (bütün taraflar kapalı), eldiven kutuları ve taşlama başlıklarıdır. Kısmen kapalı davlumbaz örnekleri, laboratuar davlumbazları veya boya sprey kabinleridir (iki veya üç tarafı kapalı). Kapsayıcı davlumbaz yaygın olarak tercih edilir (Şekil-10.16). Alıcı Davlumbaz Bu "alıcı" davlumbazlar bir kaynaktan çıkan salınımları belli bir başlangıç hızında yakalamak için tasarlanmıştır. Örneğin, kapak (kanopi) olarak adlandırılan bir tür davlumbaz, yükselen sıcak hava ve gazı emer (Şekil-10.17). Bir diğer kapak davlumbaz örneği bir eritme fırını üzerinde yerleştirilmiştir. Yakalayıcı Davlumbaz

Bu yakalayıcı davlumbaz onu çevreleyen bir mesafe olmadan, salınım kaynağının bitişiğine yerleştirilir. Örnekler

köşeli bir tankın üzerine yerleştirilmiş dikdörtgen bir davlumbaz (Şekil-10.18'da görüldüğü gibi) veya bir kaynak ya

da taşlama masa tezgâhı (Şekil-10.19) veya el taşlama tezgâh için bir aşağı doğru bakan bir davlumbazdır (Şekil-

10.20) .

Şekil-10.16 Kısmen kapsayıcı davlumbaz Şekil-10.17 Alıcı davlumbaz

Şekil-10.18 Yakalayıcı davlumbaz Şekil-10.19 Kaynak veya taşlama amaçlı yakalayıcı davlumbaz


325

Şekil-10.20 El taşlaması için alttan emen davlumbaz 10.9.3 Yakalama Hızının Anlamı Havalandırma sistemi kirleticileri, hava ile birlikte egzoz davlumbazının içine emerek uzaklaştırır ve işçi veya kaynaktan uzağa atar. Davlumbaz ağzında hava hızı kirleri davlumbaz ve kanala ulaştırmak için “yakalayacak veya taşıyacak” hızda olmalıdır. Gerekli hava hızına “yakalama hızı” adı verilir. Davlumbaz ve çevresi dışından herhangi bir hava hareketi hava davlumbazın içine akarak emişini etkileyebilir. Havalandırma sistemi bu sapmaların üstesinden gelmek için daha yüksek bir hava hızı gerektirir. Mümkün olduğunca, havalandırma sisteminin etkin çalışması için hava hareketini etkileyen diğer kaynakları en aza indirilmeli veya ortadan kaldırılmalıdır. Dış hava hareketinin yaygın kaynakları şunlardır:

Özellikle sıcak süreçlerin veya ısı üreten faaliyetlerden termal hava akımları,.

Taşlama, bant konveyör, vb gibi makine hareketi

Sönümleme veya doldurma gibi malzeme hareketi

Operatör hareketleri

Oda hava akımları (genellikle minimum 0,25 m/s alınır ve daha yüksek olabilir)

Hızlı hava hareketi noktasal (spot) soğutma ve ısıtma donanımlarından kaynaklanır Yakalama hızlarının çoğu yaklaşık 0,5 m/s civarındadır. Zar zor hissedilen yandan gelen hava hareketi 0,5 m/s kadardır. Bu bir davlumbazın kirletici maddeleri, diğer yönlerden gelen hava hareketlerinden etkilenmeden ne kadar yakaladığını görmek kolaydır (Şekil-10.21).

Şekil-10.21 Yakalama hızının rekabetçileri

10.9.4 Davlumbaz Tasarımında Genel Kurallar Davlumbaz boyutu ve şekli, hava akımının büyüklüğü, konumu ve hızı tasarım konularında önemli bir rol oynamaktadır. Her tip davlumbazın da özel tasarım gereksinimleri vardır, ancak bazı genel ilkeler tüm davlumbazlar için geçerlidir:

Davlumbaz tercihen kirlenme kaynağına mümkün olduğu kadar yakın yerleştirilmelidir, tercihen onu kapsamalıdır. Kaynağa daha yakın yerleştirmek, kirleri kontrol için daha az hava gerektirecektir. Gerekli olan hava debisi Şekil-10.22'de gösterildiği gibi bir kaynak uzaklığının karesi ile değişir.


326

Havanın yeterince kirletici yakalaması için kirletici kaynağından yeterli hız ile davlumbazın içine alınması gerekir.

Hiçbir zaman operatör, kirletici madde kaynağı ile davlumbaz arasında kalacak şekilde yerleştirilmemelidir.

Kirleticilerin doğal hareketi dikkate alınmalıdır. Örneğin davlumbaz, sıcak işlemlerde yükselen gazları ve ısıyı yakalamak için yukarıda yer almalıdır. Bir taşlama veya ağaç doğrama makinesinde uçan talaşları yakalamak için kısmi kapsayıcı davlumbaz ile donatılmış olmalıdır.

Flanşlar veya başlıklar, etraftaki yakalama etkinliğini artırmak ve havalandırma debi gereksinimlerini azaltmak için davlumbaz çıkış kısmının etrafında kullanılmalıdır.

Şekil-10.22 Bir yarıklı (slot) davlumbazın debisi, emiş mesafesinin karesiyle artar 10.9.5 Davlumbazların Testi ASHRAE 110 (test) duman davlumbaz performansını değerlendirmek için bilinen yöntemdir. Testi nitelikli bir insanın yapması gerekir. 10.9.6 Davlumbaz Hava Debisi Hesabı Endüstriyel havalandırma sisteminde kullanılan emiş ağızları ve davlumbazların amacı, kirletici kaynağından doğudan emiş yaparak, minimum emiş havası ile maksimum temizlik kontrolü yapabilmektir. Davlumbazların tasarımında, havayı davlumbaza çekmek için gerekli uygun hava debisinin belirlenmesi en önemli aşamayı oluşturur. Bu amaçla yakalama hızı kavramı geliştirilmiştir. Yakalama hızı, davlumbaza girmeden önce kaynak bölgesinde kirli havanın sahip olması gereken hızdır. Kaynakta oluşan kirletici hava akımına karışır ve davlumbazla emilen hava ile taşınır. En basit flanşsız düz davlumbazlar için gerekli hava debisi;

Q = V. (10.x2 + A) ifadesi ile bulunabilir. (10.x)

Burada, Q = Hava debisi, [m3/s] V = Yakalama hızı, [m/s] x = Davlumbaz girişi ile kirletici kaynağı arasındaki mesafe, m A= Davlumbaz girişi yüzey alanı, [m2] Farklı şekillerde ve flanşlı hallerde daha küçük debilerle aynı yakalama hızını sağlamak mümkündür. Görüldüğü gibi kaynakla davlumbaz arasındaki mesafenin büyük etkisi vardır. Kaynak davlumbaza mümkün olduğu kadar yakın olmalıdır. Kaynağa 1m den daha uzaktaki davlumbazlar etkisiz kabul edilir.

TABLO-10.8 Yakalama hızları

Kirletici Yayılma Koşulları Örnekler Yakalama Hızı [m/s]

Durgun havaya ön hız olmaksızın yayılma Tanklardan buharlaşma 0,25-0,5

Düşük hızda durgun sayılabilecek havaya ayrılma Depo doldurma, düşük hızlı konveyor, kaynak 0,5-1,0

Hızlı hava hareketine aktif biçimde karışma Konveyör yüklemesi, kırıcılar, kömür elekleri 1,0-2,5

Çok hızlı hava akımına yüksek hızla karışma Öğütme, patlama, sıcak eleme 2,5-10


327 Serbest emiş yapan emme ağzı düz veya flanşlı dairesel kesitli özel emişinin, emme ağzındaki hız dağılışı aşağıdaki şekillerde gösterilmiştir.

Şeki-10.23 Düz dairesel açıklıklar ve flanşlı dairesel açıklıklar arasında yakalama oranı farkı

TABLO-10.9 Davlumbaz tipleri

Davlumbaz Tanım Kenar Oranı: W/L Hava Debisi

Slot

0,2 veya daha az

Q=3,7 L.V.X

Flanşlı slot

0,2 veya daha az

Q=2,8 L.V. X

Düz açıklık

0,2 veya daha büyük

Q=V (10 X2+A)

Flanşlı açıklık

0,2 veya daha büyük

Q=0,75 V (10 X2+A)


328

TABLO-10.9 Davlumbaz tipleri (devam)

Davlumbaz Tanım Kenar Oranı: W/L Hava Debisi

Kanal ağzı

İşe uygun

Q=V A=V.L.W

Kapak (kanopi)

İşe uygun

Q=1,4 (L+W).2.H.V

Düz çoklu slot açıklıklı

0,2 veya daha fazla

Q=V(10 X2+A)

Flanşlı çoklu slot açıklıklı

0,2 veya daha fazla

Q= 0,75 V(10 X2+A

10.10 TEMEL ÖLÇÜM (TEST) CİHAZLARI • Duman boruları • Rüzgâr ölçerler, hava hızölçerler (anemometreler):

- pervaneli anemometre - termal veya sıcak telli anemometre

• Basınç hisseden cihazlar: - U-borusu veya elektronik manometreler - Pitot tüpü - termal (termal ve sallanan pervaneli cihazlar ile statik basınç dolaylı olarak ölçülür) - kadranlı("körüklü") göstergeler

• Gürültü izleme cihazları • Şerit metreler • Diğerleri: bezler, el feneri, ayna, takometre • Yanıcı gazölçerler veya oksijen metreler • CO, CO2, formaldehit için örnekleme boruları


329

Şekil-10.24 Pervaneli anemometreler Şekil-10.25 Sıcak telli anemometre

Şekil-10.26 Pitot tüpü ve göstergesi Şekil-10.27 Ölçüm davlumbazı (kanopi) 10.10.1 Ölçümler

• Kanal çapları, kanal alanlarını hesaplamak için ölçülür. • Kanal iç çaplarını ölçmek çok önemlidir ancak levha metal kanal için dış çap ölçümü de yeterlidir.

• Kanalı ölçmek için, şerit metre kanalın çevresi çapı boyunca açılarak ölçülür ve (3,142) sayısına bölünerek kanal çapı bulunur.

