1. Pompa nedir?

Pompa, sıvıları bir noktadan başka bir noktaya taşımak ve sistem içerisinde dolaştırmak için akışkana enerji kazandıran mekanik bir ekipmandır. Santrifüj pompalarda bu enerji, dönen çark (impeller) aracılığıyla akışkana aktarılır.

 

2. Pompa Nasıl Çalışır?

Pompa, elektrik motorundan aldığı elektrik enerjisini mekanik enerjiye, ardından bu mekanik enerjiyi akışkana aktararak hidrolik enerjiye dönüştürür. Santrifüj pompalarda motorun döndürdüğü çark (impeller), akışkana enerji kazandırarak sıvının hareket etmesini ve pompanın gerekli debi ile basma yüksekliğini sağlamasını mümkün kılar.

Enerji dönüşüm süreci: Elektrik Enerjisi → Mekanik Enerji → Hidrolik Enerji (Faydalı Enerji)

3. Pompa Çeşitleri Nelerdir?

Pompalar çalışma prensiplerine göre temel olarak dinamik (rotodinamik) pompalar ve pozitif deplasmanlı pompalar olmak üzere iki ana grupta incelenir. Pompa tipi; debi, basınç/basma yüksekliği, akışkan özellikleri ve çalışma koşullarına göre belirlenir.

Dinamik pompalar, hareketli bir eleman aracılığıyla akışkana sürekli enerji aktararak akışkanın hareketini sağlar. Pozitif deplasmanlı pompalar ise belirli miktardaki akışkanı bir hacim içerisinde tutarak mekanik hareket ile emiş ve basma tarafına taşır.

Dinamik (Rotodinamik) Pompalar

• Santrifüj Pompalar
• Eksenel Akışlı Pompalar
• Karışık Akışlı Pompalar

Pozitif Deplasmanlı Pompalar

• Dişli Pompalar
• Vidalı Pompalar
• Pistonlu Pompalar
• Diyaframlı Pompalar
• Loblu Pompalar

4. Pompalar Nerelerde Kullanılır?

Pompalar; sıvıların taşınması, basınçlandırılması ve sistem içerisinde dolaştırılması gereken birçok endüstriyel ve ticari uygulamada kullanılır. Kullanılacak pompa tipi, akışkanın özelliklerine ve sistemin ihtiyaçlarına göre değişir.

Başlıca kullanım alanları:

• Isıtma ve soğutma sistemleri: Sıcak su, soğutma suyu ve HVAC sistemlerinde sirkülasyon
• Endüstriyel prosesler: Proses sıvılarının transferi ve sirkülasyonu
• Kazan ve buhar sistemleri: Kazan besleme suyu ve kondensat transferi
• Enerji tesisleri: Soğutma, besleme ve çeşitli proses akışkanlarının transferi
• Kimya ve petrokimya: Kimyasal ve farklı özellikteki proses akışkanlarının transferi
• Yangın söndürme sistemleri: Yangın suyu sistemlerinde gerekli debi ve basıncın sağlanması

Kısaca, bir sıvının belirli bir debi ve basınç seviyesinde bir noktadan başka bir noktaya taşınması veya sistem içerisinde dolaştırılması gereken her uygulamada uygun bir pompa çözümüne ihtiyaç duyulabilir.

5. Pompa Seçerken Nelere Dikkat Edilir?

Pompa seçiminde yalnızca pompanın kapasitesine değil, sistemin çalışma koşullarına ve pompalanacak akışkanın özelliklerine birlikte bakılmalıdır. Yanlış seçilen bir pompa; gereksiz enerji tüketimine, performans kayıplarına ve işletme problemlerine neden olabilir.

5.1. Debi ve Basma Yüksekliği
Pompanın, sistemin ihtiyaç duyduğu debi (Q) ve basma yüksekliğini (H) karşılayabilmesi gerekir. Gereğinden büyük veya küçük seçilen pompalar verimsiz çalışmaya ve işletme problemlerine neden olabilir.

5.2. Akışkan Özellikleri
Akışkanın sıcaklığı, yoğunluğu, viskozitesi, kimyasal yapısı ve katı partikül içeriği pompa tipi ve malzeme seçiminde dikkate alınmalıdır.

