GEMİ YARDIMCI MAKİNELERİ VE SİSTEMLERİ 2 - Kemal DEMIREL
ÖNSÖZ
Gemilerde ana makine olarak kullanılan dizel makineler, gaz veya buhar türbinleri ile jeneratörler dışında kalan ve esas itibarıyla geminin sevk veya idaresi için ihtiyaç duyulan tüm süreçlerin yerine getirilmesi amacıyla bir araya getirilmiş makine ve sistemlere "Gemi Yardımcı Makineleri ve Sistemleri" adı verilmektedir. Bu tanım doğrultusunda gemi yardımcı makineleri, geminin makine dairesi için kullanılan makine yardımcıları ile geminin güvertesinde kullanılan güverte makineleri olarak sınıflandırılabilmektedir. Aslında bu iki sınıfın dışında bulunan sintine separatörü, pis su ünitesi ve hidrofor gibi sistemler hizmet makineleri olarak adlandırılsalar da burada gemi yardımcı sistemleri sınıfı içine alınmışlardır. Bu kitabın birinci ve ikinci cildinde gerek makine dairesi yardımcı makineleri gerekse güverte makinelerinin görevleri ve çalışma ilkeleri ile kendilerini meydana getiren mekanizma ve donanımların tanımlarına ayrıntılı olarak yer verilmiştir.
Gemi Yardımcı Makineleri ve Sistemleri kitabı, yükseköğretimdeki lisans öğrencilerinin temel mühendislik derslerinde öğrenmiş oldukları bilgilerin ve mühendislik yaklaşımların, gemilerde var olan uygulamalarını birebir kavramalarına katkı sağlamak için eğitim amacıyla yazılmıştır.
Günümüzde sıkça karşılaşılan bir sorun, gerçekte mühendisliğin birçok uygulama alanında olduğu gibi gemi makineleri mühendisliğinde de kendini açıkça göstermektedir. Söz konusu bu sorun; mühendislik yeterliğine sahip genç mezunların, temelde tüm makine ve donanımların çalışma sistemi hakkında fikir sahibi olmalarına karşın, ilgili makinelerle yüz yüze geldiklerinde mevcut sorunlara doğru tanıyı koyabilecek ve en uygun tasarım ile çok seçenekli karar verme sürecine yönelik bilgi eksiklikleri olması şeklinde karşımıza çıkmaktadır. Temelde ortaya çıkan bu sorunun doğru olarak giderilebilmesi için sadece teorik yaklaşım ve ifadelerle sınırlı kalınmayıp gerçek yaşam uygulamasını da içerecek şekilde makine ve sistemlerin ayrıntılı olarak irdelenmesi gerekmektedir. Bu kitabın birinci ve ikinci cildi, söz konusu bu irdelemenin sağlıklı olarak yapılabilmesi için ortaya konmuş ve sadece eğitimi amaç edinen bir emek olarak algılanmalıdır. Bu nedenle de gemi yardımcı makine ve sistemlerinde çıkabilecek sorunlar ile bu sorunların olası çözümleri de kitaba ilave edilmiştir.
Gemi Yardımcı Makineleri ve Sistemleri kitabının yukarıda bahsedilen amacının yanında bir diğer katkısı da, günümüzde kitap konusunda büyük bir sorun olarak yaşadığımız oldukça önemli orandaki Türkçe kaynak kitap ve yayın eksikliğini de giderme çabasıdır. Bu gerekçeler ışığında, meslek tasarım veya mühendislik tasarım sınıfında kabul edilen Gemi Yardımcı Makineleri dersini okuyan öğrencilerin; kendi anadilinde öğrenebileceği, neden ve niçin sorularına cevap bulabileceği bir kaynak kitaba duyulan gereksinimleri göz önünde tutularak buna katkı sağlanması amaçlanmıştır.