• Emiş ağzı ve kanal boyutları planlar, çizimler ve şartnamelerden hesaplanabilir. • Ölçümler şerit metre kullanılarak yapılabilir. • Şayet bir kanal 0,75 m veya 1,2 m’lik kısımlardan oluşuyorsa, bu kısımlar hesaplanır (dirsekler ve Te’ler

eşdeğer uzunluğa dönüştürülmelidir) • Emiş ağzı yüzey hızları, ağzın dış yüzey kısmından velometre, duman borusu ve sallanmalı kanatlı

anemometreler ile ölçülebilir. Bunların tümü taşınabilir, güvenilir ve batarya gerektirmez. • Minimum hız bir anemometreden 0,25 m/s olarak ölçülebilir. Ölçüm cihazı daima dik pozisyonda

tutulmalı ve yalnızca cihazla birlikte verilen boru kullanılmalıdır. • Anemometreler içinde toz ve nem olan kanallarda kullanılmamalı çünkü hava doğrudan cihaz içine girer

ve onun çalışmasını etkiler. • Cihaz periyodik temizlik ve yılda bir kez kalibrasyon gerektirir. • Sıcak telli anemometreler aerosol (sıvı tanecik) içeren hava akıntılarında kullanılmamalıdır.


330 10.10.2 Emiş Ağzı Yüzey Hız Ölçümü

• Hayali alanları işaretleyin; • Her alanın merkezindeki hızı ölçün ve tüm ölçümlerin ortalamasını alın. • Duman, görülebilir olduğundan yüzey hızını ölçmede kullanışlıdır. • Duman emiş ağzından uzakta sürüklenir, emiş ağzı tarafından yakalanır veya çalışanların teneffüs ettiği

havaya doğru geçer. İşlem çok hızlı ve havalandırma sistemi uygun çalışmadığında bu işlem yöneticilere ve çalışanlara güven vermez.

Duman yüzey hızını kabaca tahmin etmek için kullanılabilir:

Şekil-10.28 Emiş ağzı yüzey hızının ölçümü

• Emiş ağzı statik basınçları, düz kısmın 4-6 kanal çapı kadar uzaktan ölçülmelidir. • Ölçüm pitot tüpü ile yapılabilir veya levha metal kanal üzerindeki statik basınç deliğinden ölçülür.

Şekil-10.29 Statik basıncın ölçüm yeri

• Basınç göstergeleri çok çeşitli tiplerde olabilir, en basiti U manometredir. • Kanal hızı ölçümleri doğrudan (velometre ve anemometre ile) veya kanal hız basıncı kullanılarak

(manometre ve pitot tüpü ile) dolaylı olarak yapılabilir. • Ağız yerleşimi olabildiğince salınım (emisyon) kaynağına yakın olursa verimli olur. Salınım kaynağından

maksimum mesafe 1,5 kanal çapını aşmamalıdır. • Ortalama yakalama hızından (Vc) kanal hızına doğru (Vd) flanşlı emiş ağzından basit bir daralma

parçası ile kanala bağlanır. • Örnek olarak bir salınım kaynağı emiş ağzından bir çap mesafesi kadar ön kısımda ve kanal hızı Vd=15

m/s ise beklenen yakalama hızı Vc=1,5 m/s olur. • Ağızdan 2 çap kadar mesafede yakalama hızı 10 katsayısı kadar azalır ve 0,15 m/s olur.

Şekil-10.30 Emiş ağzında yakalama hızının mesafe ile değişimi


331

Şekil-10.31 Maksimum yakalama hızının gösterimi

10.11 KANAL SİSTEMLERİ Endüstriyel havalandırma sistemlerinin ikinci elemanı hava kanallarıdır. Bir binadaki havalandırma sistemi; hava hareket cihazı olan fanlar, körükler ve kirlenen iç havayı egzoz edecek, taze havayı dış havadan içeriye getirecek kanal bağlantı sisteminden oluşur. Hava kanallarının kullanım amacı; emiş ağızları ve davlumbazlar ile kirlilik kaynağından doğrudan emilen kirli havanın taşınmasını sağlamaktır. Kirleticileri içeren bu hava kanallarının yuvarlak olması tavsiye edilir. Çünkü:

Yuvarlak kanallarda hız daha üniformdur, dolayısıyla tanecik karakterli kirleticilerinin çökelme ihtimali daha azdır.

Normal olarak emiş sistemlerinde uygulanan yüksek statik basınçlara daha dayanıklıdır. Eğer şartlar dikdörtgen kanal yapılmasına zorluyorsa, bu kanalların mümkün olduğu kadar kare kesite yakın olmasına çalışılmalıdır. Kanallarda hava akışında minimum taşıma hızı ifadesinden bahsedilir. Bu hız taneciklerin çökelmeden taşınabilecekleri en düşük hızdır. Kanal tasarım hızları, minimum taşıma hızından biraz daha yüksek alınabilir. Fakat hızlar hiçbir zaman limit değerinden daha aşağıda olmamalıdır. Tabloda tavsiye edilen hava hızları esas alınarak kanal kesitleri hesaplanmalıdır.

Seçilen hava hızı ve debiye karşılık gelen düz kanal kaybı ve özel kanal kayıpları (dirsek, redüksiyon, birleşme vb.) hesaplanır.

Emiş ağzı basınç kaybı ve eğer sistemde kullanıldıysa, özel hava filtreleme sistemi basınç kaybı da göz önüne alınarak, havalandırma sisteminin toplam basınç kaybı hesaplanır.

TABLO-10.10 Kirletici taşıma hızları

Kirletici cinsleri Örnekler Taşıma hızı (m/s)

Buharlar, gazlar, dumanlar Bütün gazlar, buharlar, dumanlar 5-10

Dumanlar Kaynak 10-13

Çok ince hafif tozlar Pamuk elyafı, ağaç tozu 13-15

Kuru tozlar İnce lastik, bakalit, pamuk, hafif rende, deri tıraşlama tozları 15-20

Ortalama endüstriyel tozlar Öğütme, kahve taneleri, ayakkabı tozu, granit, silika, tuğla ve seramik kesme, kaya, döküm, kireç, asbest tozları

18-23

Ağır tozlar Testere (ağır ve ıslak) metal tozları, döküm işlemlerindeki tozlar, kumlama tozu, dökme demir kesme tozu, kurşun tozu

20-23

Ağır ve ıslak tozlar Küçük parçalar halinde kurşun, ıslak çimento tozu, boru kesme makinelerinden çıkan asbest talaşları, yapışkan elyaf (naylon, vb)

23 ve üzeri

10.11.1 Kanal Tasarımının Bazı Temel Prensipleri Kanal sistemleri, havanın kanal içinde olabildiğince az sürtünme kaybı veya direnci oluşturacak şekilde tasarlanmalıdır. Bir kanaldan geçen havanın miktarı (debisi) bir kanalın kesitine ve hava hızına bağlıdır. Hava hareketi çok yavaş olduğunda kirletici maddelerin kanal içinde çökelti yapmasına, toplanmasına ve sonunda kanalı tıkamasına neden olur. Hava hareketi çok yüksek olduğunda çok fazla enerji harcanır, gürültü problemleri


332 ortaya çıkar ve toz parçalarının kanal çeperlerini aşındırmasına neden olur. Farklı tip kirleticiler için tavsiye edilen hızlar Tablo-10.5’de verilmiştir. Kanal sistemlerinde, tipik olarak kirletici maddeleri nispeten küçük miktarlarda hareket ettirmek için büyük miktarda hava gerekir. Gerekli hava debisi, kirletici maddelerin mevcut hacimdeki kabul edilebilir bir derişikliğine bağlıdır. Dikkatli bir tasarım yapılmış sistem gerekli hava derişikliği sağlanırken daha az güç harcanmış olur. Diğer tasarım konuları ilk yatırım maliyetleri, güvenilirlik, bakım ve hava taşıma ekipmanlarının dayanıklılığını içerir. 10.11.2 Bir kanalda Kaçak veya Tıkanma Nedenleri Kanallar aşağıdaki ana nedenlerden dolayı tıkanır veya kaçak yapabilir: Düşük Hava Hızı: Kanalların iç yüzeyi, kirleticileri taşımak için hava hızı yeterli olan bir kademe içinde olmalıdır. Herhangi bir kanalda kanal boyutunu veya hava debisinin değiştirilmesi minimum hızı değiştirebilir. Sistemin bir bölümünde küçük bir değişiklik genel sistem ve performansını etkileyebilir. Esnek Kanallar: Pürüzlü (yivli) esnek kanallar daha fazla sürtünme oluşturur ve büküm kayıpları hava hızını azaltabilir. Kanal Sistemi Değişiklikleri: Mevcut kanal sistemine davlumbaz ve kanalları eklenirse, onu ayarlamak ya da hava akımını yeniden "dengelemek" gereklidir. Uygun şekilde yeniden dengelenmediğinde sistem "kendi kendine dengelenmiş" olur - genellikle hava hızı, daha yüksek bir dirence sahip bölümlerde azalacaktır. Azaltılmış hava hızı, yabancı maddelerin kanal içinde çökelti yapmasına neden olur.

TABLO-10.11 Bazı temel kanal tasarım prensipleri

Kanal tasarım prensipleri

Prensip Daha az akış direnci için tasarımlar Hava akış direncini arttıran tasarımlardan kaçınılmalıdır

Hava akış sisteminde hava türbülansı ve direncini mümkün olduğunca en aza indirin.

Yuvarlak kanallar kare kanallardan (daha az yüzey alanı) daha az direnç oluşturur.

Parlak, sert kanallar; esnek, pürüzlü kanallara nazaran daha az direnç oluşturur.

Kısa kanallar, uzun kanallardan daha az direnç oluşturur.

Düz kanallar kısa keskin dirsekli kanallardan daha az direnç oluşturur.


333 Kanal ayrılmaları dik açılar yerine daha küçük açılarla girmelidir. Kanal kolları aynı noktadan ana kanala bağlanmamalıdır.

Kademeli dirsek, keskin dirsekten daha az direnç oluşturur.

Büyük çaplı kanallar, küçük çaplı kanallara göre daha az direnç oluşturur..

