Gaz Algılama Kütüphanesi

American Conference of Governmental Industrial Hygienists.

Gaz dedektörleri bir aralık bırakılan bir verici ve bir alıcıdan oluşur. Verici bir Kızılötesi ışını göndererek verici ile alıcı arasındaki yol boyunca gaz olup olmadığını algılar. Bu yolun uzunluğu birkaç yüz metre ile birkaç yüz metre arasında değişebilir.

Bir gaz/hava karışımının alev alabilir hale geldiği aralık.

Gazın bir detektör içine yayılmasına izin veren, ancak herhangi bir alev geri sıçramasını önleyen özel bir yapı.

Analizör kabininin yeri belirlenirken dikkat edilecek noktalar:

• İşletme şartları
• Örnekleme noktasına olan uzaklık
• Ulaşım kolaylığı
• Elektrik ve basınçlı hava hattı
• Kabin, içindeki ekipmanlar ve çalışacak iki görevli dahil toplam ağırlık.

Şartlandırma ile tozdan ve nemden arındırılan gaz, baca gazı kompozisyonuna uygun ölçüm metodu ile çalışan analizörde analiz edilir.

Ölçüm sonuçları, analizörün ekranında görülebildiği gibi dijital veya analog sinyal ile veri aktarımı sağlanabilir.

Kalibrasyon yapılan seviye (genellikle tüm ölçeğin yarısı)

Avrupa Patlayıcı Ortamlar Direktifleri (ATmosphere EXplosives)

• Metan gazı
• Karbonmonoksit
• Oksijen
• Hidrojen sülfür
• Amonyak gazı

İnşa Yönetim Sistemi.

Gazın veya buharın havaya göre yoğunluğunu gösteren bir ölçüt. 1'den düşük buhar yoğunluğuna sahip gazlar veya buharlar havadan hafiftir.

Kimyasal İsim Hizmeti. Maddeleri kimyasal isimlendirmeyle çakışmayacak şekilde tanımlamada kullanılan CAS kütük numarası.

Kanada Elektrik Yasası.

Centro Elettrotecnico Sperimentale Italiano – İtalyan Emniyet Sertifikasyonu Kurumu.

Sağlığa Zararlı Maddelerin Denetimi.

Belli noktaların izlenmesinin aksine, bir tesisin ya da depolama alanının tüm dış tarafının, izlenmesi.

Birden fazla gaz kanalı.

Dağıtımlı Kontrol Sistemi.

Emisyon ölçüm sistemleri 2 gruba ayrılır;

1. Portatif sistemler:
   1. Kısa süreli ölçüm
   2. Elektrokimyasal metod
   3. Düşük hassasiyet
   4. Düşük yatırım maliyeti
2. Sabit sistemler:
   1. Sürekli ölçüm
   2. Genelde fotometrik
   3. Projelendirme
   4. Hassas sonuçlar
   5. Yüksek yatırım maliyeti

1. Yanma verimliliği kontrolü ve kazan ayarı:

a. Kazanların verimliliğini artırmak

b. Yakıt tasarrufu sağlamak

c. Emisyonları azaltmak

Yanma üçgeni:

Yanmanın gerçekleşmesi aşağıdaki 3 faktörün bir arada bulunmasına bağlıdır:

• Bir ateş kaynağı
• Oksijen
• Yakıt

Yanma verimliliği kontrolü ve kazan ayarı:

Yakıtın kazan içerisinde tam olarak enerjiye dönüştürülebilmesi için, yanma odasına verilen yakma havası (oksijen) ile yakıtın tam anlamıyla karışması gerekmektedir.

Kazan içerisinde gerçekleşecek tam, uygun ve ideal yanma sayesinde, bacadan atılan enerji minimuma indirilecektir.

Baca Gazı Analizi ve Emisyon Ölçümü yapılarak yakıtın yakma standart ve normlarına uygun şekilde yanıp yanmadığı kontrol edilebilir, gerekli yakıt ve hava ayarı doğru olarak yapılabilir.

2. Emisyon kontrolü:

a. Emisyonları limitlerin içinde tutmak

b. Emisyon ile ilgili yasalara uymak

Endüstri Tesislerinden Kaynaklanan Hava Kirliliğinin Kontrolü Yönetmeliği uyarınca sanayi tesislerinin emisyon izni almaları ve emisyon ölçümlerini periyodik olarak yaptırmaları zorunlu kılınmıştır.

