Otomotiv Camı Üretim Tesisi – Modüler HOC Kurutucu Sistemi Yılda 3 Milyondan Fazla kWh Tasarruf Sağlar

Meta Açıklama:  Dünyanın en büyük otomotiv camı üreticisi olan Fuyao Glass, Fuqing Tesisi’nde dört adet 170 m³/dk ısıyla-kompresyonlu adsorpsiyon kurutma cihazı kurarak -40°C’lik kararlı çiğ noktası elde etmiş, tamamen purj kaybı olmadan modüler yedeklilik sağlamış, yıllık elektrik tüketiminde 3 milyon kWh’tan fazla tasarruf sağlamış ve yaklaşık 2 yıllık bir geri ödeme süresi elde etmiştir.

Müşteri Arka Planı

Fuyao Glass Industry Group Co., Ltd.  dünyanın en büyük ve en teknolojik olarak gelişmiş otomotiv camı çözümleri sağlayıcısıdır. Bu yükseltme projesi, Fuyao Glass’ın Fujian Eyaleti, Fuqing Rongqiao Ekonomik ve Teknolojik Gelişim Bölgesi, Yangxia Caddesi’ndedir . Bu tesis, Fuyao’nun küresel ihracat tesisi projesidir ve 627 mu (yaklaşık 41,8 hektar) alana sahiptir; dünya sınıfında bir sıfır karbonlu akıllı fabrika olacak şekilde tasarlanmıştır.

Fuyao Glass, sıkıştırılmış hava sisteminin güvenilirliği, enerji verimliliği ve ölçeklenebilirliği açısından benzeri görülmemiş talepler doğuran bir kapasite genişleme kritik dönemindedir. Tesisin toplam sıkıştırılmış hava talebi yaklaşık 550–600 m³/dk (yaklaşık 33.000–36.000 m³/sa)  , yüzey camı üretim hattının tamamını ve birden fazla yüksek uç otomotiv camı derin işlenme hattını beslemek amacıyla 7/24 çalışmaktadır.

Otomotiv Camı Üretiminde Sıkıştırılmış Hava Uygulamaları

(İçerik değiştirilmedi – önceki sürümle aynı)

Ağrı Noktaları

Tesisin orijinal sıkıştırılmış hava kurutma sistemi, büyük soğutmalı kurutucular ile ısıtmalı purj adsorpsiyon kurutucuların (mikro-ısı tipi) bir kombinasyonundan  oluşmaktaydı. Üretim kapasitesi hızla arttıkça ve süreç kalitesi standartları yükseldikçe, orijinal sistem birden fazla yapısal sorun göstermiştir:

• Soğutmalı Kurutucularda Kondensat Tahliye Riski:  Float cam ve kaplamalı cam üretim hatları, nem açısından son derece düşük tolerans gösterir. Soğutmalı kurutucular, suyu soğutarak yoğuşturur ve uzaklaştırır; bu işlem otomatik tahliye vanalarına dayanır. Ancak yoğuşma suyu tahliye vanası, soğutmalı kurutucu sistemlerinde en yüksek arıza oranına sahip bileşendir – yüzey tipi, zamanlayıcı kontrollü ya da elektronik olsun, hepsi uzun süreli sürekli çalışmadan dolayı yapışma, tıkanma veya elektriksel arızaya eğilimlidir. Bir tahliye vanası arızalandığında, yoğuşma suyu doğrudan aşağı akış borularına ve ekipmanlara akar. Cam üretimi için adsorpsiyon kulesine sıvı su girmesi, kurutucu maddenin hızla bozulmasına neden olur. Daha ciddisi ise, nemin kaplama odasına veya PVB montaj alanına girmesi durumunda tüm partilerin reddedilmesidir; tek bir kayıp, milyonlarca RMB’ye ulaşabilir. Fuyao’nun büyük ölçekli sürekli üretiminde herhangi bir yoğuşma suyu tahliye arızası, kabul edilemez bir kalite riskini temsil eder.
• Isıtmalı purj kurutuculardan kaynaklanan önemli purj kaybı:  Isıtılmış purg kurutucular, hâlâ nominal debilerinin %5–8'ini yenileme purg havası olarak tüketir. Toplam sistem kapasitesi yaklaşık 550–600 m³/dk olduğunda bu, yaklaşık 28–48 m³/dk kuru sıkıştırılmış havanın sürekli olarak atmosfere verildiği anlamına gelir  — bu da ekstra büyük bir kompresörün sürekli çalıştırılmasıyla eşdeğerdir.
• Çiğ Noktası Kararsızlığı:  Sıcak ve nemli yaz koşullarında ısıtılmış purg kurutucuların yenileme verimi düşer. Basınç çiğ noktası dalgalanır ve bazen -30°C’nin üzerine çıkar; bu nedenle yüksek uç ürünler için tasarlanan -40°C’lik hedef çiğ noktası, tutarlı şekilde sağlanmakta zorlanır.
• Ekipman Dağılımı ve Yoğun Bakım Yükü:  Faydalı alan odasında dağılmış çok sayıda ünite, düşük alan kullanım oranına ve yüksek bakım yüküne neden oldu. Pnömatik valfler her 12–18 ayda bir onarım veya değiştirilmek zorundaydı ve kurutucu dolgu malzemesinde aşınma hızlandı.
• Kapasite Genişletme İhtiyaçlarını Karşılayamama:  Orijinal kurutma sistemi zaten kapasite sınırına yakındı ve gelecekteki genişlemeyi destekleyemezdi.
• Sıfır Karbonlu Akıllı Fabrika Hedefleriyle Uyum Sağlamama:  Fuqing Üssü, dünya sınıfında bir sıfır karbonlu akıllı fabrika olarak konumlandırılmıştır. Orijinal kurutma sisteminin yüksek enerji tüketimi ve yüksek purj kaybı, bu stratejik hedefle önemli ölçüde çelişmekteydi.