Parçacık tuzakları, yerleşme odaları veya “temizlik çıkışları” mevcut ya da kullanılmış değildir: Bir banal bağlantı sisteminin bazı noktaları sıkça temizlenmesi, ana sistem temizlik gereksinimlerini azaltacaktır. Çok yaygın bazı arıza noktalarını izlenmesiyle kanallardaki bakım gereksinimleri en aza inebilir. Hızlı veya sıkça tıkanan yerlerdeki temizleme veya giriş kapakları, temizleme işlemini daha kolay hale getirir (Şekil-10.32).

Şekil-10.32 Kanal sistemindeki tipik temizleme kapağı

Ani hava akış yön değişimleri: Kir birikintileri, kısa yarıçaplı dirsek ve "T" tipi branşman bağlantılarında daha sık görülür. Aşağıdaki şekilde ani hava yön değişiklikleri örnek ile gösterilmiştir.

Şekil-10.33 Keskin dirsek yoğun birikintiye neden olur Şekil-10.34 Asla T bağlantı ve keskin dönüşler

kullanılmamalıdır

10.11.3 Kanaların Tasarlandığı Gibi Çalışıp Çalışmadığı Nasıl Anlaşılır? Havalandırma sistemi ile performans sorunlarının çoğunda kanalların yanlış işleyişi vardır. İyi tasarlanmış ve uygun kurulmuş bir sistemde, zaman geçtikçe sorunlar ortaya çıkabilir. Bu sistemin tasarım şartlarında çalıştığından emin olmak için ve olası sorunları gidermek için düzenli tarifeli olarak kanal şebekesinin hava debisini ve statik basıncını ölçmek gereklidir. Bu amaçla havalandırma uzmanları veya sağlıkçıları gibi eğitilmiş insanlar özel cihazlar kullanarak bu ölçümleri yapmalıdır.


334 Ancak, aşağıda basit bir denetim yürütmek için bazı ipuçları vardır. Başlamadan önce, havalandırma sisteminin bir çizimine bulunduğundan emin olun. Sistemin tümü hakkında konuşabilmek için aşağıdaki notları dikkate alın:

Kirletici yakalama yeteneğinde azalma (kirletici kaçakları ölçülebilir ya da bazen görülebilir).

Bir kanalda sabit tıkanıklık olabilir. Bu birikintilerin katman olup olmadığını görmek için bir sopa ile dokunun.

Hasarlı kanallar (ezikler, delikler).

Hasarlı veya eksik contalar.

Havalandırma sistemine bağlı ekipman üzerinde görebilir tozlar olabilir

Sistem için açık girişler (özellikle sistemin ilk kurulumdan sonra da eklenmiş olabilir)

Açılmış patlama kapıları veya diğer açıklıklar

Kanallar kesiciler ve boş flanşlar ile çevrelenmiştir. Yukarıdaki problemler, sistem denetimi esnasında muhtemel nedenler ile ilgili herhangi bir doküman olabilir. Bu problemlerin bina bakım personeline, sorumlu müdüre veya mümkünse bir havalandırma uzmanına aktarılması gerekir.

10.12 HAVA TEMİZLEME CİHAZLARI (FİLTRELER) Bir havalandırma sisteminde, bir hava temizleme cihazı havada mevcut olan kirletici maddeleri yakalar veya uzaklaştırır. Kullanılan hava temizleyici türü şunlara bağlı olacaktır:

Uzaklaştırılacak hava kirletici tipi

Havadaki kirletici derişikliği

Ne kadar kirletici uzaklaştırılacağı bu konudaki yönetmelikler veya standartları karşılaması gerekir

Zehirli kimyasal kirleticilerin tipi ve derişikliği

Toz parçacıklarının tipi ve büyüklüğü

Sıcaklık, nem, vs

Yangın güvenliği ve patlama kontrolü

Hava kirliliği kontrol yönetmeliği Katı Parçacıklar İçin Kullanılan Hava Temizleme Cihazları Parçacıklar (örneğin, toz, sis, duman, duman, duman ya da spreyler gibi havada ince katı parçacıklar ya da sıvı süspansiyonu) için kullanılan hava-temizleyiciler şunlardır:

Santrifüj toplayıcılar (siklonlar)

Patlaçlı (jet pulse) kartuş filtreler

Patlaçlı (jet pulse) panel filtreler

Patlaçlı (jet pulse) torba filtreler

Sarsak motorlu torba filtreler

Mobil filtreler

Yağ tutucu filtreler

Elektrostatik toz tutucular

Dik tip yıkayıcılar (scrubberlar) Gaz ve tanecik derişikliklerinin yüksek olduğu (20–40.000 mg/m³) endüstriyel uygulamalarda özel emiş ağızları veya davlumbaz sistemi ile kaynaktan veya bölgesel olarak emilen hava, kanal ve fan yardımı ile toplanıp filtreleme cihazlarından geçirilerek dışarı atılmalıdır. Havanın atmosfere atılabilmesi için tesisatın sonunda gaz ve taneciğin havadan ayrılması gerekir. Bazı durumlar dışında bugün için kirli havayı direkt atmosfere üflemek olanaksızdır. Çünkü böyle bir hava çevreyi rahatsız etmektedir. Çevre havasını bozmamak için müsaade edilen sınır değerler yığın mal ve hava debisine bağlantılı olarak saptanmıştır. Maksimum toz derişikliği 150 mg/m³ hava için tehlikesiz sayılmaktadır.


335

TABLO-10.12 Hava temizleyici tipleri

Kirleticiler Hava temizleyici tipleri Performans ve yorumlar

Parçacıklar

Siklon 2 m için %0; 5 m için %50 verim (küçük parçacıklar için uygun değildir)

8 m için %90 verim (büyük parçacıklar için uygundur)

Elektrostatik çökeltici <5 m için verim %80-%99

5-10 m için verim %99 Çok düşük veya çok yüksek elektrik iletkenliğine sahip parçacıklar için

verimli değildir

Kumaş filtre Çok küçük parçacık boyutları için iyi ancak toz filtresi üzerinde çökelti yapar, hava akış direnci artar

Ventüri, siklon tip ıslak sistemler <5 m parçacıklar için %20 ila %80 arasındadır (düşük verimli)

>5 m parçacıklar için%95 verimlidir. Atıkları uzaklaştırmak için sulu çamur gerekir.

Gazlar ve buharlar

Katı emicili (adsorbsiyon) En yaygın olanı aktif karbon filtrelerdir, ancak filtre dolduğunda aniden verimsizleşir

Kimyasal yıkama Özel kirleticiler için uygundur

Termal yakıcılar Yanma istenmeyen yan ürünlere neden olabilir

10.12.1 Santrifüj Toplayıcılar

Bu tip ayırıcılarda tanecikler, hava akımına “spin hareketi” (hem dairesel, hem de düşey hareket) verilerek ayrılır.

Endüstriyel toz toplama sistemlerinde 50 mikrona kadar olan taneciklerin tutulmasında kullanılır.

Filtrelerden önce kullanıldığında filtre ömrünün uzamasını sağlar.

Paralel bağlanarak yüksek kapasiteler çıkılabilir. Santrifüj toplayıcıların en yaygın türü bir siklon toplayıcıdır. Bu toplayıcı (bir siklon veya kasırga benzeri) "dönme" için havayı zorlayarak havadan parçacıkları ayırır. Dönen hava kirleticileri hava akımının dış kenarına "atar" ve parçacıkların hava akımının dışına düşmesine veya yerleşmesine neden olur. Siklon toplayıcılar yaygın olarak hava akımından kaba tozları ayırıcı olarak ve sıklıkla verimli bir filtreden önce ön temizleyici olarak ve/veya bir ürün ayırıcı olarak kullanılır. İnce taneciklerin toplanması için uygun değildir. Cihaz esas olarak düşey bir silindirden ibarettir. Alt kısmı konik bir yapıya sahiptir. Siklonun üst kısmındaki girişten yüksek hızla giren kirli hava siklon konstrüksiyonu vasıtasıyla helisel bir akış formu verilerek, yoğunluğu taşıyıcı ortamdan daha yüksek olan parçacıkların merkezkaç kuvveti ile siklon cidarlarına yönlendirilmesi sağlanır. Siklonlar tozsuzlaştırma sistemlerinde, havadaki iri taneli tanecikleri tutmak için kullanılırlar. Siklonlar, yapıları ve çalışma prensipleri itibari ile ince tanecikli tozlarda çalışmaya uygun değildirler. Siklonlar ayrıca toz yükünün fazla olduğu sistemlerde filtre öncesi birinci kademe toz tutucu olarak görev yaparak filtreye gelen toz yükünü azaltırlar. Bu sayede filtre ünitesini daha verimli kullanmak mümkün olmaktadır. Yan cepten giren gaz - parçacık karışımı 360° döndürülür, oluşan santrifüj kuvvet sayesinde havadan ağır tozlar ve parçalar siklonun iç cidarına savrulur. Merkeze yakın bölümlerde hava ikinci girdabı oluşturur. Tozlar ve parçacıklar cidardan siklonun alt hunisine düşerken hava orta kısımdan yukarıya doğru yönelerek çıkış ağzından siklonu terk eder. Alt çıkışa bağlanan motorlu hava kilidi sayesinde havadan ayrılmış katı malzeme aşağıya dökülür. Siklon, merkez kaç kuvvetinin etkisi ile karışım halindeki gaz ve katı maddeyi birbirinden ayıran sistemdir. Siklon içindeki ani hız değişimi nedeni ile ataletini kaybeden tanecikler siklon cidarından süzülerek alt konik toplama bunkerine akarlar. Bu mekanizma sonucu içerdiği tozlardan arınmış olan gaz, siklon merkezindeki çıkış borusu vasıtasıyla siklon üst kısmından dışarıya verilir. İçerisindeki uçucu kül ve kurum bulunan duman gazları ile aşırı miktarda parçacık ihtiva eden hava ve benzeri gazların içersindeki taneciklerin tutulması ve ayrılması amacı ile duman gazı yıkama ve filtreleme sistemlerinde kullanılır.