Kitaptaki konularda, kaynak olarak genellikle gemilerdeki operasyon, bakım-tutum veya manuel adı verilen kitaplar ile üretici firmaların kitap veya kataloglarından faydalanılmış ve gemilerde çok kullanılan modeller örnek alınıp anlatılmaya çalışılmıştır. Bu kitabın tamamen eğitim amacıyla yazılması, kullanılan kaynakların neredeyse tümünün İngilizce olması ve gemi makineleri mühendisliğinin özellikle gemilerde çalışan mühendisler için uluslararası uygulama alanı olması nedeniyle, kullanılan terimlerin Türkçe karşılıklarını gördüklerinde okuyucuların merak ettikleri kelimeleri bulabilmeleri için kitabın sonuna bir de Türkçe-İngilizce sözlük eklenmiştir. Bu sözlük ve kitaplardaki yazım tarzı ile özellikle günümüzde yitirilmeye yüz tutmuş Türkçe teknik terimler tekrar gözden geçirilmiş ve dilimizin yabancılaştırılması için gösterilen çabalara engel olmak adına verilmiş bir emek olarak okuyucuların değerlendirmelerine sunulmuştur. Denizcilik terimlerinden çok fazla uzaklaşmadan ancak gemilerde direkt olarak İngilizce okunuşlarıyla söylenen pek çok kelime Türkçe karşılıklarıyla verilmiştir. Yıllar geçtikçe değerini daha çok anladığımız ve kendisine daha çok özlem duyduğumuz yüce önder Mustafa Kemal ATATÜRK’ün söylediği gibi "Türk dili zengin, geniş bir dildir. Her kavramı ifade kabiliyeti vardır. Yalnız onun bütün varlıklarını aramak, bulmak, toplamak, onlar üzerinde çalışmak lazımdır."
Bu kitabın içeriğinde; yağlama yağı, yakıt ve sintine separatörleri, hava kompresörleri, soğutma odaları (buzluk), vakumlu tatlı su üretme cihazları (evaporatörler), pis (atık) su üniteleri, çöp yakma kazanları (insineratörler), dümen donanımları, güverte kreynleri, baş-kıç ırgatlar, UG gavernörler, yağ sis dedektörü ve stern tüp ile bu makine veya sistemlerin gemi uygulamalarındaki sorunları ve bu sorunlara önerilen olası çözüm yöntemleri de ayrıntılı olarak irdelenmektedir.
Kitabın yazımında emeği geçen sevgili kardeşim İ. Deha Er (Mk 91), beni her konuda destekleyen hocam Fahrettin Küçükşahin (Mk 51), kitabın her sayfasını okuyarak yanlışlarımın azalması için yoğun çaba harcayan öğrencim Barış Yiğin ve kardeşim Volkan Arca (Mk 2001) ile kitabın basımı ve yayınlanmasında çalışan tüm emekçilere sonsuz teşekkürler ederim.
Kemal DEMİREL
İstanbul, 2014
İÇİNDEKİLER
Bölüm 1 Yağlama Yağı ve Yakıt Separatörleri 1
1.1 Konvansiyonel (Geleneksel) Separatörler 1
1.1.1 Ayrıştırma (Separasyon) Yöntemleri 1
1.1.1.1 Gravite ile Ayrıştırma 2
1.1.1.2 Merkezkaç Yöntem ile Ayrıştırma 5
1.1.2 Ayrıştırma Olayına Etki Eden Faktörler 7
1.1.2.1 Yoğunluk 7
1.1.2.2 Viskozite 8
1.1.2.3 Sıcaklık 9
1.1.2.4 Akış Miktarı (Kapasite, Debi) 10
1.1.2.5 Gravite Diski 12
1.1.2.6 Karşı Basınç Ayarı 16
1.1.3 Ayrıştırma Devreleri ve Elemanları 18
1.1.3.1 Yakıt Ayrıştırma Devresi ve Bileşenleri 18
