Maliyet değerlendirmesine başlamadan önce, satın almayı düşündüğünüz filtrelerin yeterli filtreleme verimliliğine ve hava kirliliği kontrolünün birincil işlevini yerine getirmek için diğer gerekli özelliklere sahip olduğundan emin olmak önemlidir. Nonspesifik veya “rahatsız edici” toz ile oldukça toksik maddeler arasında değişen yüzlerce toz için belirlenmiş Görev Sırasında Maruz Kalma Limitleri (OEL) vardır.
Tony SUPHINE
Camfil, Farr APC Industrial Dust Collectors
Teknik Direktör
Kartuşlu toz toplayıcı için filtre seçimi söz konusu olduğunda, fabrika mühendisleri ve bakım profesyonelleri bazen bu parçalara bir ticari mal olarak bakmaktadır. Eğer A filtresi ve B filtresi aynı verimi sağlıyorsa ve özel gereksinimleri karşılıyorsa - örneğin, yanma geciktirici madde ihtiyacı - bu durumda, en düşük fiyatlı filtre daha iyi bir seçim gibi görünecektir. Gerçekte, tersi de doğru olabilir. Fakat emin olmak için, bir “Toplam Mülkiyet Maliyeti” (TCO) hesaplamasının yapılmasını gerektirir. TCO, toz toplama filtrelerinin maliyetini belirlemenize ve uygulamanız için en iyi filtreleri seçerek nasıl para, zaman ve enerji tasarrufu yapacağınıza yardımcı olur.
Maliyet değerlendirmesine başlamadan önce, satın almayı düşündüğünüz filtrelerin yeterli filtreleme verimliliğine ve hava kirliliği kontrolünün birincil işlevini yerine getirmek için diğer gerekli özelliklere sahip olduğundan emin olmak önemlidir. Nonspesifik veya “rahatsız edici” toz ile oldukça toksik maddeler arasında değişen yüzlerce toz için belirlenmiş Görev Sırasında Maruz Kalma Limitleri (OEL) vardır. Bu limitler, 8 saatlik zaman ağırlıklı ortalama maruz kalma süresi esaslıdır. Görev Sırasında Maruz Kalma Limitleri (OEL) ile ilgili daha fazla bilgiyi https://www.hse.gov.uk// press/2003/c03014.htm web sitesinde bulabilirsiniz. İngiltere ve diğer Avrupa ülkelerinin, gerçek izin verilen seviyeleri belirleyen kendi birimleri mevcuttur.
Kanserojen madde olarak bilinen altı değerlikli krom gibi bazı tozlar için eşik değer, metre küp başına 5 mikrogram (0.005 miligram) kadar düşüktür. Bu, diğer bazı toksik tozların limitlerinden 10 kat daha katıdır. Toz toplayıcıların bu gereklilikleri karşılamak için çok verimli filtreleme maddesi ile donatılmaları gerekir. Ayrıca, çevre düzenlemelerini de göz önünde bulundurmalısınız. Yeni emisyon gereklilikleri, uyumluluk sağlamaları için birçok fabrikada çok verimli filtreleme yapılmasını gerekli kılabilir.
Toz toplama filtrelerinizin emisyon eşikleriyle uyumlu olup olmayacağını nasıl anlarsınız? Eğer havayı tekrar tesisin içine veriyorsanız, ekipman tedarikçisi 8 saatlik OEL üzerinden ekipmanın maksimum emisyon oranını belirten bir yazılı garanti vermelidir. Tedarikçi yüzde 99.9 verimlilik taahhüdünde bulunsa bile, yüzde olarak belirtilen filtre verimliliği kabul edilebilir bir değer değildir. Yetkili birimler sadece havadaki ölçülen toz miktarının belirlenen limitlerin altında olup olmadığı ile ilgilenir.
Ayrıca, hangi boyutlardaki ve şekillerdeki toz partikülleri toplanmalıdır? Toz yanıcı mı? Eğer toz yanıcı ise, bütün sistem ATEX yönetmeliklerine uygun olmalıdır. Bu, sadece onaylı bileşenleri satın almanın yeterli olmadığı anlamına gelir: Ayrıca, 1999/92/EC yönergesine göre sistemde bir değerlendirme yapmanız gerekir. Toz yapışkan ya da kuru mu? Bunlar ayrıca, en iyi filtre seçimini yapmanızı sağlayacak özelliklerden sadece bazılarıdır. Bir toz örneğini test etmek, özelliklerinin doğru bir analizini yapmanın tek yoludur.
