Su Soğutma Çevrimlerinde Kaçak Tespiti

👤Endress+Hauser
Entegre bir demir-çelik üretim tesisinde, çok sayıda su soğutma çevrimleri bulunmaktadır. Bu çevrimlerin kullanım amacı, prosesin sıcaklığını düşürerek proseste kullanılan ekipmanların yüksek sıcaklığa maruz kalıp zarar görmesini engellemektir. Soğutma çevrimlerinde kullanılan suyun, çevrimdeki bir kaçak nedeniyle sıvı çelik ile temas etmesi ürünün kalitesini olumsuz olarak etkiler ve hatta patlamalara neden olabilir. Kaçak izleme sistemi, oluşabilecek kaçağı hızlıca fark edip gerekli önlemleri almalıdır. Örneğin gerekli vanaları devreye sokarak, kaçaktan etkilenecek ekipmanları zarar görmeden devreden çıkarmalıdır. Demir-çelik üretim tesislerinde, eritme fırınına sıcak hava üfleyen boruların prosesin zor şartları nedeni ile zarar görmesi sonucu, soğutma suyu eritme fırınına girebilir. Fırın içindeki büyük miktardaki sıcak demirin bundan nasıl etkileneceğini düşünmek her ne kadar zor olsa da, yaşanan olaylar fırına sızan az miktardaki suyun bile, fırın içerisinde gerçekleşen ve demirin içinde bulunan O2 gazının yanma esnasında, kok kömüründe bulunan karbon atomu ile birleşerek CO gazı oluşturma reaksiyonunu negatif anlamda etkilediğini göstermiştir. Yine demir-çelik üretim tesislerinde bulunan ark fırınlarının da etrafında soğutma sistemleri bulunmaktadır. Bu soğutma sistemlerindeki herhangi bir aksaklık, hem prosesi hem de fırının ömrünü olumsuz yönde etkiler; hatta en istenmeyen durum olan ölümcül iş kazalarına neden olabilir. Bu yüzden soğutma çevriminin kontrolü hem prosesin kontrolü hem de işletmenin güvenliği için büyük önem taşımaktadır. Demir-çelik üretim aşamalarını ve soğutma çevrimlerinin daha çok kullanıldığı eritme fırını ve ark fırınının prosesteki yerlerini aşağıdaki şemada görebiliriz. Soğutma çevrimlerinde kaçak tespitini yapabilmek için her bir çevrimde ikişer adet elektromanyetik debimetre ve sıcaklık transmitteri kullanılmalıdır. Bu enstrümanların birer adedi çevrimin girişine, diğerleri ise çevrim dönüş hattına takılır. Prosesteki yüksek sıcaklık nedeniyle debimetrelerin sensör ve elektronik ünitelerinin ayrık olacak şekilde seçilmesi daha uygun olur. Ayrıca kullanılan ölçüm enstrümanlarının elektronik çıkışlarının da dijital Fieldbus (Profibus PA) olacak şekilde seçilmesinin, • Daha az kablo kullanımı, • Kontrol sistemine ölçüm değeri ile beraber hata mesajlarını ve uyarıları gönderebilme özelliği, • Loop üzerindeki enstrüman adetlerini kolaylıkla artırma, • Bakım ve konfigürasyon işlemlerinin merkezi ve kolay bir şekilde yapılabilmesi gibi avantajları vardır. Uygulama örneklerinden edindiğimiz tecrübelere dayanarak, yanlış alarm almamak için, kaçak algılandığında bu durumun set edilen bir zaman değerinden daha fazla sürmesi beklenmelidir. Örneğin soğutma çevrimlerinin giriş ve çıkış akış değerlerindeki fark 50 litre/saat olarak (Bu değer soğutma çevriminde kullanılan hattın büyüklüğüne göre değişkendir) algılandığında bu değerin gerçek bir alarm olduğunu anlamak için bu farkın 90 saniye sürmesi beklenerek, kontrol sisteminin alarma geçmesi sağlanmalıdır. Kaçak tespit sisteminin hassasiyet değerini yine uygulama örneklerinden edindiğimiz tecrübelere göre, yaklaşık olarak akış değerinin %0,8’i olarak düşünebiliriz. Örneğin, çevrimde kullanılan akış değeri 200-300 m3/saat değerinde ise, bu çevrimde oluşabilecek minimum 1,6-2,4 m3/saat değerindeki kayıplar tespit edilebilmektedir. Endress+Hauser firması, soğutma çevrimlerinde kaçak izleme sistemini, kullanıcının taleplerine göre anahtar teslim olarak sunabildiği gibi, var olan kontrol sistemine entegre edilebilecek şekilde de sunabilmektedir. Aşağıdaki şekilde, kullanılacak tüm sistemin şematiği görülebilir.