1.1.3.2 Yağlama Yağı Ayrıştırma Devresi ve Bileşenleri 19
1.1.4 Konvansiyonel Separatör Bileşenleri 20
1.1.4.1 Elektrik Motoru 23
1.1.4.2 Merkezkaç Kavrama 23
1.1.4.3 Dişliler ve Şaft 24
1.1.4.4 Pompa 25
1.1.4.5 Alt Kısımdaki Diğer Elemanlar 25
1.1.4.6 Su Dağıtım Kapağı 26
1.1.4.7 Çanak (Alt Çanak) ve Çanak İçindeki Ana Parçalar 27
1.1.4.8 Disk (Tas) Grubu 29
1.1.4.9 Seviye Ringi 29
1.1.4.10 Su ve Yakıt Diski (Pompası) 30
1.1.5 Separatör Tipleri 31
1.1.5.1 Katı Maddeleri Tutan Separatörler 31
1.1.5.2 Ejektör Tip Separatörler 32
1.1.5.3 Nozul Tip Separatörler 33
1.1.5.4 Dekantörler 33
1.1.6 Ayrıştırma Yöntemleri 34
1.1.6.1 Sıvı-Sıvı Ayrıştırma ve Sıvı Ayrıştırıcı 34
1.1.6.2 Sıvı-Katı Ayrıştırma ve Katı Ayrıştırıcı 35
1.1.6.3 Konsantrasyon 36
1.1.6.4 Sıvı ve Katı Ayrıştırıcılar Arasındaki Farklar 37
1.1.6.5 Separatörlerin Paralel ve Seri Çalıştırılmaları 38
1.1.7 Separatörlerin Şok Yapılması ve Devreye Alınması 40
1.1.7.1 Operasyon Suları ve Şok Yapma 40
1.1.7.2 Separatörün Devreye Alınması 43
1.1.8 Ayrıştırma Teorisi 44
1.1.9 Separatörlerde Yükseklik Ayarları 47
1.1.9.1 Yakıt Diski Yükseklik Ayarı 47
1.1.9.2 Kontrol Su Diski Yükseklik Ayarı 48
1.1.10 Konvansiyonel Separatörlerle İlgili Önemli Noktalar 48
1.1.10.1 Separatöre Yakıt Gelmiyor 48
1.1.10.2 Separatöre Yakıt Geliyor Ama Şok Yapılamıyor 49
1.1.10.3 Karter Yağı Eksiliyor 49
1.1.10.4 Uygun Gravite Diski Yok 49
1.1.10.5 Devir Tutmuyor 50
1.1.10.6 Yağlama Yağı Testi 50
1.1.11 Separatörlerin Kontrol ve Bakım-Tutumu 51
1.1.12 Konvansiyonel Separatörlerde Sorunlar ve Çözümleri 53
1.1.12.1 Mekanik Sorunlar 53
1.1.12.2 Ayrıştırma Sorunları (Sıvı-Sıvı ve Sıvı-Katı) 58
1.1.12.3 Sıvı-Sıvı Ayrıştırmada Sorunlar 61
1.1.12.4 Sıvı-Katı Ayrıştırmada Sorunlar 64
1.2 Modern Separatörler 65
1.2.1 Ayrıştırma Verimi 65
1.2.2 Ayrıştırmada Katı Parçacıklar 69
1.2.3 Separatörlerin Karşılaştırılması 72
1.2.3.1 Seal Suyu 72
1.2.3.2 Ara Yüzey 73
1.2.3.3 Gravite Diski 75
1.2.3.4 Su Çıkışı 76
1.2.3.5 Parçacıkların Ayrıştırılması 76
1.2.4 ALCAP Fuel-Oil (FOPX) Separatörün Devre Elemanları 77
1.2.4.1 Filtre ve Yakıt (Besleme) Pompası 78
1.2.4.2 Akış Şalteri 78
1.2.4.3 Isıtıcı ve Sıcaklık Sensörü (Algılayıcısı) 79
1.2.4.4 Yeniden Dolaşım (Sirkülasyon) Valfi 79
1.2.4.5 Karşı Basınç Ayar Valfi ile Alçak ve Yüksek Basınç Şalterleri 80
1.2.4.6 Akış İndikatörü 80
1.2.4.7 Transdüser 81
1.2.4.8 Pnömatik Valf Bloğu 83
1.2.4.9 ALCAP FOPX Separatör 84
1.2.4.10 Su Boşaltma (Tahliye) Valfi 84
1.2.4.11 Operasyon Su Tankı ve Su Valf Bloğu 85
1.2.4.12 Kontrol Ünitesi 85
1.2.4.13 Elektrik Tablosu ve Güç Ünitesi 86
1.2.4.14 Acil Durum Stop Düğmesi 86
1.2.5 ALCAP FOPX Separatörde Yapılan İşlemler 86
1.2.5.1 Akış Kontrol Diski 87
1.2.5.2 Yakıt Diski ve Su Diski 88
1.2.5.3 Sistem Elemanlarının Etkileşimi 89
1.2.5.4 Tetikleme Aralığı 91
1.2.5.5 ALCAP FOPX Separatörün Çalışma İlkesi 94