5.3. Pompa Tipi ve Malzeme Seçimi
Santrifüj, dişli, vidalı veya pistonlu gibi pompa tipi uygulamaya uygun seçilmelidir. Akışkanın özelliklerine göre pompa gövdesi, çark ve sızdırmazlık elemanlarının malzemeleri belirlenmelidir.

5.4. Emiş Koşulları ve NPSH
Pompanın emiş tarafındaki koşullar değerlendirilerek NPSH gereksinimi kontrol edilmelidir. Yetersiz emiş koşulları kavitasyon ve performans problemlerine yol açabilir.

5.5. Enerji Verimliliği ve İşletme Koşulları
Pompanın ihtiyaç duyulan debi ve basma yüksekliğini uygun verimle sağlaması önemlidir. Motor verimi, pompanın çalışma noktası, değişken debili sistemlerde hız kontrolü ve bakım koşulları da seçim sırasında değerlendirilmelidir.

6. Pompa Performansı ve Verimliliği

Pompa eğrisi, farklı debilerde pompanın sağlayabileceği basma yüksekliğini gösterir. Sistem eğrisi, tesisatın farklı debilerde ihtiyaç duyduğu basma yüksekliğini ifade eder. Bu iki eğrinin kesiştiği nokta çalışma noktası olarak tanımlanır.

Pompa performansı; debi, basma yüksekliği, güç ve verim değerleri üzerinden değerlendirilir. Pompanın emiş koşulları ise NPSH değerleri üzerinden kontrol edilir. Pompanın sistem içerisindeki çalışma koşullarını belirlemek için pompa eğrisi, sistem eğrisi ve çalışma noktası birlikte incelenir.

6.1. BEP, POR ve AOR Kavramları

BEP (Best Efficiency Point), pompanın en yüksek verime ulaştığı noktadır. POR (Preferred Operating Region), pompanın tercih edilen çalışma bölgesini; AOR (Allowable Operating Region) ise üreticinin izin verdiği çalışma bölgesini ifade eder.

Pompanın çalışma noktasının tercih edilen çalışma bölgesi içerisinde bulunması; verim, titreşim, mekanik yükler ve işletme güvenilirliği açısından önemlidir. AOR (Allowable Operating Region), POR'u da kapsayan ve pompanın kabul edilebilir servis ömrü içerisinde çalışabileceği daha geniş çalışma bölgesidir. AOR sınırları pompa tasarımı ve uygulama koşullarına göre belirlenir.

Pompaların sürekli ve güvenilir çalışma bölgesinin dışında çalıştırılması;

 Çarkta ve difüzörde yıpranma, aşınma

Kavitasyonlu çalışma

 Yataklarda, mekanik salmastralarda yıpranma

 Titreşim ve gürültü

 Yüksek bakım ve onarım masrafları

6.2. NPSH ve Kavitasyon Nedir?

Pompanın emiş koşulları NPSH ile değerlendirilir.

NPSHA (Mevcut NPSH): Pompanın emiş koşullarında, akışkanın buharlaşma basıncının üzerinde sahip olduğu kullanılabilir basınç marjıdır.

NPSHR (Gerekli NPSH): Pompanın belirli bir çalışma koşulunda ihtiyaç duyduğu minimum NPSH değeridir.

NPSHA'nın NPSHR'den yeterli bir marj ile büyük olması gerekir. Yetersiz NPSH koşullarında akışkan pompa içerisinde yerel olarak buharlaşabilir. Oluşan buhar kabarcıklarının daha yüksek basınç bölgesinde çökmesi kavitasyona neden olabilir. Kavitasyon; gürültü, titreşim, performans kaybı ve çark yüzeyinde hasar oluşturabilir.

Pompa performansının değerlendirilmesinde çalışma noktası, pompa verimi, BEP, POR, AOR ve NPSH koşulları birlikte ele alınmalıdır.

 

7. Pompalarda Enerji Verimliliği ve Tasarruf Fırsatları

Pompa sistemlerinde enerji tüketimi; pompa seçimi, çalışma koşulları, hız kontrolü ve tesisatın yapısından doğrudan etkilenir. Gereksiz basma yüksekliği, fazla debi ve sistemdeki hidrolik kayıplar elektrik tüketimini artırır.