Endüstri Tesislerinden Kaynaklanan Hava Kirliliğinin Kontrolü Yönetmeliği

Bu Yönetmeliğin amacı

• Sanayi ve enerji üretim tesislerinin faaliyeti sonucu atmosfere yayılan is, duman, toz, gaz, buhar ve aerosol halindeki emisyonları kontrol altına almak
• İnsanı ve çevresini hava alıcı ortamındaki kirlenmelerden doğacak tehlikelerden korumak
• Hava kirlenmeleri sebebiyle çevrede ortaya çıkan umuma ve komşuluk münasebetlerine önemli zararlar veren olumsuz etkileri gidermek ve bu etkilerin ortaya çıkmamasını sağlamaktır

3. Proses kontrolü:

a. Üretim prosesinde kaliteyi arttırmak

b. Proseste kullanılan kazanların ayarı

Emisyon ölçümleri

• İşletmelerde enerji tüketimi
• İşletme verimi
• Ürün kayıpları, en uygun işletme şartlarının belirlenmesi gibi maliyet azaltma amacıyla da yapılabilir

Bazı uygulamalar:

• Çimento
• Cam
• Deterjan
• Matbaa

• Yakma sistemlerinde genellikle yanma verimini artırmak amacı ile fazla oksijen kullanılır.
• Kullanılan oksijen, baca gazında seyrelmeye neden olur.
• Bu nedenle emisyon parametrelerinde referans oksijen düzeltmesine ihtiyaç duyulur.

Emisyon ölçüm cihazları gaz değerlerini genelde ppm olarak ölçer.

Gaz konsantrasyonunu mg/m³ cinsinden hesaplamak için aşağıdaki formül kullanılır:

C_mg/m3 = C_ppm x MW x P/RT

R: Evrensel gaz sabiti

MW: Ölçülen gazın molekül ağırlığı

P: Gaz basıncı

T: Gaz sıcaklığı

Kütlesel debi hesabı:

Ölçülen parametrelerde gerekli düzeltmeler yapıldıktan sonra, konsantrasyonlar hacimsel debi ile çarpılarak kütlesel debi hesaplanır.

Hacimsel debi = Hız x Baca kesit alanı

Kütlesel debi = Hacimsel debi x Konsantrasyon

Emisyon ölçüm sonuçları normal şartlar altındaki (0^oC ve 1 atm basınç) konsantrasyon olarak ifade edilir. Bu amaçla ölçülen değerlerde sıcaklık ve basınç düzeltmeleri yapılır.

Özellikle evlerde ve apartmanlarda kullanılmak üzere tasarlanmış gaz detektörü.

Gaz farklı yönlerde hareket eden ve birbirine çarpan moleküllerden oluşmaktadır. Özellikleri sebebiyle yaratacağı tehlikeler son derece sinsidir; çünkü fark edilmesi güçtür.

• Akışkandırlar; bu nedenle bir yerden başka yere hareket etmektedir.
• Havadan hafif, ağır ya da hava ile aynı özgül ağırlığa sahip olabilirler; bu nedenle çökebilir, yükselebilir ya da askıda kalabilirler.
• Tamamen kokusuz olabilirler ya da çok düşük ppm seviyelerinde kokulu olabilirler. Bu nedenler fark edilmesi zordur.
• Renkli ya da renksiz olabilirler; bu nedenle farkedilmeyebilirler.

Kaç çeşit gaz tehlikesi vardır?

3 çeşit gaz tehlikesi vardır.

1. Yanıcı/patlayıcı gazlar: Metan, Bütan, Propan vb.
2. Toksik gazlar: Karbon monoksit, Hidrojen sülfür
3. Boğucu gazlar: Nitrojen, Karbon dioksit vb.

Hidrojen sülfür  toksik-zehirleyici bir gazdır. Atık suyun içinde bulunan mikroorganizmaların biyolojik aktiviteleri sonucu açığa çıkmaktadır.

Çürük yumurta kokusuna benzer bir kokusu vardır.

