gaz tesisatlarında yüksek basınçdan korunma yöntemleri

GAZ TESİSATLARINI YÜKSEK
BASINÇTAN KORUMA YÖNTEMLERİ
(OVERPRESSURE PROTECTION FOR GAS
LINES)
H.Semih KARAKELLE
AKFEL MÜHENDİSLİK
1970 yılında Gümüşhane’de doğdu. Orta ve
lise öğrenimini İstanbul da tamamladıktan
sonra
İ.T.Ü
Petrol
ve
Doğalgaz
Mühendisliğinde lisans öğrenimi gördü.1992
yılında mezun oldu. Çeşitli firmalarda
doğalgaz tesisatları projelendirilmesinde ve
şantiye mühendisi olarak çalıştı.
1997 yılından bu yana servis regülatörü ve
basınç düşürme istasyonları imalatı yapan
AKFEL Mühendislik LTD ŞTİ inde Üretim
Sorumlusu olarak çalışmaktadır.
ÖZET
Gaz tesisatlarında sistem ve kullanıcıların
emniyeti tasarım parametrelerinden en
önemlisidir. Dolayısı ile burada yapılacak
koruma sistemi seçimi bilinçli bir tercih
gerektirir. Bu yazıda bu tercihin yapılmasının
kriterleri belirtilmeye çalışılmıştır.
YÖNTEMLER
Aşırı basınçtan koruma sisteminin temel
hedefi, çıkış tarafı basıncının güvenli olan en
yüksek değerine kadar regülasyonun devam
etmesine izin vermektir. Basınç en yüksek
değerine ulaştığında uygulama güvenliğinin
nasıl sağlanacağı sorusu ise yöntemler
arasındaki farkı belirlemektedir.
Yaygın bir şekilde kullanılan aşırı basınçtan
koruma yöntemleri aşağıdadır.
 Tahliye vanası (Relief Valve) kullanımı
 Monitör Regülatör uygulaması
 Sıralı regülasyon uygulanması
 Akış Kesme Vanası (Shut-off valve)
TAHLİYE VANASI (RELIEF VALVE)
Tahliye vanası temel olarak , çıkış tarafındaki
basınc en yüksek izin verilebilir değerine
ulaştığında bu seviyede tutabilmek için , gazı
atmosfere tahliye eden bir cihazdır. Çizim-1 de
şematik
olarak
sistem
elemanları
gösterilmiştir.
ABSTRACT
System and user safety is the most important
design parameter of gas lines. So, choose of
proper protection method become important.
Criteria of chosen proper protection method
discussed in this article.
GİRİŞ
Herhangibir gaz tesisatı tasarlanırken temel
olarak bu tesisattaki basınç emniyetli bir
şekilde en yüksek debiyi elde etmek üzere
seçilir. Dolayısı ile gazın üretim yada
depolanma noktasından başlayarak son
kullanıcıya ulaşana değin pekçok aşamada
basıncı düşürülür. Herbir basınç düşürme
noktasından
itibaren
regülatörün
çıkış
tarafındaki basınç giriş tarafındaki basınca
göre oldukça önemli bir fark arzeder. Tasarım
aşamasında çıkış tarafında izin verilen en
yüksek basınca göre sistem elemanları seçimi
yapılır. Bu basınç çoğunlukla giriş basıncından
oldukça düşük bir basınçtır. Dolayısı ile
regülatör sonrasındaki sistemi herhangibir
nedenle
olabilecek
aşırı
basınç
yükselmelerinden
uygulamanın
ve
kullanıcıların güvenliği açısından koruma
gereği doğmaktadır.
Çizim-1 : Tahliye vanaları ve örnek performans
Tahliye vanası uygulamaları çoğunlukla düşük
ve orta basınçlı sistemlerde kullanılır. Temel
olarak 4 tip tahliye vanası vardır.

Pop tipi : Fazla hassasiyet istenmeyen ,
küçük kapasiteli uygulamalar içindir.
Basınç ayar değerine ulaştığında birden
tam açık pozisyona geçerek tüm gazı
tahliye ederler.



Yay Yüklemeli : Daha fazla hassasiyet ve
ekonomik çözüm istendiğinde en uygun
vanalardır. Ayarları istenen değere
yapılabilir ve sistemleri oldukça basittir.