Şekil: 170 Nm³/dk Isı-Kompresyonlu Kurutucu Hava Kurutucusu

Çözümümüz

Fuyao Cam’ın temel gereksinimlerini karşılamak için: çok büyük kapasite, sıvı su riski olmaması, sıfır purj kaybı, yüksek enerji verimliliği, düşük bakım gereksinimi ve modüler yedeklilik , ve Fuqing Üssü’nün birden fazla büyük yağsız santrifüj kompresör  24/7 çalıştırması göz önünde bulundurularak, bir modüler ısı-kompresyonlu (HOC) adsorpsiyon kurutucu sistemi  şu unsurlardan oluşur: dört HOC kurutucu  paralel olarak çalışarak N+1 (hatta N+2) yedeklilik sağlar.

Temel Teknoloji: Sıkıştırma Isısı (HOC)

HOC teknolojisi, öndeki yağsız santrifüj kompresörlerden kaynaklanan sıkıştırma ısısını (çıkış sıcaklığı genellikle 120–160 °C) kurutucu maddenin yenilenmesi için kullanır; bu süreçte ek elektriksel ısıtma enerjisi tüketilmez ve temizleme amacıyla basınçlı hava kullanılmaz.

Neden blower temizleme yerine HOC?  Fuyao Fuqing Üssü – çok büyük ölçekli bir uygulama olup, birden fazla yağsız santrifüj kompresör tam yükte ve 24/7 sürekli olarak çalışmaktadır – bu durumda HOC, eşsiz avantajlar sunar:

Fuqing Üssündeki yağsız santrifüj kompresörlerin tahliye sıcaklıkları 120–150 °C aralığında kararlıdır ve HOC regenerasyonu için ısı kaynağı gereksinimlerini tam olarak karşılar.

Anahtar ekipman

• Kurutucular:  Dört HOC-Kuru 170  sıcaklıkla sıkıştırma yöntemiyle çalışan adsorpsiyon kurutucular, her biri kapasiteye sahip 170 m³/dk (10.200 m³/saat)  . Paralel olarak monte edilmişlerdir ve esnek bir şekilde şu şekilde yapılandırılabilirler: üç adet çalışır + bir adet yedek  (toplam kapasite 510 m³/dk) ya da dört adet çalışır  (toplam kapasite 680 m³/dk), mevcut ve gelecekteki genişleme ihtiyaçlarını karşılar.
• Regenerasyon Yöntemi:  Sıkıştırılmış hava santrifüj kompresörünün basma çıkışından, küçük bir miktar sıcak sıkıştırılmış hava (sıcaklık yaklaşık 120–150 °C) alınır soğutucudan sonra  ve yenilenmesi gereken kuleye yönlendirilir. Isı, nem tutucudan nemi uzaklaştırır ve nemli hava atmosfere verilir. Tüm yenileme işlemi, temizleme amacıyla sıkıştırılmış hava veya elektriksel ısıtma enerjisi tüketmez  – yenileme enerjisi tamamen aksi takdirde dağıtılan atık ısıdan sağlanır.
• Sıfır Sıvı Su Riski Tasarımı:  HOC kurutucuları, yoğuşma yerine emme  prensibiyle çalışır – kurutma sürecinde sıvı yoğuşma oluşmaz; bu nedenle yoğuşma tahliye vanası arızasına bağlı olarak sıvı su taşınması riski yoktur . Ayrıca HOC sistemi, üst akım boru tesisatından kaçan herhangi bir kazayla oluşan sıvı suyu yakalamak için yüksek verimli bir giriş ayırıcı ile donatılmıştır.
• Kontrol sistemi:  Bir Siemens S7-1500 PLC ana denetleyicisi, dört kurutucuyu koordine eder; çevrimiçi nem noktası izleme verilerine dayalı olarak çalışma sürelerini dengeler ve herhangi bir arızalı üniteyi alarm ile otomatik olarak devreden çıkarır. 15 inçlik endüstriyel dokunmatik ekranlı HMI, gerçek zamanlı işletme parametrelerini ve geçmişteki eğilimleri gösterir. Sistem, uzaktan izleme ve uyarı yönetimi için Fuyao’nun merkezi DCS sistemine entegre edilmiştir.
• Filtrasyon Paketi:  Ön filtre (1 µm), boru hattındaki partikülleri giderir; son filtre (0,01 µm), olası kurutucu tozlarını yakalar; yüksek verimli giriş ayırıcısı, adsorpsiyon kulelerine ulaşmadan önce kazara giren sıvı suyunu kesinlikle engeller.