Bağıl buharlaşma yoğunluğu havanınkinden ağır olduğu için bulunduğu ortamda çökerek birikir. Bu nedenle H2s gaz dedektörü terfi istasyonunun alt bölümüne monte edilir.

H2s gazının uzun ve kısa süreli  (8 saat – 15 dakika) maruziyet limitleri 5 ppm ve 10 ppm' dir.

Hidrojen sülfür gazının insan üzerindeki etkileri

• 0.0047 ppm'e ulaştığında insanlar tarafından algılanır.
• 0.002 – 0.2 ppm arasında olduğunda çürük yumurta kokusunda hissedilir.
• 2-3 ppm arasında; çevrede ciddi koku oluşturur. 5 ppm sınır değeridir.
• 10-50 ppm arasında; ciddi göz yaşarmasına, baş ağrısına ve mide bulantısına neden olur.
• 50-100 ppm arasında; göz tahribatına neden olur.
• 100 ppm ve üzerinde; ciddi solunum problemine neden olur.
• 150-250 ppm arasında; duyu sisteminde hassasiyet kaybına neden olur.
• 300-500 ppm arasında; solunum sisteminin ciddi ölümcül tahribatına ve birkaç dakika içinde ölüme neden olur.
• 600 ppm'de ; akciğer gazla dolduğu için soluk alma engellenir.
• 500-1000 ppm arasında ise; merkezi sinir sistemini ciddi olarak olumsuz etkiler, kısa sürede ölümle sonuçlanma olur.
• 1000 ppm ve üzerinde; ani ölüm etkisine neden olur.

• Emisyon ölçüm sisteminin belirlenen doğruluğunu devam ettirmek için belli periyotlarda analizör ve sistemde yer alan diğer sistem parametrelerinin kalibrasyon kontrolü gereklidir.
• Kalibrasyon periyodu kullanılan ölçüm metodu ve uygulamaya göre değişmek ile birlikte  yılda 1 ya da 2 defa yapılabilir.
• Analizörlerin kalibrasyon kontrolü ve kalibrasyonu için değeri bilinen sertifikalı kalibrasyon gazları kullanılır.
• Kullanılan gazın değeri kalibre edilecek parametrenin ölçüm aralığının 50- 70 % civarında olmalıdır.
• Genelde balans gaz için azot kullanılır.
• Kalibrasyon iki aşamalıdır: sıfırlama (zero) ve
• span (kalibrasyon gazı).
• Zero için ortam havası yada saf azot kullanılır.
• Kalibrasyon işlemi manual (kullanıcı tarafından) yada otomatik olabilir.
• Emisyon ölçüm sistemlerinde manual kalibrasyon tavsiye edilmektedir.
• Sadece analizörün kalibrasyon kontrolü yeterli değildir.
• Kalibrasyon gazı sistemin en başından (prob dan) verilmelidir.
• Kalibrasyon gazları ömürlüdür.

Karbonmonoksit gazı toksik yani zehirli bir gazdır. Uzun süreli süreli (8 saatlik maruz kalma) maruziyet limiti 50 ppm'dir.

CO'in kan seviyesi       Semptom ve bulgular

% 0-10                           Yok

% 10-20                         Hafif baş ağrısı, cilt damarlarında genişleme

% 20-30                         Baş ağrısı, şakakta zonklayıcı ağrı

% 30-40                        Şiddetli baş ağrısı, güçsüzlük, bulantı, kusma, bulanık görme, baş dönmesi, kollaps, kırmızı-vişne rengi deri ve dudaklar

% 40-50                         Diğerlerine ek olarak nabız ve solunum artışı

% 50-60                         Taşikardi, taşipne, cheyne-stokes solunumu, koma, konvülsiyon

% 60-70                         Koma, konvülziyon, kardiyak ve solunum depresyonu, muhtemel ölüm

% 70-80                         Zayıf nabız, depreşe olmuş solunum, solunum yetmezliği ve ölüm

Kükürt dioksit renksiz, kokulu, boğucu bir gazdır.

Kömür ve fuel-oil'in doğal olarak yapısında bulunan kükürt bileşiklerinin yanması ile açığa çıkar.

Temel kaynakları,

• Endüstriyel prosesler
• Katı ve sıvı yakıt kullanan yakma sistemleri

Işık Yayan Diyot.