336

Şekil-10.35 Siklonlar ve çalışma prensibi Uygun bir gaz-parçacık ayrıştırıcısının seçimi bir takım faktörlere bağlıdır. Bu faktörlerin başında gazdan veya havadan ayrılması istenen katı taneciklerin boyutları ve tane dağılımı gelmektedir. Taneli malzemeler için siklon kullanılabilir fakat toz malzemeler için siklon yeterli olmayabilir. Böyle durumlarda bez filtre sistemleri kullanılmalıdır. Eğer malzeme geniş bir tane dağılımına sahip ise önce siklondan geçirilmeli siklondan çıkan tozlu karışımında filtreye verilmesi gerekir. Pnömatik taşıma hattının sonunda taşınan katı malzemeleri ayırmak için siklon veya toz filtreleri kullanılır. Bunlar genellikle malzeme toplama silosunun tepesine yerleştirilir ve sürekli çalışabilirler. Siklon Konstrüksiyonunu Etkileyen Faktörler Siklonlar genellikle belirli bir basınç kaybı dikkate alınarak tasarlanırlar. Siklonlar genellikle 15 m/s gaz hızlarında çalışabilecek şekilde tasarlamak gerekir. Siklon verimini etkileyebilecek başlıca tasarım faktörü siklonun çapıdır. Aynı basınç kaybın altında çalışan daha küçük çaplı bir siklonun verimi daha yüksek olacaktır. Belirli bir miktardaki gazı ayrıştırabilmek için küçük çaplı siklonlardan birden fazlasının paralel olarak uygulanması gerekebilir. Bu tarz uygulamaya multi siklon tertibi de denilmektedir (Şekil-10.36).

Şekil-10.36 Multisiklon Sistemi


337 Siklon gaz borusunun çapının azaltılması basınç kaybını arttırır. Belirli bir gaz giriş hızında genişliğin minimumda tutulması gerekir. Siklona gaz giriş uzantı parçasında uzunluk genişlik oranının yüksek tutulması verimi yükseltir. Yaygın kullanım yerleri, ahşap kesme uygulamaları, kauçuk taşlama işlemleri ve kumaş filtrelerden önce ön temizleyici, vb. 10.12.2 Endüstriyel Tip Patlaçlı (Jet Pulse) Kartuş Filtreler

Her türlü endüstriyel kaynaklı tozla, patlaçlı kartuş filtre ile filtrelenip ortama verilir.

Patlaçlı kartuş filtreler yüksek verim ve filtre ömrüne sahiptir.

Kartuş filtre kullanılarak 0,2 – 2 mikron arasındaki endüstriyel kaynaklı tozlar %99 oranında filtrelenebilir. Patlaçlı kartuş filtre genellikle merkezi sistem toz ve duman emme uygulamalarında kullanılır. Herhangi bir kirletici kaynağından toplanan kirli hava, uygun çap ve kalınlıklarda tasarım edilen hava kanalları ile filtreye getirilir. Genelde toz için kendinden flanşlı yuvarlak kanallar tercih edilir. Filtre kabininin girişi kanalından giren kirli havanın taşıdığı tanecikler bir çarpma plakası vasıtasıyla tutulur. Bu bölümde havanın hızı düşer ve istenilen filtreleme hızı elde edilir. Ayrıca filtreye gelebilecek kıvılcımlar tutulur, büyük ve aşındırıcı parçalar bunkerin alt kısmındaki toplama kovasına düşer. Böylece filtrelerin ömrü uzatılmış olur. Havanın kirliliğini oluşturan toz ve duman ise uygun kartuş filtreler ile tutulur. Tutulan tozlar patlaçlı temizleme sistemi sayesinde otomatik olarak temizlenir. Temizlenen hava santrifüj fan vasıtasıyla ortama verilir.

Şekil-10.37 Patlaçlı filtrenin dış görünüşü Şekil-10.38 Patlaçlı filtrenin içyapısı Taşlama tozları, taşlama için tasarlanan özel tezgâhlar ile patlaçlı kartuş filtre (jet-pulse) kullanılarak filtre edilip tekrar ortama verilir. Kaynak ve kesim işlemi sırasında insan sağlığına zarar verebilecek zehirli gazlar, duman, metal buharı ve tanecikleri çıkmaktadır. Akrobat Kollar ile noktasal emiş yaparak patlaçlı kartuş filtre (jet-pulse) kullanılarak, kaynak atölyeleri ve endüstriyel tesislerde kaynak dumanı, toz ve yağ buharları ortamdan filtre edilir, fakat ortama geri verilmez. Çünkü zehirli gazlar tam olarak filtrelenemez. Bu nedenler ısı geri kazanım cihazı kullanılarak filtrelenen havanın ısısı alınarak, ortama temiz hava verilir.


338

Şekil-10.39 Patlaçlı kartuş filtre ile taşlama tozlarının emilmesi

Şekil-10.40 Çeşitli toz ve duman emme sistemleri

İndiksiyon ergitme ocaklarının ağızdan çıkan toz ve dumanlar özel olarak tasarlanan emiş aparatları ile toplanıp, Siklon ve patlaçlı kartuş filtre (jet-pulse) ile filtrelenir.

Şekil-10.41 Çeşitli endüstriyel havalandırma uygulamaları

Zımpara tozları, zımpara tezgâhlarına uygun özel aparatlar ile emilerek Patlaçlı Kartuş Filtre (Jet-Pulse) ile filtre edilerek ortama geri verilir (Şekil-10.42).


339

Şekil-10.42 Zımpara toz filtreleme sistemi Kumlama tozları, kumlama kabinlerinin kapasitesine uygun patlaçlı kartuş filtre (Jet-Pulse) kullanılarak filtre edilip ortama geri verilir (Şekil-10.43).

Şekil-10.43 Kumlama işlemi ve toz toplama sistemi

Şekil-10.44 Pano odası toz alma sistemi

Pano odası tozsuzlaştırma ve soğutma uygulamalarında, özellikle büyük güçteki elektrik motorlarının sürücü panolarının soğutulmasında yılın büyük bölümünde klimaya gerek kalmaksızın soğutma ve aynı zamanda tozsuzlaştırma yapabilen patlaçlı kartuş filtre (jet-pulse) kullanılır.


340 10.12.3 Endüstriyel Tip Patlaçlı (Jet Pulse) Panel Filtreler

Panel filtreler sahip oldukları geniş plise aralıkları ve özel üretim venturileri ile çok daha kolay ve verimli temizlenir

Panel filtreler, yaklaşık olarak 10.000–12.000 saat ömre sahiptir. Ancak bu veriler tozun cinsine, ortamın nemine, rakımına ve temizleme havasının kuruluğuna göre azalıp artabilir.

Panel filtre kullanılarak 0,2 – 2 mikron arasındaki endüstriyel kaynaklı tozlar %99 oranında filtrelenebilir. Patlaçlı panel filtre genellikle merkezi sistem toz ve duman emme uygulamalarında kullanılır. Herhangi bir kirletici kaynağından toplanan kirli hava, uygun çap ve kalınlıklarda tasarım edilen hava kanalları ile filtreye getirilir. Genelde toz için kendinden flanşlı yuvarlak kanallar tercih edilir.

Şekil-10.45 Jet Pulse panel filtrenin iç görünüşü Filtre kabininin giriş kanalından giren kirli havanın taşıdığı tanecikler bir çarpma plakası vasıtasıyla tutulur. Bu bölümde havanın hızı düşer ve istenilen filtreleme hızı elde edilir. Ayrıca filtreye gelebilecek kıvılcımlar tutulur, büyük ve aşındırıcı parçalar bunkerin alt kısmındaki toplama kovasına düşer. Böylece filtrelerin ömrü uzatılmış olur. Havanın kirliliğini oluşturan toz ve duman ise uygun panel filtreler ile tutulur. Tutulan tozlar patlaçlı temizleme sistemi sayesinde otomatik olarak temizlenir. Temizlenen hava santrifüj fan vasıtasıyla temiz hava çıkış kanalından ortama verilir.

Şekil-10.46 Plazma kesim sistemlerinde patlaçlı panel filtre kullanımı


341 Plazma ve lazer kesim esnasında insan sağlığına ve çevreye zararlı yüksek miktarlarda Fe, Fe2O2 ve CrNi tozları meydana çıkar. Endüstrinin ortak sorunu olan işçi sağlığını ve çevreyi tehdit eden bu zararlı toz ve dumanı çalışma ortamından uzaklaştırmak için patlaçlı panel filtre (jet-pulse) kullanılır. 10.12.4 Seramik Rötuş Tezgâhları

Seramik rötuş esnasında ortaya çıkan yoğun ve zorlu toz için özel tip panel filtreler kullanılır.

Şekil-10.47 Seramik zımparalama filtreleme sistemi Seramik zımparalama operasyonu esnasında çıkan toz hem işçi sağlığını hem de ürün kalitesini olumsuz yönde etkiler. Patlaçlı panel (jet-pulse) filtreler yardımıyla tamamen tozdan arındırılır. 10.12.5 Endüstriyel Tip Torba Filtreler Torba filtreler, yüksek toplama verimini makul bir maliyetle sunar. Bu tip filtrelerde hava, pamuk veya yün kumaştan yapılmış uzun ve silindirik torbalar içersinden geçirilerek temizlenir. Bu filtreleme cihazları, özel bir kumaş filtreden geçerken parçacık kirleticileri yakalarlar. Bir filtre cihazının en yaygın örneği, bir "torba yuva"dır. Bu filtre, birçok kumaş katmanları üzerinden geçen havadaki tozları yakalar. Yavaş yavaş kumaş üzerinde bir toz tabakası birikir. Bu toz aynı zamanda filtre olarak davranır ve ilk sistemin toz toplama verimliliğini artırır. Daha sonra kumaşa sürekli toz birikmesi sonucu aşırı tıkanmış olur. Toz, otomatik olarak kumaş torba değiştirerek veya torba sallanmak suretiyle uzaklaştırılır. Böylece hava akımından uzaklaştırılan tozlar, torbaların içersinde kalır. Bu cihazlarda hava zaman zaman kesilip, torba filtreler mekanik titreşimle veya basınçlı hava ile sarsılarak tutmuş olduğu tozlardan kurtarılır. Bu sayede tozun büyük bir kısmı alt hunide toplanmış olur. Torba filtrelerin kullanım alanları patlaçlı kartuş filtrelerin kullanım alanları ile aynıdır. Endüstriyel tip torba filtreler iki farklı şekilde tasarlanabilir.