Performans spesifikasyonları

Şekil: 170 Nm³/dk Isı-Kompresyonlu Kurutucu Hava Kurutucuları

Teslimat ve Kurulum

Proje, Fuqing Üssü’ndeki planlı bakım duruş pencereleri kullanılarak yürütüldü:

• Tasarım ve Fabrikada Kabul Testi (6 hafta):  Ayrıntılı sistem tasarımı, malzeme seçimi, PLC kontrol mantığı geliştirilmesi. Dört adet HOC kurutucunun tamamı için üretim tesisinde tam FAT testleri, gerçek kompresör çıkış koşulları simüle edilerek tamamlandı.
• Teslimat ve Sahada Hazırlık (2 hafta):  Dört büyük kaymalı kuru kurutucu (her biri yaklaşık 18 ton ağırlığında), Fuqing Üssü’ne teslim edildi. Eski kurutma ekipmanları kaldırıldı, temeller hazırlandı ve boru bağlantı noktaları ayrıldı.
• Kurulum (3 hafta):  Dört kurutucu, yoğunlaştırılmış kayma tabanları üzerine yerleştirildi. Toplam kapladığı alan yaklaşık 40 m²’dir (orijinal sistemden %30 daha az). Kurutucuların her birinin girişine üssün yüksek basınçlı hava kaynağını bağlamak amacıyla sıkıştırılmış hava ana hatları yeniden yapılandırıldı. Regenerasyon ısısını sağlamak amacıyla kompresörün sıcak gaz by-pass boru tesisatı değiştirildi. Güç ve kontrol kablolaması tamamlandı.
• Devreye Alma ve Doğrulama (1 hafta):  Sistem temizlendi, kaçak testi yapıldı ve çiy noktası sensörleri kalibre edildi. 72 saatlik sürekli işletme süresince çiy noktası -42°C ile -44°C arasında kararlı olarak ölçüldü. Operatörlere kontrol sistemiyle ilgili eğitim verildi ve tam teknik dokümantasyon ile IQ/OQ doğrulama belgeleri teslim edildi.

Plansız duruş yaşanmadı; tüm işler planlanan bakım pencereleri içinde tamamlandı.

Sonuçlar ve Faydalar (Devreye alınmadan 12 ay sonra)

28–48 m³/dk aralığında temizleme kaybı, ekstra kompresör gücü gerektirir. Yağsız santrifüj kompresörün özgül gücü yaklaşık 6 kW/m³/dk’tır → kompresör gücü açısından 170–290 kW tasarruf sağlanır.

Hesaplama, 7 gün/24 saat/365 gün sürekli işletme temel alınarak yapılmıştır. Orijinal sistemin eşdeğer gücü 350 kW (orta düzey), yeni sistemin gücü ise 3 kW’tır. Yıllık enerji tasarrufu ≈ (350–3) kW × 8.760 saat ≈ 3.040.000 kWh’tır. Endüstriyel elektrik tarifesine göre 0,70 ¥/kWh ücretiyle yıllık elektrik maliyeti tasarrufu ≈ 2,13 milyon ¥’dir. Bakım tasarrufunu da içerecek şekilde toplam yıllık fayda ≈ 2,46 milyon ¥’dir.