Toz testini bağımsız laboratuvarlarda ve birçok ekipman tedarikçisinde yaptırabilirsiniz.
BİR FİLTRENİN GERÇEK FİYATI NE KADARDIR?
Tozun karakteristiklerini test yöntemi ile tanımladığınızı, gerekli filtreleme verimliliğini belirlediğinizi ve seçimi, aynı nominal verimliliğe sahip iki ürüne – Filtre A ve Filtre B - daralttığınızı varsayalım. Şimdi, hangi filtreyi seçeneğinize karar vermek için toplam mülkiyet maliyeti (TCO) uygulanabilir.
Yaşam döngüsü maliyetlendirmesine benzer şekilde CO, üç kategoriden oluşan bir adım-adım değerlendirme işlemini kapsar:
• Enerji – elektrik maliyetleri, basınçlı hava kullanımı ve CO2 emisyonları dâhil, toz toplayıcının çalışması için günlük gerekli enerji miktarı.
• Sarf malzemeleri – ekipmanın kullanım ömrü boyunca periyodik olarak değiştirilen malzemeler
• Bakım ve İmha – cihazın bakımını yapmak için gerekli zaman ve sarf malzemeleri imha etme maliyeti.
Eğer tamamen yeni bir toz toplama sistemini satın almayı düşünüyorsanız, enerji kullanımını etkileyen elektrik bileşenlerinin seçimi gibi, bu değişkenlerden daha fazlasını kontrol edeceksiniz. Fakat eğer mevcut bir toz toplayıcısında hangi yedek filtrelerin kullanılacağını değerlendiriyorsanız, bir TCO analizi size yararlı bilgiler ve şaşırtıcı sonuçlar verebilir.
Şekil 1 (sonraki sayfa), TCO verilerini almak için kullanılan bir örnek toz toplama tablosudur. Aşağıda, işlem tablosuna dâhil edilebilen bazı temel maddeler ve bu maddelerin TCO’yu nasıl etkiledikleri ile ilgili daha ayrıntılı bilgi verilmiştir.
ENERJİ
Birçok faktör bir toz toplayıcının elektrik tüketimini etkiler. Toz toplayıcı ile ilişkili çok sayıda elektrik yükü olabildiği halde - zamanlayıcı kartları, döner hava kilidi motorları vs.- elektrik yükünün en büyük kısmı, havayı sistemin içinde dolaştıran fan veya üfleyici ile ilgilidir.
Basınç farkı kayıplarının sistem içinde dolaşan hava miktarı ile doğru orantılı ve hava miktarının ise fan tarafından tüketilen elektrik enerjisi miktarı ile doğru orantılı olduğunu bilmek önemlidir. Biz, kurulum sırasında basınç kaybı miktarını azaltmak için kanalları en iyi şekilde ayarlarken, toz toplama işlemi sırasında değişik basınç kayıplarına sebep olan enerji kontrol cihazlarına ve filtrelere odaklanacağız.
Toz toplayıcıyı sabit hızlı bir fanla çalıştırırken (Örneğin enerji kontrol aygıtı olmayan), toplayıcının geçen hava miktarı filtrelerinin kullanım ömrü boyunca farklılık gösterecektir. Bunun sebebi nedir? Filtreler temiz ve basınç farkı en düşük seviyede iken, sistemden gerektiğinden fazla hava geçerek enerjiyi boşa harcar. Filtreler tozla dolduğunda, statik basınç artar ve sonuç olarak daha az hava akışı olur. Bu yüzden, filtreler kullanım ömürlerinin ilk aşamalarında daha fazla ve son aşamalarında daha az enerji kullanır.