Endüstriyel tip patlaçlı (jet pulse) torba filtreler

Endüstriyel tip sarsak motorlu torba filtreler Yaygın bir kumaş toplama sistemini kullanılan yerler sanayi dökümhaneleri, tahıl işleme, malzeme taşıma ve kırma ve öğütme işlemlerini kapsar.


342 10.12.6 Endüstriyel Tip Patlaçlı (Jet Pulse) Torba Filtreler

5.000 - 200.000 m³/h kapasite aralığı

Her türlü işletme şartlarına uygun özel tasarım

Filtre çıkışında Çevre Mevzuatının altında salınım değerleri

Tutulacak tozun yükü ve kimyasal yapısına, akışkanın nem ve sıcaklığına uygun kumaşlardan üretilen filtre torbaları

Tam otomatik, PLC Kumanda ünitesi ve geliştirilmiş temizleme sistemi sayesinde minimum basınçlı hava sarfiyatı

Elektro galvaniz kaplı, filtre torba telleri

İhtiyaca bağlı, her modülde patlama kapağı

Tamamı civatalı montaj şeklinde, çelik şase üzerine oturtulmuş rijid sistem Sistemin sonunda bulunan vantilatörün yarattığı vakumun etkisiyle tozlu gazlar, boruların içinden geçerek bunkerin üst kısmından (giriş davlumbazı vasıtası ile) girerler ve torbalara gelmeden önce bunkere dağılırlar. Filtreleme torbalarının dış yüzünden içe doğru yapılır. Aynı anda torba yüzeyinde biriken toz tabakası filtrelemeye yardımcı olur. Temizlenmiş gazlar, torba iç yüzeyinden geçerek üst kısımdaki temiz gaz hücresine dolar ve buradan temiz gaz çıkış borusundan geçerek vantilatör bacasından atmosfere atılır (Vantilatörün içinden filtre edilmiş temiz hava geçer). Filtre torbalarının dışında biriken toz tabakasının temizlenmesi ise basınçlı hava sayesinde yapılır. Torbalardan dökülen tozlar ise filtre alt bunkerinden hava kilidi (air-lock) ve helezonlu taşıyıcı ile dışarı alınır veya bir kova içinde biriktirilir. Temizleme işlemi sırasında filtre torbalarına basınçlı hava etkisi kısa darbelerle sağlanır. Bu hava darbeleri torba üzerinde iki tür etki sağlar:

1. Basınçlı havanın torba üzerinde yarattığı titreşim ve buna bağlı olarak torba yüzeyindeki tozların dökülmesi,

2. Torba iç yüzeyine dağılan basınçlı havanın torbayı şişirmesi ile birlikte iç yüzeyden dış yüzeye çıkmaya çalışan havanın torba gözeneklerini açarak tozu dışarıya atması.

Şekil-10.48 Torba filtrenin elemanları


343 Basınçlı havanın kısa zaman aralıklarında filtre torbalarına püskürtülmesi işlemi bir elektronik zamanlayıcı sayesinde sağlanır. Zamanlayıcı temizleme süreleri isteğe göre ayarlanabilir. Torbaların filtre gövdesi içindeki vakumun etkisiyle (negatif hava basıncı) yassılaşması bir kafes ile önlenir. Torbaların montajı veya değiştirilmesi filtre üst kapağı açıldıktan sonra, üst kısımdan yapılır. Otomatik temizleme sistemi sayesinde bakım ve işletme maliyetleri çok düşük, filtreleme verimi ve filtre ömrü çok yüksektir. Patlaçlı torba filtre genellikle merkezi sistem toz ve duman emme uygulamalarında kullanılır. Herhangi bir kirletici kaynağından toplanan kirli hava, uygun çap ve kalınlıklarda tasarım edilen hava kanalları ile filtreye getirilir. Genelde toz için kendinden flanşlı yuvarlak Kanallar tercih edilir. Filtre kabininin giriş kanalından giren kirli havanın taşıdığı tanecikler bir çarpma plakası vasıtasıyla tutulur. Bu bölümde havanın hızı düşürülerek istenilen filtreleme hızlı elde edilir. Ayrıca filtreye gelebilecek kıvılcımlar, büyük ve aşındırıcı parçalar tutularak bunkerin alt kısmındaki toplama kovasına yönlendirilir. Böylece filtrelerin ömrü uzatılmış olur. Tutulan tozlar patlaçlı temizleme sistemi sayesinde otomatik olarak temizlenir. Püskürtülen hava torbaların iç yüzeyine kısa ani basınç darbeleri yapar. Bu basınç ventüriler sayesinde elde edilir ve temizleme İşlemi yapılır. Temizlenmiş hava santrifüj fan vasıtasıyla Kabinden emilerek istenilen ortama basılır. Tozlar filtrenin dış yüzeyinden içine doğru hareket eder. Filtre edilmiş gazlar ventüriden geçerek temiz oda bölümüne oradan da çıkış borusuna gelir.

Şekil-10.49 Endüstriyel tip jet pulse patlaçlı torba filtrenin iç görünüşü 10.12.7 Endüstriyel Tip Sarsak Motorlu Torba Filtreler Patlaçlı torba filtre genellikle merkezi sistem toz ve duman emme uygulamalarında kullanılır. Herhangi bir kirletici kaynağından toplanan kirli hava, uygun çap ve kalınlıklarda tasarım edilen hava kanalları ile filtreye getirilir. Genelde toz için kendinden flanşlı yuvarlak kanallar tercih edilir. Filtre torbası, genellikle polyester iğneli keçeden olup, silindir şeklindeki torba kafesi çevresini saran torbaya iskelet vazifesi görür. Torbalar, profil üzerine otururlar. Tozlu hava filtre içine basınç ile girdiğinde temizleme sistemi çalışır. Filtreler sarsak motorlar tarafından temizlenir. Filtre gövdesi toz sızdırmaz olup kirli oda ve üst olmak üzere iki bölmeye ayarlanmıştır. Kirli oda filtre ile dolu olup tozlu havayı biriktirme boşaltma bunkerden ibarettir. Bunkerin altında rotary valf gibi sızdırmazlık sağlayacak ünite


344 ve temizlenebilir kovalar bulunur. Üst kısmında ise filtreleri astığımız profil ve sarsak motorlar mevcuttur. Filtrenin temizlenmiş hava çıkışı bu bölmededir.

Şekil-10.50 Sarsak motorlu filtre Şekil-10.51 Mobil filtreler 10.12.8 Mobil Filtreler

Çeşitli noktalardan kaynak dumanı emme ve filtreleme için kullanılır

Kolayca hareket edip, taşınabilir

Akrobat kol ile her pozisyona kolayca gelebilir

Emdiği havayı %99,9 oranında temizleyen kartuş filtreye sahiptir 10.12.9 Yağ Buharı Filtreleri Talaşlı imalat yapan CNC tezgâhlarda oluşan yağ buharını yüksek verimlilikte tutabilen filtrelerdir.

Şekil-10.52 Yağ buharı filtrelerinin uygulama örnekleri

10.12.10 Elektrostatik Çökelticiler Elektrostatik ayırıcılar, parçacıklar üzerinde bir elektrik yükü yerleştirilerek havadaki ince parçacıkları ayırır. Parçacıklar daha sonra bir karşıt yüklü toplama plakasında yakalanır. Elektrostatik filtreler ince parçacıkların toplanması için çok verimlidir ancak onları kolayca tıkadığından çok tozlu işlemlerde kullanılamaz. Bu filtreler havadan duman ve ince parçacıkları süzmek için etkilidir ama gazlar veya buharlar için uygun değildir.


345 Elektrostatik çökelticiler yanıcı kimyasal maddelerle etrafında kullanılmamalıdır çünkü toplayıcıdan çıkabilecek bir kıvılcım patlamaya neden olabilir. Yaygın kullanımı; kömür yakma, plastik ekstrüzyon ve metal madencilik faaliyetleridir.

Şekil-10.53 Elektrostatik çökeltici şeması 10.12.11 Islak Yıkayıcılar (Scrubber) / Toplayıcılar Endüstriyel atık gaz ve buharların atmosfere verilmeden önce arıtılması için tasarlanmış, kolay kullanılabilen, yüksek verimli sistemlerdir.

Şekil-10.54 Ventüri püskürtmeli toz toplayıcı Şekil-10.55 Kendinden püskürtmeli toz toplayıcı Islak toplayıcıların ya da temizleyicilerin çok farklı tasarımları mevcuttur ve onlar da gaz ve buharlar ile birlikte kullanılır. Islak toplayıcılar havadan toz, gaz veya buhar halindeki kirleri havadan ayırmada yardımcı olarak su kullanılır. Çalışma mekanizması su damlacıklarının toz parçacıklarına çarpmasıdır. Islak parçacıklar bölme üzerine savurma kuvveti ya da sıkışma (çarpma) ile çıkarılır. Bu toplayıcılar, yüksek sıcaklık ve nem yüklü gazları


346 işlemek için uygundur. Toplanan malzeme atılırken ıslak halde olduğundan toz toplamada ikincil bir toz sorunu en aza indirilmiş olur. Buna ek olarak, patlama veya yangın tehlikesi olan kuru bazı tozlar için ıslak bir toplama sistemi bu tehlikeyi en aza indirmektedir. Ancak suyun kullanımı, toplayıcı içindeki korozyona neden olabilir ve soğuk iklimlerde dış ortamda bulunan toplayıcılar için donma koruması gerekli olabilir. Gaz yıkama ünitesi spreyler, sirkülasyon pompası, dozaj pompasından oluşmaktadır. Ayrıca pH sensörleri gibi çeşitli kontrol cihazları ile donatılarak otomatik olarak çalışması sağlanabilmektedir. Yaygın kullanımı dökümhaneler, metal arıtma ve metal işleme operasyonlarıdır.