Ölçülebilir Faydalar

• Dikkat Çekici Enerji Tasarrufu:  HOC teknolojisi, kurutma süreci için neredeyse sıfır elektrik tüketimi sağlar — dört kurutucunun tamamının kontrol sistemleri yalnızca yaklaşık 3 kW tüketir. Orijinal ısıtmalı temizleme kurutucularına kıyasla yeniden üretim enerjisi tüketimi yaklaşık %97 azalmıştır. Temizleme kaybının ortadan kalkması, kompresörlerin telafi amacıyla fazladan hava üretmesini gerekmez hale getirir. Yıllık elektrik tasarrufu 3 milyon kWh’yi aşar bu, Çin şebeke emisyon faktörü 0,55 kg CO₂/kWh temel alınarak yaklaşık 1.670 ton/yıl CO₂ emisyonunun azaltılmasına eşdeğerdir. Bu durum, Fuyao Grubu’nun ESG karbon nötralitesi hedefleriyle güçlü bir şekilde uyumludur.
• Sıvı Su Riski Tamamen Ortadan Kalkmıştır:  HOC kurutucuları adsorpsiyon prensibiyle çalışır – kurutma süreci sırasında sıvı kondensat üretilmez; bu da kondensat tahliye vanasının arızalanması nedeniyle ortaya çıkabilecek felaket boyutundaki sıvı su taşınma riskini temelden ortadan kaldırır.
• Yıl Boyu Kararlı Çiğ Noktası:  Çevrimiçi izleme, basınç çiğ noktasının yıl boyu sürekli olarak -42°C ile -44°C arasında kaldığını göstermektedir; sıcak ve nemli yaz koşullarında bile çiğ noktası asla -40°C’yi geçmemektedir. Kaplamalı cam veya lamineli cam hatlarından nem kaynaklı herhangi bir kusur bildirilmemiştir.
• Modüler Yedeklilik ve Gelecekteki Genişleme:  Dört kurutucu, üçü çalışır + biri yedek olacak şekilde konfigüre edilmiştir; üretim üzerinde hiçbir etki yaratmadan tek bir ünite bakım için devreden çıkarılabilir – kalan üç ünite hâlâ 510 m³/dk debi sağlar ve üssün pik talebini (550–600 m³/dk) tam olarak karşılar. Gelecekteki kapasite genişletmesi daha fazla debi gerektirdiğinde, yedek ünite çevrimiçiye alınarak ek ekipman satın alınmadan dört ünitenin aynı anda çalıştığı mod (680 m³/dk) sağlanabilir.
• Kesinlikle Azaltılmış Bakım:  HOC kurutucuları uzun çevrim sürelerine sahiptir (6–8 saat), bu da çok düşük valf hareket frekansına neden olur. Elektrikli ısıtıcı tüketimi yoktur, yüksek frekanslı anahtarlamalı valfler yoktur, kurutucu maddesinin yağ zehirlenme riski de yoktur. Kurutucu maddesinin ömrünün 5 yıldan fazla olması beklenmektedir.
• Yatırım getirisi:  Toplam kurulu maliyet ≈ ¥5,2 milyon  (dört kurutucu ve aksesuarları). Yıllık elektrik tasarrufu ≈ ¥2,13 milyon , bakım tasarrufu ≈ ¥0,33 milyon , toplam yıllık fayda ≈ 2,46 milyon ¥ . Gerim süresi ≈ 2,1 yıl .
• Sıfır Karbon Akıllı Fabrika İnşasını Destekleme:  HOC kurutucunun yeniden üretim için atık ısı kullanması – ek elektrik tüketimi olmadan – kurutma sürecinin karbon ayak izini en aza indirir ve Fuyao’nun sıfır karbon akıllı fabrika girişimine güçlü destek sağlar.

Müşteri tanıklığı

“Fuqing Üssümüzdeki orijinal kurutma sistemimiz, soğutmalı kurutucularda kondensat tahliye arızası riski, yüksek püskürtme kaybı, kararsız çiy noktası ve sıfır karbon hedeflerimizle uyumsuzluk olmak üzere birden fazla sorunla karşılaşıyordu. Yeni dört üniteli HOC kurutucu sistemi ile 3+1 modüler yedekleme çözümü, bu tüm sorunları temelden çözmektedir: sıvı su yok, püskürtme kaybı yok, neredeyse sıfır elektrik tüketimi ve yıl boyu -40 °C’nin altında kararlı çiy noktası. Yıllık elektrik tasarrufu 3 milyon kWh’yi aşmaktadır; gerim süresi yaklaşık iki yıldır. Bu çözüm, Fuyao Grubu genelinde basınçlı hava kurutma teknolojisi güncellemeleri için bir referans noktası haline gelmiştir.”

— Faydalılık Yöneticisi, Fuyao Cam Fuqing Üssü