Bu sorunla karşılaşma riskini azaltmanın bir yolu, üfleyici çıkışında bir mekanik sönümleyicinin kullanılmasıdır. Kullanılan filtrenin tipine bağlı olarak, hava akışını düzenlemek için sönümleyicinin periyodik ayarlanması, filtrenin kullanım ömrü boyunca ortalama 250 Pa statik basınç tasarrufu sağlayabilir.
Çok daha etkili bir yaklaşım da, fan hızını elektriksel olarak kontrol eden bir değişken frekanslı sürücünün (VFD) kullanılmasıdır. Filtreler yeni iken, istenilen hava akışını elde etmek için hız düşürülür. Filtreler yüklendiğinde, hava akışını sabit tutmak için fan hızlanır. Elektrik kontrolü, istenilen hava akışını korumak ve enerji tüketimini büyük oranda azaltmak için oldukça etkilidir. Bir VFD kullanmanın, filtrenin kullanım ömrü boyunca ortalama 1000 Pa statik basınç tasarrufu sağladığı kanıtlanmıştır. Toz toplayıcıya bir VFD takmanın ilave maliyeti değişiklik gösterecektir. Ancak, yatırımın geri dönüşü bir yılın altındadır.
Enerji kullanımını etkileyen diğer faktörler şunlardır:
• Yüksek verimli (IE3) ve standart verimli (IE2) fan motorları: Endüstriyel elektrik motorları, ABD’deki en büyük elektrik tüketicileridir. Bir toz toplayıcı fanını çalıştırmak için kullanılan yüksek verimli bir motor, düşük elektrik kullanımı ile ve/veya çoğu elektrik kurumları tarafından sunulan indirimler ve teşvik programları ile kendi masrafını çıkarabilir. Bu motorlarda soğutucu bulunur ve ömürleri daha uzundur; bu özellikler, optimum fan hızı kontrolü ve enerji tasarrufu için bu motorları VFD’lerle kullanım için ideal kılar.
• Yüksek verimli fanlar: Yeni bir sistem belirlediğinizde, çalışma noktasında en az yüzde 70 verimliliğe sahip bir fan belirlediğinizden emin olmalısınız. İyi bir endüstriyel fanın verimliliği yüzde 85’e kadar olabilir. Fanlar arasındaki farklar motor sınıfları arasındaki farklardan çok daha fazladır; bu yüzden, enerji tasarrufu için burada çok daha fazla potansiyel bulunur.
• Basınçlı hava kullanımı: Filtrelerin basınçlı temizlenmesi için ve basınç düşüşünü düşük tutmak için gerekli basınçlı hava miktarının göz önünde bulundurulması önemlidir. Basınçlı hava gereklilikleri, filtre tasarımına göre büyük oranda değişiklik gösterecektir.
• CO2 emisyonları maliyeti: TCO’ya belirgin bir etkisi olmadığı halde, bir toz toplayıcının kullanımı sonucunda ortaya çıkan CO2 emisyonu miktarı göz önünde bulundurulmalı ve ortam üzerinde bir maliyet olarak belirtilmelidir.
SARF MALZEMELERİ, BAKIM VE İMHA ETME
Bu iki kategorideki maddeler basittir ve aşağıdaki gibi özetlenebilir:
• Kartuş değiştirme – Sadece filtreleri değiştirmek için harcanan para miktarı.
• Nakliye maliyeti – Yedek filtrelerin işletme yerine teslim edilmesi için gerekli para miktarı.
• Envanter maliyeti – Genellikle, yedek filtreler sisteme yerleştirildikleri gün alınmazlar. Bu bileşen, yedek filtrelerin envanterini taşımak için gerekli para miktarıdır.
• İşçilik masrafı – Bakım personelinin filtreleri değiştirmesi için gerekli işçilik masrafı.
• İmha bedeli – Filtrelenen malzemenin tipine bağlı olarak, işlem tozu ile dolmuş filtrelerin düzgün bir şekilde imha edilmesi ile ilgili bir maliyet vardır. Eğer tehlikeli bir toz filtreliyorsanız, kartuş imha bedelleri daha yüksek olabilir. Filtre değiştirme sıklığı azaltılarak ilgili imha bedelleri düşürülebilir.
• İş aksama maliyeti – Bu, tesisten tesise farklılık gösterir ve filtre değişimi için toplayıcının kapatılmasından dolayı meydana gelen üretim kaybı süresini belirtir.