Şekil-10.56 Endüstriyel tip yıkayıcılar (scrubber)

10.12.12 Filtre Seçimi Kullanım Alanı: Filtrenin uygulama yeri ve hangi amaçla kullanılacağı iyi tespit edilmelidir. Seçilecek filtre genel havalandırma sistemlerinde kullanılabileceği gibi hastane gibi hassas hava ihtiyacının önemli olduğu bir mekânda olabilir. Filtre Edilecek Tanecik Özellikleri: Uzun ömürlü ve verimli bir filtreleme için en önemli faktör, filtre edilecek tanecik boyutu ve özelliğinin iyi tespit edilmesidir. İhtiyaç Duyulan Filtreleme Verimi: Filtreleme verimi tespit edilmesi gereken en önemli hususların başında gelmektedir. Yüksek basınç kaybı ve enerji sarfiyatına engel olmak için kullanım ortamına en uygun olan yeterli verimliliğin seçilmesi gerekmektedir. Çevresel Koşullar: Aynı ürün grubu altındaki her bir filtre farklı çevresel ortamlar için tasarlanmış ve geliştirilmiş olabilir. Kullanılacak filtre ısı, nem, korozyon gibi faktörler göz önünde bulundurularak tercih edilmelidir. Kabul Edilebilir Basınç Kaybı Seviyesi: Özellikle belirli uygulamalarda havalandırma sisteminin performansını etkileyen en önemli husus filtrenin göstermiş olduğu basınç düşümü değeridir. Kullanılacak filtresinin basınç düşümü değerleri havalandırma sistemi için en uygun şekilde tercih edilmelidir. Filtrelerin Toz Tutma Kapasitesi: Filtre tercihi ortamdaki toz seviyesi ve bu tozu tutma kapasitesine göre yapılmalıdır. Toz kapasitesi ile birlikte filtrenin uzun ömürlü olması da iyi bir filtreden beklenen bir durumdur. Filtre Ebatları: İstenen özelliklerin tamamını taşıyan filtrenin ebatları optimum ölçülerde olmalıdır. Standart ölçüde üretilen filtreler hem fiyat hem de teslim süresi açısında avantaj sağlamaktadır. Filtre Montaj Kolaylığı: Filtrenin maksimum performansta çalışabilmesini sağlamak amacıyla filtre seçilmeden önce montaj şekli ve kolaylığı göz önünde bulundurulmalıdır. 10.12.13 Gazlar ve Buharlar İçin Hava Temizleme Cihazları


347 Gazlar ve buharlar aşağıdaki işlemleri kullanılarak çıkarılabilir: Katı Madde Emiciliği (Adsorbsiyon) Bu tür cihazlar aktif alümina, aktif karbon ve (adsorbe edici maddelerin kullanılmasının olarak anılacaktır) silika jel gibi diğer malzemeler ile temas ile bir kirletici maddenin uzaklaştırılmasıdır. Emicilik (Absorbsiyon) Emiciler çözülebilir veya kimyasal olarak reaktif olan gazların, bir veya birden fazla uygun sıvı içinde gaz akışı ile yakın temas kurulması, hava içindeki kirleticilerin sıvı içinde çözülmesini sağlayacaktır. Katalitik Dönüşüm Bu işlemde, bir katalizör bir kirleticiyi kimyasal biçimde tehlikeli olmayan bir yapıya dönüştürür. Katalizörler, kimyasal reaksiyon ile etkilenmeden, bir kimyasal reaksiyonun hızını değiştiren maddelerdir. Termal Oksidasyon (Yakma) Yanma işlemi (ayrıca yakma denir) uçucu organik bileşikleri (UOB) yakarak karbon dioksit ve su buharına dönüştürür. Bu yöntem UOB’leri ortadan kaldırmada çok etkili bir araçtır. Yakma cihazları için tipik uygulamalar, koku kontrolü, reaktif hidrokarbon salınımlarının azaltılması ve patlama tehlikelerinin azaltılmasını içerir. 10.12.14 Bir Hava Temizleme Cihazını Seçerken Nelere Dikkat Edilmelidir? Aşağıdaki işyerinde bir hava temizleme cihazı seçmek için bazı ipuçları vardır. Bir hava temizleme cihazının uygunluğuna ilişkin son kararı nitelikli profesyonelin vermesi gerektiğini unutmayın.

Hava temizleme cihazı seçilmeden önce, bakım ve erişim gereksinimleri, fiziksel ekipmanın boyutunu ve nasıl kurulacağının yanı sıra toplanan kirleticileri hangi yöntemle uzaklaştıracağının bilinmesi çok önemlidir.

Hava temizleyici güvenilir olmalıdır. Birçok tesisat sisteminde koşulları izlemek veya çalışma verimliliğini doğrulamak için sürekli ölçüm gereklidir.

Bakım ve işletme maliyetleri dikkate alınmalıdır. Hava temizleyici kararlı koşulların yanı sıra tesis ilk devreye alma ve durdurma gibi değişken durumlarda çalışması gerekir. Cihazlar bakım için erişilebilir olmalıdır, hava temizleyici bakım veya onarım yapılırken çalışmaya devam edebilmelidir.

Cihaz yerel ve ulusal yönetmeliklere uygun olmalıdır.

10.13 SANTRİFÜJ FANLAR VE KÖRÜKLER 10.13.1 Santrifüj Fanlar

Direkt akuple, kayış kasnak tahrikli ve kaplinli olmak üzere üç çeşit fan vardır

Alçak, orta ve yüksek basınçlı olarak üretilebilir

Kanal sisteminin son noktasına konulmalıdır

Santrifüj fanlar, hava filtreleme cihazından sonra kullanılmalıdır (Fan kanatlarında birleşebilecek taneciklerin, fanın balansını bozma olasılığına karşı)

Mümkün olduğunca sık kanatlı fan kullanılmamalıdır

Patlayıcı ve parlayıcı gaz taşınmasında, fan kanadı ve elektrik motorlarında kıvılcım ve patlamaya karşı önlemler alınmalıdır

Korozif gazların tahliyesinde, fanda korozyon oluşumuna karşı gerekli önlemler alınmalıdır

Şekil-10.57 Direkt akuple santrifüj fan Şekil-10.58 Kayış-kasnak bağlantılı santrifüj fan


348 10.13.2 Körük Tipleri Körüklerden 1,20 kg/cm2 gibi fanlardan çok daha yüksek basınçlar elde edilebilir. Ayrıca, endüstriyel vakum sistemleri için negatif basınç üretmek için kullanılır. Santrifüj körükler ve pozitif deplasmanlı körükler olarak iki ana tipi vardır. Santrifüj Körükler Santrifüj körük fanlar daha santrifüj pompalar gibi görünüyor. Pervane tipik dişli tahrikli ve devir sayısı 15 000 d/d hızda döner. Çok kademeli körüklerde hava her bir pervaneden geçerken hızlanır. Tek kademeli körükte, hava çok fazla dönmediğinden dolayısıyla daha verimli olur (Şekil-10.59). Santrifüj körükler genellikle 0,35-0,70 kg/cm2 basınçlara karşı çalışır, ancak daha yüksek basınçlar elde edebilirsiniz. Bir karakteristiği olan hava debisi sistem basıncı arttıkça önemli ölçüde düşüş eğiliminde olduğundan sabit bir hava debisine bağlı malzeme taşıma sistemleri için bir dezavantaj olabilir. Bu nedenle, daha çok tıkanma eğilimli olmayan uygulamalarda kullanılır. Santrifüj körükler isimlerinden de anlaşılacağı üzere santrifüj kuvvetin yardımıyla basılan gazı basınçlandırırlar ve tipik performans eğrisi santrifüj pompaya çok benzer. Basınç arttıkça debi düşer, basınç düştükçe artar. Basınç oluşturabilmeleri için yapıları gereği fan ile gövde arasında çok küçük bir boşluk bulunmaktadır. Basınç arttıkça, basılan gazın sıcaklığı artar (Bu noktada temel P1*V1/T1 = P2*V2/T2 denklemimizi hatırlamakta fayda var. ) ve körük fan ve gövdesinde genleşmeler meydana gelir, belli bir kritik sıcaklık değeri aşıldığı zaman gövde ile fan arasında bulunan boşluk sıfırlanır ve birbirlerine sürterek ekipmanın bozulmasına neden olur. Burada gördüğümüz gibi körüklerde sınırlayıcı olan değer sıcaklık artışıdır. Sıcaklık artışının tasarım değerleri içerisinde kalması istenir. Diğer taraftan, işletme koşullarında zaman içerisinde meydana gelebilecek değişiklikleri körük seçim aşamasında dikkate almak gerekir. Zaman içerisinde hatlarda ve difüzörlerde tıkanmalar , emiş filtresinin zamanında değişmemesi gibi nedenlerle basınç kayıpları artar, ve körüğün nihai çalışma noktası 50 mbar -100 mbar yükselebilir. Eğer körük seçerken bu hususa dikkat etmezsek, körük artan sıcaklık ve basınç artışını tolere edemediği için arızalanabilir. Özetle santrifüj körüğümüzü seçerken sadece mevcut işletme koşullarını değil aynı zamanda 1-2 sene içerisinde sistemde meydana gelebilecek basınç artışlarını göz önüne almak gerekir. Pozitif Deplasmanlı (PD) Körükler Pozitif deplasmanlı körüklerde havayı belli bir yuvaya sıkıştıran "tuzaklı" hava rotorları vardır. Bu körükler sistem basıncı değişse bile havanın debisi sabit bir hacim sağlar. Onlar tıkanma eğilimli uygulamalar için özellikle uygundur çünkü tıkanmış kanallar için (tipik olarak 1,25 kg/cm2'e kadar) kadar basınç üretebilir. Pozitif deplasmanlı körükler, santrifüj körüklerden daha yavaş devirde dönerler (örneğin 3600 d/d) ve sıklıkla hız değişikliklerini kolaylaştırmak için kayış-kasnak ile tahrik edilmektedir (Şekil-10.60). (Roots tipi körük) pek çok endüstride son derece yaygın olarak kullanılan ürünler ve genelde 1,2 bar basınca ve 20,000 m3 kapasiteye kadar kullanılıyorlar. Konstrüksiyonları gereği son derece sağlam, uzun ömürlü makineler olmakla beraber, bakımlarının periyodik ve doğru bir şekilde yapılması, işletme ömürleri ve olası arızaların önüne geçmek için son derece önemli. Bakımları zamanında yapılmayan PD körükler çok arızalara son derece açık olmakla beraber, çıkabilecek sorun ve arızalar son derece ağır ve masraflı olabiliyor. PD körüklerin bakımında aşağıdaki hususlar düzenli olarak takip edildiğinde çok uzun yıllar makineden sorunsuz, masrafsız ve güvenilir hizmet alınabilir. Günlük Bakım: Yağ seviyesini her gün kontrol edin ve eksilme görüyorsunuz makineye yağ ekleyin. Makine çalışırken anormal ses ve titreşim olup olmadığını kontrol edin. Haftalık Bakım: Emiş filtrelerini temizleyin. Tıkanmış emiş filtresi daha fazla enerji tüketimine neden olabileceği gibi, makinenin ısınmasına, basma kapasitesinin düşmesine, yağ miktarının düşmesine, neden olabilir. Emniyet vanasını kontrol ederek, işlevini yerine getirdiğinden emin olun. Aylık Bakım: Sisteminizde hava kaçağı, yağ kaçağı olup olmadığını kontrol edin. Yağı kontrol ederek gerekirse değiştirin. Kayış gerginliğini kontrol ederek gerekirse kayışı sıkılaştırın.