Gereğinden Büyük Pompa Seçimi

Sistem ihtiyacından daha büyük seçilen pompalar, gereğinden fazla basma yüksekliği oluşturabilir. Debiyi düşürmek için vananın kısılması durumunda oluşan fazla enerji vana üzerinde kayba dönüşür. Bu nedenle pompa seçiminde gerçek debi ve basma yüksekliği esas alınmalıdır.

Frekans Konvertörü (VSD/VFD) ile Hız Kontrolü

Debi ihtiyacının değiştiği sistemlerde pompa devrinin ihtiyaca göre ayarlanması enerji tasarrufu sağlayabilir.

Santrifüj pompalarda uygun koşullarda güç, devir hızının küpüyle değişir:

P ∝ n³

Örneğin 100 kW mil gücünde çalışan bir pompanın devri %90'a düşürülürse, Affinity Laws'a göre teorik güç değeri:

100 × 0,90³ = 72,9 kW

Bu durumda teorik güç azalması yaklaşık %27'dir. Gerçek elektrik tasarrufu; sistem eğrisi, statik basma yüksekliği, pompa, motor ve VSD verimleri dikkate alınarak belirlenmelidir.

 Pompalarda Eş Yaşlandırma

İki pompalı yedekli sistemlerde çoğunlukla bir pompa sürekli çalışırken diğer pompa yalnızca arıza veya bakım durumunda devreye alınır. Bu durumda pompaların çalışma saatleri arasında büyük fark oluşabilir.

Bu farkı önlemek için pompaların haftalık veya aylık belirlenen periyotlarla dönüşümlü çalıştırılması ve çalışma sürelerinin dengelenmesi gerekir.

Böylece yedek pompanın uzun süre devre dışında kalmasının önüne geçilir ve pompaların çalışma saatleri ile bakım ihtiyaçları daha dengeli hale gelir.

Emiş Hattı Tasarımı

Pompanın emiş hattı mümkün olduğunca kısa, sade ve düzgün tasarlanmalıdır.

Emiş hattında;

• Hava cebi oluşmamalıdır.
• Hava girişinin önüne geçilmelidir.
• Emiş borusu uygun çapta seçilmelidir.
• Redüksiyon tipi ve montaj yönü, hattın geometrisine uygun ve hava cebi oluşmayacak şekilde belirlenmelidir.
• Pompa emişine yakın bölgede akışı bozacak düzenlemelerden kaçınılmalıdır.
• Boru yükleri pompa nozullarına aktarılmamalıdır.

Havuzlarda Besleme Borusunun Konumlandırılması

Havuz ve açık depolarda besleme borusunun su seviyesine göre konumu, vorteks (girdap) oluşumu ve hava sürüklenmesi açısından önemlidir.

Besleme borusunun su yüzeyinin üzerinde bırakılması ve suyun serbest düşüşle havuza verilmesi, su yüzeyinde türbülans ve vorteks oluşumuna neden olabilir. Oluşan vorteks, havayı su içerisine sürükleyerek hava kabarcıklarının oluşmasına ve pompanın emiş bölgesine taşınmasına neden olabilir.

Besleme borusunun su seviyesinin altına daldırılması, serbest düşüşü ve yüzeyde oluşan türbülansı azaltarak vorteks ve hava sürüklenmesi riskini azaltır.

Özellikle aynı havuzdan pompa emişi yapılan sistemlerde besleme noktası ile emiş ağzının konumu birlikte değerlendirilmelidir. Besleme kaynaklı vorteks ve hava kabarcıkları emiş bölgesine ulaştığında, pompanın emiş koşullarını olumsuz etkileyebilir.

Havuz veya açık depodan emiş yapan sistemlerde dip klapesi, pompa durduğunda emiş hattının dolu kalmasına yardımcı olur.

Emiş ağzında yosun, kum, çamur ve diğer katı maddelerin sisteme girmesini önlemek için uygun süzgeç ve koruma düzeni kullanılmalıdır. Emiş ağzının havuz tabanına çok yakın olması, dipte biriken tortuların emiş hattına girmesine neden olabilir.