Açık yollu kızıl ötesi detektörlerle yanıcı gazları ölçen ölçüm cihazları.

Sıvılaştırılmış Doğalgaz.

Uzun Süreli Maruziyet Limiti. 8 saatlik LTEL, pek çok işçinin olumsuz etki olmaksızın her gün tekrarlayan şekilde günde 8 saat maruziyete uğrayabileceği zaman ağırlıklı ortalama konsantrasyondur.

İzin Verilen Azami Yoğunluklar (TLV'lerin yerine kullanılır) - ACGIH tarafından bildirilen toksik gaz seviyeleri.

Maksimum Maruziyet Limiti.

ModBus, programlanabilir mantık denetleyicileriyle (PLC'ler) kullanım için Modicon tarafından 1979'da yayınlanan bir seri iletişim protokolüdür.

En güncel NEC sürümü.

• Gaz algılama genelde gaz tehlikesinin sürekli bulunmadığı ortamlarda yapılır.
• Sistemler tehlike oluşmadan önce alarm verecek şekilde tasarlanmışlardır.
• Farklı ulusal ve uluslararası yasalar kişi ya da tesisleri korumak üzere gaz algılama sistemlerini öngörür.
• Sigortalama şirketleri de gaz algılama sistemlerini talep edebilir.

Burundan ve ağızdan 10 İnç/25cm yarıçap.

Ulusal İş Güvenliği ve Sağlığı Enstitüsü.

Uluslararası Kabul Görmüş Test Laboratuvarları (ABD).

Problar maksimum yüksek bacagazı sıcaklığına dayanıklı, farklı basınçlarda çalışmaya uygun olmalı, ortamdaki korrosif gaz ve asit buharlarına önlem olarak paslanmaz çelik (SS 316) malzemeden üretilmelidir.

Baca gazının nem oranı fazla ise ve korrosif gaz içeriyor ise, ısıtmalı prob kullanılmalıdır.

Pozisyon: Düz baca veya kanalın uzunluğu 7 hidrolik çap kadar olmalı, numune alma düzlemi 5 hidrolik çap mesafede tayin edilmelidir. Eğer, baca veya kanal söz konusu düz hat sonunda açık havaya açılıyorsa, baca çıkışına olan mesafenin 5 hidrolik çap kadar olması gerekmektedir.

Pozisyon: Yoğunlaşan su buharının proba ulaşmasını önlemek amacıyla numune alma sondası baca ile >5° açı yapacak şekilde yerleştirilmelidir.

Numune alma sondasının boyu, baca iç çapı ve et kalınlığı hesaba katılarak belirlenmelidir.

Prob temizleme ünitesi: Probta, Paslanmaz çelik (SS316) bağlantılı ve 4-6 atü'lük basınca dayanıklı, prob filtresinde biriken toz parçacıklarını geri üflemek için prob geri üfleme girişi (prob temizleme ünitesi) bulunur. Gerektiğinde bu girişten kalibrasyon gazı da verilerek tüm sistemin kalibrasyonu sağlanabilir. Prob geri üflemesi otomatik olarak, zaman ayarlı yapılır ve hava, ayarlanan zaman aralıklarında darbe olarak proba ters üflenir.

İş Güvenliği ve Sağlığı Derneği.

Ons (ağırlık birimi).

• İşletmenin tabi olduğu yasa ve yönetmelikler
• Ölçüm amacı
• Kullanılan yakıt tipi: Katı, Sıvı, Gaz
• Proses

Ölçülen parametreler 2 gruba ayrılabilir.

1. Proses kontrol ve emisyon izleme amacı ile ölçülen parametreler:

• Yanma gazları: CO, SO2, NOx
• Toz  
• Ağır metaller
• Uçucu organik bileşikler (VOC)
• HC
• NH3
• Flor Bileşenleri
• Klor Bileşenleri
• Dioksin – Furanlar vb.

2.  Ölçülen emisyon değerlerinin yönetmelikte belirtilen limit değerler ile karşılaştırılabilmesi için yapılan kütlesel debi  hesaplamalarında  kullanılmak  üzere ölçülen parametreler

• Oksijen
• Hız  (Hacimsel Debi)
• Sıcaklık,
• Basınç
• Nem

Toz emisyonları toz, kir, is, duman ve asılı halde  duran sıvı damlalarından oluşur.