349 Bunların dışında yaklaşık 1000- 1500 saatte bir yağ değişimi, kullanıma göre 6 ay -1 yılda bir kayışların değişimi ve 1-3 ayda bir emiş filtresi değişimi körüğün çok uzun yıllar hizmet etmesini sağlayacaktır.

Şekil-10.59 Santrifüj körük Şekil-10.60 Pozitif deplasmanlı körük (roots körüğü) 10.14 YENİ KURULMUŞ ENDÜSTRİYEL HAVALANDIRMA SİSTEMİ İÇİN ÖNEMLİ KONULAR Montaj, test ve endüstriyel havalandırma bakım için endüstriyel hijyenistler, yüklenici mühendisler ve kalifiye personel gereklidir. Tüm endüstriyel havalandırma sistemleri, işçileri aşırı kirleticiden korumak için yeterli hava sağlayacak şekilde tasarlanmış olmalıdır. Sistem düzgün tasarlanmamış, kurulmamış ve bakım yapılmamış ise, olumsuz sağlık etkilerine ya da emniyet ve çalışma sorunlarına neden olabilir ki, hava kirleticilerini ortadan kaldırmada etkili olmayabilir. Bir kurulum ve devreye alma prosedürü yazılması ve tüm tesis personeline sunulması gerekir. Bu tür prosedürler sistemin düzgün devreye almadan önce iyi dengelenmiş olduğundan emin olmalıdır. Aşağıda bir endüstriyel havalandırma sisteminin düzgün işleyişini sağlamak için bazı yararlı ipuçları:

Yangın ve patlama koruma, minimum davlumbaz ve kanal hızlar için gereksinimler de dâhil olmak üzere tüm tasarım ve kurulum belgelerini inceleyin.

Test çıkışları, damperler, denge vanaları ve bağlantı parçalarının yerlerini doğrulayın.

Havalandırma sistemi tasarımındaki tüm erişim kapılarının ve kanal çıkışlarının kapalı olduğunun denetlenmesi için sistemi gözden geçirin.

Fan, motor ve tahrik sisteminin çalışma gereksinimlerini gözden geçirin.

Tüm basınçlı hava, su, ya da sistem yardımcı bağlantı elemanları ve kontrol cihazlarının çalışır halde ve şartnameye uygun olduklarını doğrulayın.

Gelecekte ayarlamanın daha zor olacağını dikkate alarak sistem için diğer işlevsel eksiklikleri gözden geçirin.

NOT: Tüm kablolama, kontaktörler ve kontrollerin uygunluğu yüklenici müteahhidin sorumluluğunda olmalıdır. Buna ek olarak, fan dönüş yönünün doğru olduğundan emin olunmalıdır. Devreye alma işlemine başlamadan önce sistemin tam ve çalışabilir durumda olmalıdır. Örneğin, bir sistem tüm kanalların oransal dengelenmesinden sonra çalıştırılabilir, fan damperi tam açık olduğu halde toplam debinin tasarım ihtiyacının % 80’i kadar olabilir. Bu durumda tasarlanan teknik özellikleri elde etmek için sistemi (fan için hız değişimi, motor değişimi, kanal değişiklikleri vb.) için bazı değişiklikler gerekecektir. 10.14.1 Bir Endüstriyel Havalandırma Sistemi Etkinliğini Sağlamak İçin Kontrol İşlemleri Mevcut endüstriyel havalandırma sistemi düzgün çalışmıyor gibi görünüyorsa, geniş kapsamlı ölçümlere veya uzman desteğine ihtiyaç olmadan Tablo-10.8’deki kontroller yapılabilir. Yukarıdaki sorunların çoğu hava hızlarının veya havalandırma sistemlerinde hava basınçlarının periyodik bakım ve ölçümleri ile önlenebilir. Davlumbaz hava akışı görsel ucuz duman jeneratörleri (duman boruları) ile kontrol edilebilir veya anemometreler ile ölçülebilir. Havalandırma uzmanları, daha karmaşık havalandırma sorunları durumlarda yeniden tasarım için gerekli bir çözüm üretebilir. 10.14.2 Endüstriyel Havalandırma Sistemi Arızalarının Nedenleri Yetersiz bakım: havalandırma sistemlerinde düzenli bakımı yapılmadığında, zamanla doğal olarak veya yetkisiz değişikliklerden dolayı sistem bozulur ve gerekli egzoz hava akımını sağlayamaz.


350 Havalandırma kanallarında aşırı toz birikimi: Kanal şebekesinin kol veya dirseklerde minimum taşıma hızları kabul edilebilir sınırlardan daha az ise kol ya da dirsekler bazı çökelen parçacıklar tarafından tıkanır. Bu toz birikmesi sonuç olarak hava hızını yavaşlatır. Bakım yapılmazsa sonunda dirsek tamamen tıkanacaktır. Yetersiz hava akımı hızı: Gaz ve sisleri taşıma sistemlerinde taşıma hızı çok düşük ise havalandırma kanalları içindeki çiğlenme birikintisi ile karşılaşabilirsiniz. Yetersiz taze hava kaynağı: Besleme havası sistemi (şartlandırılmış hava) endüstriyel havalandırma sisteminin diğer önemli bileşenidir. Endüstriyel havalandırma sistemi, binada negatif hava basıncı oluşmasını önlemek için taze hava ile yer değiştirilmesi gerekir. Binanın içinde bir negatif basınç oluşursa endüstriyel havalandırma sisteminde hava debisini azaltabilir. Arızalı hava toplayıcı: Hava toplayıcıda çalışma problemleri ortaya çıkarsa, o da sistemin hava akımında genel azalmaya ve iş güvenliği kaybına neden olabilir; Buna ek olarak, çevresel salınım düzeyi kabul edilemez sınırlara ulaşabilir. Tıkanmış hava temizleme cihazları: Hava temizleme cihazları, özellikle torba filtre kumaşlar, toz birikmesi sonucu tıkanabilir: Egzoz fan kapasitesi de şunlardan dolayı değişebilir:

Fan kanatçıkları üzerinde hava taşıma performansını düşüren malzeme birikmesi (toz veya boya)

Fan rulman veya kayış-kasnak sisteminde mekanik arızalar.

TABLO-10.13 Havalandırma problemlerinin belirlenmesi için basit kontrol listesi Gözlemler Evet Hayır

Fan kayışı kopmuş veya hasarlı mı?

Fan motor terminalleri (ters kutup) ters dönecek şekilde bağlanmış mı?

Kanal sistemi tozla tıkanmış mı?

Kanallarda delik, çatlak veya açıklıklar var mı?

Hava filtresi tıkalı mı?

Kanal sisteminde herhangi bir damper kapalı konumda mı?

Yetersiz hava yetersizliği var mı?

Kanal sistemi, daha uzun kanal boyu, daha fazla veya daha keskin dönüşler, ya da ani çap değişiklikleri içerecek şekilde değişti mi?

Ek davlumbaz ve havalandırma kanalları eklendi mi? (Birçok sistemde uygun hava akış dengelemesi olmadan bazı davlumbazlarda yetersiz hava akışı olabilir. Alternatif olarak fan ek bir direnci karşılamak için çok küçük olabilir.)

Kirletici kaynağı davlumbaz ağzından uzağa taşındı mı?

Davlumbaz çalışanların kaynak üzerinde çalışmaya izin vermeyecek şekilde mümkün olduğunca kaynağa yakın yerleştirilmiş midir?

Kapsayıcı davlumbaz için bir erişim sağlandı mı?

Kaynakta daha fazla kirletici üretilmiş midir?

Soğutma fanları çapraz-çekişe neden olmakta mıdır?

Davlumbazlar çalışanlar (işlerini etkilediği için işçiler tarafından sıkça yapılır çünkü) tarafından değiştirilmiş midir?

Havalandırma sistemindeki değişiklikler: Yetkisiz değişiklikler sistem tasarım parametrelerini değiştirebilir. İlk defa sistem değişikliklerinde doğru yapmak için sadece kalifiye kaynaklar kullanılmalıdır.

10.14.3 Bir Endüstriyel Havalandırma Sistemi (EHS) Verimsizliğinin Bazı Yaygın Nedenleri Nelerdir? EHS sorunların örnekleri şunlardır:

Davlumbazdan kaçan toz

Egzoz bacasından üflenerek atılan kirleticiler

Hava örneğinde tavsiye edilen maruziyet sınırlarını aşan kirleticiler Yukarıdaki sorunların nedenini belirlemek için bir inceleme işlem sırası oluşturmak gereklidir. Genellikle sorunlar fark edildiği zaman sistem zaten bozulmuş olur. Bu tür sorunların muhtemel nedenleri:

Tıkalı kanallar,

Tıkalı hava toplayıcılar,


351

Herhangi başka bir durumdan dolayı sistem hava akışını azaltabilir Bu kanalları temizlemek veya torba filtre haznesini dışarı çıkarmak zaman alan zor bir işlemdir. Endüstriyel havalandırma ya da yerel egzoz havalandırma sistemleri için bir periyodik izleme programı hazırlama potansiyel sorunları tahmin etmede yardımcı olabilir, böylece çözüm işlemi kolaylaşır. 10.14.4 Endüstriyel Havalandırma Sistemi Verimliliğini Periyodik Olarak İzlenmesi İçin Ne Gereklidir? EHS veya Yerel Egzoz Sistemi (YES) etkinliğini kontrol etmek için periyodik izleme aşağıdaki adımları (Not: Aşağıdaki ölçümler sertifikalı mesleki sağlıkçılar veya havalandırma uzmanı olarak ehliyetli kişiler tarafından yapılmalıdır) içermelidir.