1.2.6 Separatörlerdeki Gelişmeler 96
1.2.7 Modern Separatörlerin Farkları ve Üstünlüğü 111
Bölüm 2 Sintine Separatörü 113
2.1 Separasyon Yöntemleri 113
2.2 Separasyon Bileşenleri 118
2.3 Sintine Separatörünün Çalışma İlkesi 119
2.3.1 Marshall-Orr Sintine Separatörü 119
2.3.2 Heli-sep Sintine Separatörü 123
2.3.3 Hamworthy Sintine Separatörü 124
2.3.4 JOWA 3SEP Sintine Separatörü 130
2.3.5 RWO Sintine Separatörü 136
2.3.6 NFV MPEB Sintine Separatörü 144
2.4 Sintine Separatörlerinin Denetimi 148
2.5 Sintine Separatörünün Kullanım Koşulları 150
2.6 Sorunlar ve Olası Çözümleri 154
Bölüm 3 Hava Kompresörleri 161
3.1 Dinamik Kompresörler 162
3.1.1 Radyal Akışlı (Santrifüj) Kompresörler 162
3.1.2 Eksenel Akışlı Kompresörler 162
3.2 Pozitif Deplasmanlı (Hacimsel) Kompresörler 163
3.2.1 Sıvı Halkalı Kompresörler 163
3.2.2 Vidalı Kompresörler 164
3.2.3 Loplu Kompresörler 164
3.2.4 Kanatlı (Paletli) Kompresörler 165
3.2.5 Doğrusal Hareketli (Pistonlu) Kompresörler 165
3.3 Kompresör ve Hava Devresi Bileşenleri 166
3.3.1 Hava Emiş Filtresi 166
3.3.2 Susturucu 167
3.3.3 Soğutucu (Kuler) 168
3.3.4 Separatör (Su ve Yağ Ayrıştırıcısı) 168
3.3.5 Trap 169
3.3.6 Geri Döndürmez Valf 171
3.3.7 Hava Tüpü 172
3.3.8 Kurutucu (Nem Alıcı) 173
3.3.9 Şartlandırıcı (Filtre-Regülatör-Yağlayıcı) 175
3.3.10 Basınç Ayar (Düşürme) Valfi 176
3.3.11 Yağlayıcı 176
3.3.12 Emniyet Valfleri 177
3.3.13 Kompresör Kapasite Kontrol Cihazları 178
3.3.14 Yüksüzleştirici 179
3.3.14.1 Emme Valfinin Kontrolü 180
3.3.14.2 Beş Aşamalı Kapasite Kontrolü 180
3.3.14.3 Selenoid Kumandalı Üç Yollu Valf ile Kapasite Kontrolü 181
3.3.14.4 Silindir Klerens Ceplerinin Açılması 182
3.3.14.5 İlk Harekette Yüksüzleştirme Cihazı 182
3.3.15 Kompresör Kademe Valfleri 182
3.4 Kompresörler ve Çalışması 183
3.5 Hava Kompresörlerinde Bakım-Tutum 193
3.5.1 Segmanların Yerleştirilmesi 193
3.5.2 Yağlama ve Yağ Basınç Ayarı 193
3.5.3 Kademe Valfleri 193
3.5.4 Yetersiz Soğutma 194
3.5.5 Emniyet Kontrolleri 194
3.5.6 Kompresör Bakımı 195
3.6 Sorunlar ve Olası Çözümleri 198
Bölüm 4 Soğutma Odaları (Buzluk) 209
4.1 Soğutma Sistemi ile İlgili Tanım ve Kavramlar 209
4.2 Soğutma Sistemi Bileşenleri 212
4.2.1 Buzluk Kompresörü 212
4.2.1.1 Vidalı Kompresör 213
4.2.1.2 Pistonlu Kompresör 215
4.2.2 Yağ Separatörü 225
4.2.3 Yoğuşturucu (Kondenser) ve Resiver 227
4.2.4 Kurutucu Filtre 229
4.2.5 Kısılma Valfi ve Buharlaştırıcı (Evaporatör) 229
4.2.5.1 Aşırı Isıtma (Kızdırma) 237
4.2.5.2 Aşırı Soğutma 238
4.3 Buzluk Sistemi Kontrol Elemanları 238
4.3.1 Selenoid Valf ve Sıcaklık Kontrol Elemanı (Termostat) 239
4.3.2 Basınç Kontrol Elemanı (Presostat veya Basınç Şalteri) 241
4.3.2.1 Yüksek Basınç Presostatı 242
4.3.2.2 Alçak Basınç Presostatı 243
4.3.2.3 Yağ Basınç (veya Diferansiyel Basınç) Presostatı 245
4.3.3 Emniyet Valfi 246