Yıllık bazda bakıldığında, bütün bu faktörler büyük oranda filtrenin öngörülen kullanım ömrüne bağlıdır. Değiştirme programı kaç filtre satın alacağınızı, nakledeceğinizi, depolayacağınızı ve imha edeceğinizi ve filtrenin bakımı ile ilişkili işçilik masraflarını ve aksama süresini tahmini olarak belirlemenizi sağlayacaktır.
TCO ÖRNEKLERİ
Şekil 1’deki tabloda, her ikisi de standart kartuş filtreleme performanslı standart malzeme içeren iki farklı filtre karşılaştırılmıştır. 68 euro birim fiyatlı Filtre A, sıradan çukur kâğıt tipi bir kartuşlu filtredir.
90 euro birim fiyatlı Filtre B, uzun kullanım ömrü ve düşük basınç düşüşlü çalışma için tasarlanmış açık kağıt tipi bir kartuşlu filtredir.
Şekil 2, Kullanım Ömrü Karşılaştırma Raporu, Filtre B ile donatılmış yeni 16 kartuşlu toz toplama sisteminin TCO’sunu yansıtmak için Şekil 1’deki tabloda verilen verileri kullanır. İlk maliyeti Filtre A’dan daha yüksek olduğu halde Filtre B, enerji tasarrufu sağlamak için daha uzun bir süre boyunca daha düşük bir basınç düşüşüyle çalışır. Şekil 2’deki Enerji Kategorisi, Filtre B’nin enerji tasarruflu elektrik bileşenleriyle birleştirilmesiyle elde edilen tasarrufları göstermektedir. Yüksek verimli bir motorun yalnız kullanılması, standart verimli bir motordan daha fazla tasarruf sağlar; ancak en iyi tasarruflar, bir VFD ile yüksek verimli motorun kombinasyonu ile elde edilir- 8760 çalışma saatinde veya bir yılda tahmini olarak yaklaşık 9,000 euro tasarruf.
Filtre B ayrıca, sarf malzeme maliyetlerinde ilave 573,62 euro ve bakım ve imha bedellerinde 1,284.52 euro tasarruf anlamına gelen %50 daha uzun kullanım ömrü sunar. Enerjideki düşüşlere ilave edildiğinde yıllık toplam mülkiyet maliyeti tasarrufu 10,812.41 euro olur.
Daha önce belirtildiği gibi, TCO analizleri mevcut toz toplayıcılarda da faydalı olabilir. Bu, üreticinin üç benzer toz toplayıcıdaki filtre kartuşlarında tıkanma sorunu yaşadığı uçak motoru parçalarının metal kaplanmasını içeren gerçek bir olayda uygulanmıştır. Yanma geciktirici maddeli sıradan çukur kâğıt elemanlı Filtre A, sadece 1,000 saat dayanarak sık değişim gerektirdi.
Firma, benzer değerli bir “B Filtresini” (örneğin, aynı verimliliğe sahip fakat uzun ömürlü, düşük basınç düşüşlü açık kağıt elemanlı filtre) üç toz toplayıcının ikisinde test etmeye karar verdi. Filtre, değiştirilmeyi gerektirmeden önce 16 ay veya 5,280 çalışma saati dayandı. Şekil 3’te, Filtre B’ye geçilerek elde edilen TCO tasarrufları gösterilmiştir. Üretici, alan deneyimi ve TCO verilerinin analizi kombinasyonuna dayanarak her üç toplayıcıyı Filtre B’ye değiştirdi ve şimdi yılda 15,000 euronun üzerinde bakım ve enerji tasarrufu yapmaktadır.
Şu ana kadar, en düşük fiyatlı toz toplayıcı filtresinin en ekonomik veya en dayanıklı seçenek olmadığı açık bir şekilde anlaşılmış olmalıdır. TCO, mevcut bir toz toplayıcıyı farklı filtrelerle kullanmanın gerçek maliyetlerini karşılaştırmak için ve yenilenmiş toz toplama sistemlerinin tasarımındaki enerji tasarruflu bileşenlerin etkisini değerlendirmek için faydalı bir araç sunar.