1. Sistemin devreye alınması sırasında alınan orijinal hava debisi verileri toplayın. Sistem boyunca seçilen deney noktalarında bu hava hız verileri ve statik basınçları da içerir. Bunlar, "temel ölçümler"dir.

2. Test noktalarında sistem statik basıncını ve hava hızlarını ölçün. Bu, "veri izleme" olarak adlandırılır. 3. Temel izleme ölçüm verilerinin sistemin tasarım değerleri ile karşılaştırın. Bu, "sistem temel değerlerine

geri dönüş" olarak adlandırılır. 4. Ölçülen statik basınç ve başlangıç statik basıncı arasında % 20'den daha büyük bir fark varsa bir sistem

arızası ya da bozulması için bir erken uyarıyı gösterir. 5. EHS açıkken alan ve kişisel hava örnekleri alın. EHS tasarlandığı gibi çalıştığında maruziyet düzeyleri

maruz kalma sınırlarının altında olmalıdır. Bazı ülkelerin yönetmeliklerine göre bu bir EHS etkinliğini kontrol etmek için tek yoldur.

10.14.5 Bazı Genel Sorun Giderme İpuçları Nelerdir? Havalandırma sistemi sorunlarının çoğu periyodik bakım ile önlenebilir ve sistemde hava hızı veya basınç ölçümleri alınarak kontrol edilebilir. Davlumbaz hava akışı görsel ucuz duman jeneratörleri (duman boruları) ile kontrol edilebilir veya anemometreler ile ölçülebilir. Aşağıdaki basit bir kontrol listesi geniş kapsamlı ölçümlere veya uzman yardımına gerek olmaksızın havalandırma sisteminin işleyişini değerlendirmek için kullanılabilir.

TABLO-10.14 Davlumbazlar, kanallar, hava temizleme cihazları ve fanlar için bazı sorun giderme ipuçları Eleman Tipi Problemler Muhtemel Sebepler

Egzoz Davlumbazları

Düşük yakalama hızı Davlumbaz işlemden veya operasyon üretim noktasından çok uzağa yerleştirilmiştir Çapraz çekiş etkisi veya davlumbaz yakınında girdap oluşması Tıkalı kanal sistemi

Azalmış alın hızı Davlumbaz çıkışının izinsiz büyültülmesi sonuçta davlumbaz alın hızını orijinal değerlerinin altına düşürecektir.

Kanallar

Sabit tıkanıklık Kanal hızlarının parçacıklar için yetersiz taşıma hızı Sert kanal (ekstra sürtünme kaybına neden) yerine esnek kanal kullanılması Tuzların yoğunlaşması Hasarlı kanallar Keskin dönüşlü dirsekler Kanallardaki delikler Kol bağlantıları kırılmış veya çıkmış Kapalı veya kısmen kapalı damperler (patlama kapıları). Havalandırma sistemi dengeleme yapmadan sisteme davlumbaz ve kol eklenmesi.

Hava Temizleme Cihazları

Sıkça tıkanma Yanlış filtre tipi ve / veya kurulum Yanlış filtre temizleme döngüleri Filtre içine su girmesi Filtre hazne sürekli boş ve temizlenmiş halde değil Yeni filtreler için yanlış "temiz başlangıç prosedürü”

Temiz hava tarafında filtre yuvasında veya egzoz bacasında toz görünmesi

Torbalar yanlış takılmış Yırtık veya hasarlı torbalar Torba ve yuva arasında kaçak Genel filtre kumaş hatası

Basınç düşümünde ani artış

Aşırı toz yükleme nedeniyle bakım ve programlı temizlik eksikliği

Kirli tekrar dolaşım havası Kirli filtreler. Hava filtre kısmını atlayarak geçiyor (filtre boşluğu veya yırtılmaları) Hava işleme kabininde kirli hava Egzoz bacaları taze hava girişlerine yakın yerleştirilmiş

Görünür küf veya balçık Drenaj tavası düzgün çalışmıyor Taşan drenaj tavası

Titreşim Fan pervanesi dengesiz Fan pervanesi üzerinde yabancı malzeme Gevşek fan yuvası veya bağlantı cıvataları Fan geriye doğru çalışıyor Titreşimli kanallar


352

Fanlar

Gürültü Fan gövdesi üzerinde yabancı malzeme

Yetersiz hava akışı Fan geriye doğru çalışıyor Fan düşük hızda çalışıyor Kirli fan kanatları Gerçek sistem direnci tasarım değerlerinden fazla Damperler kapalı konumda Kanal sisteminde kaçak var Hava temizleme cihazındaki filtreler kirli tıkalı Kısıtlanmış fan girişi sistemi etkiliyor(Fan giriş veya çıkışında düz kanal yok). Fan yeterli taze hava almıyor

Aşırı hava akışı Erişim kapağı açık Yerinde olmayan filtreler veya yırtılmış filtreler Düşük sistem direnci Fan hızı çok yüksek

Fan çalışmıyor Yanmış sigortalar Kopmuş kayışlar Gevşemiş kavramalar Elektrik enerjisi kesik Fan pervanesi gövdeye temas ediyor Hatalı gerilim (voltaj) Motor çok küçük (termik sigorta devreyi kesmiş) Düşük voltaj Fan moment motor için çok büyük Sıkışmış yataklar

10.15 PROJE ÖRNEKLERİ

Örnek Proje-1

Şekil-10.61 Örnek bir endüstriyel havalandırma sistemi (Proje-1) Örnek Proje-2 Bir fabrikada işlem yapan makinelerden çıkan tozların filtre edilmesi için gerekli debi ve basıncın hesaplanması aşağıdaki gibidir. Kanal hızları 10 m/s kabul edilecektir.


353

Şekil-10.62 Örnek proje-2

Kanal

Elemanı Hava Debisi [L/s]

Hız u

[m/s]

Kanal Çapı [mm]

Kanal Uzunluğu

L [m]

Özgül Direnç

R [Pa/m]

Sürekli Basınç Kaybı

Hs=R.L

Fittings Direnç

Katsayısı K

Lokal Basınç Kaybı

HL=K(0,6.u2)

Toplam Basınç Kaybı

HT= Hs+HL

A 555 10 266 5 4,61 23,05 0,17 10,2 33,25

B 1111 10 376 8 3,0 24,0 0,33+0,17 30 54

C 2222 10 532 5 1,96 9,8 0,55+0,17 43,2 53

D 3056 10 624 8 1,62 12,96 0,55 33 45,96

E 3333 10 651 5 1,53 7,65 0,55 33 40,65

F 5000 10 798 7 1,20 8,4 0,55+0,66 72,6 81

Toplam 307,86 Pa

G 417 10 230 10 5,51 55,1 0,33+0,17 30 91,7

H 833 10 236 6 3,59 21,54 0,55+0,17 43,2 64,74

I 1250 10 399 5 2,80 14 0,55+0,17 43,2 57,2

J 1667 10 461 32 2,34 74,88 0,55+0,33 52,8 127,68

F 5000 10 798 7 1,20 8,4 0,55+0,66 72,6 81

Toplam 422,32

Jet Pulse filtre 285

Genel Toplam 707,32 Pa

NOT: A-F hattı daha yüklü olmasına rağmen basınç kaybı G-F hattından daha düşük olduğu için kritik hat olamaz. Bundan dolayı basınç hesaplamasına girmez.

Örnek Proje-3: Aşağıda projesi verilen emme sisteminde kanal çaplarını v=12 m/s sabit hız için belirleyiniz. Basınç kayıplarını bulunuz.


354

Şekil-10.63 Örnek proje-3

Çözüm:

Kanal Elemanı

Hava Debisi

L/s

Hız m/s

Kanal Çapı mm

Kanal Uzunl. L (m)

Özgül Direnç

R (Pa/m)

Sürekli Basınç Kaybı Hs:R.L

Fittings Direnç

Katsayısı K

Lokal Basınç Kaybı

HL:k(0,6.u2)

Toplam Basınç Kaybı

HT: Hs+ HL

A 400 12 206 6 9 54 0,5 43,2 97,2

B 800 12 291 3 5,85 17,55 0,72 62,208 79,758

C 1300 12 371 2 4,34 8,68 0,72 62,208 70,888

D 1800 12 437 10 3,55 35,5 0,88 76,032 111,532

Toplam 359,378

Jet filtre 200

Genel toplam 559,378Pa

10. BÖLÜM KAYNAKLARI

1. J. Paul Guyer, P.E., R.A., Introduction to Design of Industrial Ventilation Systems, Course No: D02-001, CED Engineering Inc., Continuing Education and Development, Inc. [email protected]

2. Anonim, Endüstriyel Havalandırma Kurs Notları, Ors Makine (Bomaksan), Ekim 2009. 3. Anonim, Industrial Ventilation Guidelines, http://lni.wa.gov/Safety/Topics/AtoZ/Ventilation/default.asp 4. Anonim, Industrial Ventilation, General Principles of Industrial Ventilation,

www.eng.utoledo.edu/.../PowerPoint/IV1.ppt 5. http://www.ccohs.ca/oshanswers/prevention/ventilation/ 6. http://www.ohlearning.com/Files/Student/JE02%20v1-

0%2016Apr10%20W505%20Student%20Manual.pdf 7. Electrical Energy Equipment: Fans and Blowers, Energy Efficiency Guide for Industry in Aisa –

www.energyefficiencyasia.org © UNEP 2006 8. H. Sevil ERGÜR, Makine Endüstrisinde Karşılaşılan Toz Patlaması Olayı ve Atex Yönergeleri, Eskişehir

Osmangazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi Cilt: XXV, Sayı: 2, 2012.

Documents

BÖLÜM-10 ENDÜSTRİYEL HAVALANDIRMA - …deneysan.com/Content/images/documents/havalandirma... · ENDÜSTRİYEL HAVALANDIRMA Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU 307 ùekil-10.1 Metan gazının