Tozlar fiziksel olarak kütle konsantrasyonu ve büyüklük olarak karakterize edilirler.  2.5  mikrondan  büyük  olan  partiküller genellikle kaba partikül olarak, 2.5 mikrondan küçük olanlar ise ince partiküller olarak adlandırılırlar.

Temel kaynakları;

• Kömür ve fuel-oil kullanılan yakma tesisleri
• Bazı endüstriyel prosesler
  • Çimento
  • Demir-çelik
  • Ağaç endüstrisi

Ex d teçhizat tasarımı için kullanılan bir terim.

Aslında ticari olarak satılan tescilli bir ticari marka adıdır. Katalitik sensörlerde kullanılan çok küçük bir algılama elemanıdır ve "boncuk" ya da "siegistor" olarak da bilinir.

Bir işletmenin emisyon sınır değeri; Sanayi kaynaklı hava kirliliği kontrol yönetmeliği ve atıkların yakılması yönetmeliğinde; sektör, yakıt cinsi ve anma ısıl güç kapasitesine göre belirlenmiş olan atmosfere bırakabileceği gaz - toz emisyonlarının en üst (limit) değeri olarak tanımlanmaktadır. 

Şartlandırma ünitesi, numune probundan ve ardından ısıtılmış numune hattından geçen baca gazını nemden arındırarak, analizörde kuru bazda ölçüm yapılmasını sağlayan ayrı bir ünitedir.

Isıtılmış numune hattından gelen gaz, şartlandırma ünitesinde +5°C ‘ye kadar soğutulur.

Bu soğutma işlemi jet akımı ile yapıldığından suyun içerisinde SO₂ ve NOx gazlarının çözünmesi önlenir.

Şartlandırma ünitesinde biriken kondensat, peristaltik pompa ile dışarı atılır. Kuru bazda ölçüm yapan sabit tip baca gazı analiz sistemlerinde, şartlandırıcı ünitede peristaltik pompanın olması gerekmektedir.

• Peristaltik pompa
• Peristaltik pompa hortumu

Toz ölçümü için kullanılan teknolojiler;

• Triboelectric effect
• Beta Ray
• Transmission
• Scatter Light

Triboelectric effect: Ölçüm elektroduna çarpan partiküller kendi elektriksel yüklerini ölçüm hücresi ile değiştirirler. Elektrik yükü transferi bir akım meydana getirir. Bu akım ölçülür.

Beta ray: Beta Ray absorpsiyon sistemlerinde, numune gaz izokinetik olarak bacadan çekilir ve bir filtre şeridi tarafından emilir.

Toz ile yüklü filtreden geçen Beta Radyasyonundaki zayıflama ile filtre üzerinde biriken toz miktarı belirlenir.

Transmission: Toz ile yüklü ölçüm biriminden geçen ışığın, absorpsiyon ve saçılma ile azalan yoğunluğu ölçülerek toz konsantrasyonu belirlenir.

Scatter light: Toz ile yüklü ölçüm biriminden ışık geçirilir. Partiküller tarafından saçılan ışık direkt ölçülür.

VOC' ler alifatik veya aromatik yapıda, kaynama sıcaklığı 250 ºC' ye kadar olan ve  atmosferik  fotokimyasal  reaksiyon ile hava kirliliğine neden olan hidrokarbonlardır.

Başlıca kaynakları;

• Fosil yakıtların yakılması
• Solventler ve benzinin buharlaşması
• Kimyasal madde üretimi
• Petrol rafinerileri

• Ölçüm sonuçlarının aktarımı için analizörlerin 4-20 mA, RS 232 v.b. çıkışları kullanılır.
• Sistemde yer alan diğer ekipmanların da durumu izlenmek istenebilir.
• Ölçüm sonuçları ya da sistem parametreleri aynı anda bilgisayara ve işletme içinde yer alan scada ya da DCS gibi kontrol ünitelerine de aktarılması mümkündür.
• Ölçüm sonuçları ve sistem parametreleri ara ünite vasıtasıyla ya da direkt olarak bilgisayara aktarılır.