Pilot Yüklemeli : Bu tip tahliye vanaları
çok hassastır ve yüksek kapasitelere
rahatça ulaşırlar ancak pahalıdırlar.
Regülatör-içi tahliye vanası ise özellikle
küçük kapasite ve düşük basınçlarda en
sık kullanılan yöntemdir. Regülatör ayar
değerinin çok üstüne çıkarsa içindeki
tahliye vanası sayesinde üzerindeki tahliye
deliğinden gazı boşaltır.
Avantajları
Tahliye vanası ile basınç koruması yapmanın 5
temel avantajı vardır
1. Regülatör kapasitesinde azalmaya yol
açmaz
2. Müşteri yada şebekeyi sürekli çalışır
vaziyette tutar
3. Tahliye sesi kolay fark edilir ve alarm
özelliği taşır.
4. Gaz sisteminde olabilecek yabancı
parçacıklardan normal çalışma sırasında
etkilenmez
5. Maliyeti oldukça düşüktür.
Dezavantajları
Vana tahliye etmeye başladığında gazı
atmosfere attığından çevresinde tehlike
yaratabilir.
regülatör tam açık pozisyona geçecek monitör
olan devreye girecek ve çıkış basıncını normal
çalışma basıncının biraz üzerinde tutarak
çalışmaya başlayacaktır.
Monitör sistemlerde de küçük bir tahliye
vanasını sisteme eklemenin faydaları vardır.
Özellikle
akışın olmadığı
durumlarda,
regülatör
tapalarında
olabilecek
ufak
sızmalarda bu tahliye vanası sistemin
emniyetini sağlayacaktır.
Avantajları
Monitör sisteminin temel avantajı tabiki
atmosfere gaz tahliyesi olmamasıdır.Ayrıca
operasayon sırasında basıncın yükselmesi
durumunda diğer regülatör devreye girdiği için
müşterinin gazı da kesilmemiş olmaktadır.
Dezavantajları
Tahliye sistemine göre daha yüksek bir yatırım
maliyeti getirmektedir. Ayrıca iki regülatör
seri olarak bağlandığı için kapasitede bir
miktar azalmaya sebep olmakta ve bir üst çap
regülatör seçimi bazen gerekmektedir.
SERİ REGÜLASYON
Monitör uygulamasına benzer olan bu
sistemde de seri halde iki regülatör
çalışmaktadır. Ancak en önemli farkı
regülatörlerin birbirinden bağımsız basınçlarda
çalışmasıdır. Çizim-3 de şematik olarak sistem
elemanları gösterilmiştir.
MONİTÖR UYGULAMALARI
Monitör sistemi temel olarak , seri olarak
bağlanmış fakat aynı çıkış basıncını hisseden
iki regülatörden oluşur. Bu sistemde
regülatörlerden bir tanesi tam açık pozisyonda
(monitör) iken diğeri regülasyon yapmaktadır.
Çizim-2 de şematik olarak sistem elemanları
görülmektedir.
Çizim-3 : Seri Regülasyon Sistemi
İlk regülatörün basıncı çıkış hattında izin
verilecek en yüksek değere ayarlanır. İkinci
regülatör ise gazı bu basınçtan alarak normal
çalışma basıncına düşürür. İkinci regülatörde
herhangibir arıza olması durumunda diğeri
çıkış basıncını izin verilen sınırlar içerisinde
tutacaktır.
Çizim-2 : Monitor çalışma sistemi
Regülatörlerden monitör olanın ayarı çalışan
regülatörün
ayarının
(normal
çalışma
basıncının) biraz üzerinde devreye girecek
şekilde
yapılmıştır.
Böylelikle
çalışan
regülatörde bir problem olması halinde bu
Bu sistem özellikle düşük basınç ve kapasiteli
uygulamalarda aynı gövde üzerine 2 kademe
yerleştirilmesi ile sağlanır ve bu tür
regülatörlere iki kademeli regülatör adı verilir.
Avantajları
Atmosfere gaz tahliyesi yoktur.Basınç iki
kademede düşürüldüğü için çıkış basıncı giriş
tarafındaki basınç değişimlerinden etkilenmez.
Dezavantajları
Basınç birinci kademede emniyet basıncına
kadar düşürüldüğü için ikinci regülatöre dar bir
çalışma aralığı kalmaktadır. Bu durum daha
büyük çaplarda regülatör seçimine neden
olacağından yatırım maliyeti artar.