4.3.4 Akış veya Renk Göstergesi 246
4.3.5 Basınç Ayar (veya Sabit/Karşı Basınç) Valfi 247
4.4 Buzluk Sisteminin Çalışması 248
4.5 Yüksüzleştirme Cihazı 252
4.6 Soğutucu Akışkanlar 257
4.7 Gaz Çektirme ve Gaz Kaçak Kontrolü 266
4.7.1 Soğutucu Akışkanın Yoğuşturucuda Toplanması 266
4.7.2 Sisteme Gaz Çektirilmesi 268
4.7.3 Sistemdeki Soğutucu Akışkanın Tahliye Edilmesi 269
4.7.4 Gaz Kaçak Kontrolü 269
4.7.4.1 Propan Dedektörü ile Kaçak Arama 270
4.7.4.2 Elektronik El Dedektörü ile Kaçak Arama 270
4.7.4.3 Köpük Yöntemi ile Kaçak Arama 271
4.8 Buzluk Kompresör Yağları 271
4.8.1 Yağ Seçimi 272
4.8.2 Karter Yağının Tamamlanması 273
4.8.3 Karter Yağı Fazlasının Tahliyesi 273
4.9 Soğutma Veriminin Düşme Nedenleri 273
4.10 Soğutma Sisteminin Kontrolü ve Bakım-Tutumu 274
4.11 Sorunlar ve Olası Çözümleri 275
Bölüm 5 Evaporatör (Vakumlu Tatlı Su Üreticisi) 287
5.1 Evaporatör Elemanları 288
5.1.1 Ejektör Pompası (Deniz Suyu Pompası) 288
5.1.2 Isı Değiştirici (Evaporatör) 290
5.1.3 Kondenser (Yoğuşturucu) 290
5.1.4 Besleme Valfi ve Orifis 291
5.1.5 Ejektör ve Geri Döndürmez Valf 291
5.1.6 Distile Pompası (Tatlı Su Pompası) 293
5.1.7 Salinometre (Tuzluluk Ölçer) ve Elektrot 293
5.1.8 Selenoid (Kumandalı) Valf 293
5.1.9 Vakum Kırıcı Valf 294
5.1.10 Emniyet Valfi 294
5.1.11 Hava Çıkarma (Tahliye) Valfleri 294
5.2 Evaporatörün Devreye Alınması 294
5.3 Evaporatörlerde Bakım-Tutum ve Sorunlar 307
5.3.1 Ejektör ve Vakumun Kırılması 307
5.3.2 Pompalar ve Vakumun Kırılması 308
5.3.3 Isı Değiştirici Borularının Delinmesi 309
5.3.4 Yoğuşturucu (Kondenser) Borularının Delinmesi 310
5.3.5 Akış Ayarlaması 311
5.3.6 Evaporatörde Kirlenme ve Kapasite Düşmesi 313
5.3.7 Evaporatörde Bakım-Tutum Süreleri 316
5.3.8 Evaporatörün Montajı (Yerleştirilmesi) 316
5.3.9 Evaporatörün Test Edilmesi 318
5.4 Evaporatörlerde Sorunlar ve Olası Çözümleri 321
5.4.1 Borulu Tip Evaporatörler 321
5.4.2 Plakalı Tip Evaporatörler 326
Bölüm 6 Pis Su Ünitesi 331
6.1 Arıtma Kademeleri 331
6.1.1 Fiziksel Arıtma 331
6.1.2 Biyolojik Arıtma 332
6.1.3 Kimyasal Arıtma (Dezenfeksiyon) 333
6.2 Pis (Atık) Su Ünitesinin Çalışması 333
6.3 Pis Su Ünitesinde Bakım-Tutum 354
6.4 Pis Su Testleri 354
6.5 Pis Su Ünitesinde Sorunlar ve Olası Çözümleri 357
6.5.1 Tuvalet Atıklarının Tanka Gravite ile Girdiği Sistem 357
6.5.2 Tuvalet Atıklarının Tanka Vakum ile Çekildiği Sistem 361
Bölüm 7 Çöp Yakma Kazanı (İnsineratör) 363
7.1 Sistem ve Devre Elemanları 363
7.1.1 Çamur Tankı 363
7.1.2 Çamur (Dolaşım) Pompası 365
7.1.3 Basınç Ayar Valfi 365
7.1.4 Çamur Dozaj Pompası 365
7.1.5 Basınçlı Hava veya Buhar 366
7.1.6 Presostat (Basınç Şalteri) 366
7.1.7 Termostat (Sıcaklık Şalteri) 367
7.1.8 Börner 368
7.1.9 Baca Gaz Fanı 370
7.2 Çöp Yakma Kazanının Çalıştırılması 371
7.2.1 Çöp Koyma 372
7.2.2 Çöp (Katı Atık) Yakma 374
7.2.3 Çamur Yakma 374