AKIŞ KESME VANASI (SHUT-OFF
VALVE)
Akış kesme vanası kullanımı aşırı basınçtan
korunmada sıklıkla uygulanan bir yöntemdir.
Çizim-4 de bu sistemin şematik olarak
elemanları görülmektedir.
Çizim-4 : Shut-off Sistemi
Bu yöntemde basınç izin verilen en yüksek
düzeye ulaştığında kesme vanası ani olarak
regülatöre gaz girişini tamamen kapatır. Vana
problem giderildikten sonra tekrar kurularak
devreye alınmalıdır.
Akış kesme vanaları regülatör öncesine takılan
bir ünite olabileceği gibi, pekçok durumda
regülatör gövdesine akuple edilmiş bir ünite de
olabilir.
Avantajları
Akışın tamamen kesilmesi ile, doğabilecek
tüm riskli durumlar ortadan kaldırılmış olur.
Dezavantajları
Akışı kesmenin en önemli zararı, müşterinin
gazını kesilmesi ile doğabilecek maddi
kayıpları ve konfor kaybıdır. Özellikle fırın,
metal ertime , cam sanayi gibi kritik
uygulamalrda gazın kesilmesi çok büyük
zararlara
yol
açabilir.
Ayrıca
diğer
uygulamalarda da gazın kesilmesi ile sistemin
tekrar çalıştırılmasına kadar, servisin haberdar
edilmesi, ulaşması , sorunu çözmesi gibi
aşamalar oldukça fazla zaman alabilir.
Yukarıdaki sorunların önüne geçebilmek için
birbirine paralel çalışan iki hattın kullanılması
gerekmektedir.
Bir diğer dezavantaj ise regülatörde olabilecek
ufak sızıntılar ve sıcaklık yükselmesi
durumlarında gereksiz yere regülatörün devre
dışı kalmasıdır. Bunun engellenmesi için de
sisteme ufak bir tahliye vanası eklenmesi
gerekecektir.
Tabiki tüm bu yukarıdaki işlemler için
eğitilmiş ve regülatör sayısına bağlı olarakta
çok sayıda personel gerekecektir.
SONUÇLAR
Yukarıda anlatılanlardan görüldüğü gibi
yüksek basınçtan korunmada pekçok yöntem
yalnız yada bir arada kullanılabilir. Ancak
burada önemli olan uygulamanın ihtiyaçları ,
emniyet gereksinim düzeyi , bakım
ulaştırabilme kolaylığı vb. kriterleri göz önüne
alarak en uygun seçimi yapabilmektir.
Bu seçimi yapmamızda yardımcı olacak bazı
temel sorular tablo-1 de sorularak cevapları
verilmiştir. Bir gaz sistemi için yüksek
basınçtan
koruma
yöntemi
seçmek
gerektiğiğnde bu tablolardaki sorulara
vereceğimiz cevapların çakıştığı yöntem yada
yöntemler en uygun çözüm olacaktır. Ancak
çoğu zaman bunun tekbir yöntem olmadığı
rahatlıkla söylenebilir.
KAYNAKÇA
1.
2.
Fisher Regulator Handbook Edt. 3
Tartarini Regulator Handbook
SORULAR
Regülasyon devamlılığı
Atmosfere tahliye
Tekrar devreye alma ihtiyacı
Regülatör kapasitesini
sınırlama
Normal regülasyon sırasında
ünitenin devamlı çalışması
Acil müdehale ihtiyacı
Basınçların kontrolü ile
koruma ünitesinin performans
kaybının anlaşılması
Basınçların kontrolü ile
regülatörün arızalı olup,
koruma ünitesinin devrede
olup olmadığının anlaşıması
TAHLİYE
EVET
EVET
HAYIR
MONİTÖR
EVET
HAYIR
HAYIR
SERİ REGÜL.
EVET
HAYIR
HAYIR
HAYIR
KISMEN
EVET
HAYIR
HAYIR
EVET
EVET
HAYIR
EVET
HAYIR
HAYIR
EVET
HAYIR
KISMEN
EVET
HAYIR
EVET
EVET
EVET
EVET
Tablo-1 : Yüksek Basınçtan Korunma Yöntemlerinin Karşılaştırılması
SHUT-OFF
HAYIR
HAYIR
EVET