audyt sieci sprężonego powietrza

AUDYT SIECI
SPRĘŻONEGO POWIETRZA
Podczas dokonywania modernizacji naszego zakładu warto zwrócić uwagę również
na instalację sprężonego powietrza. Dobrze jest wiedzieć, w jakiej kondycji się obecnie
znajduje, w jakim stopniu obciążone są sprężarki, czy posiadamy jakąś rezerwę zdolności
produkcyjnych sprężonego powietrza.
Jeżeli właśnie mamy zamiar kupić jakieś maszyny konsumujące powietrze należy sprawdzić
czy zwiększone zapotrzebowanie na to medium nie spowoduje powstania deficytu w sieci
sprężonego powietrza. Jeśli oprócz tego interesuje nas: charakter rozbioru powietrza w ciągu
doby i w ciągu tygodnia, czy mamy sprężarki odpowiednio dobrane do potrzeb, czy ich
nastawy pozwalają optymalnie wykorzystać energię elektryczną włożoną w produkcję
powietrza, to możemy również wykonać „audyt” sieci sprężonego powietrza, który da nam
jednoznaczną odpowiedź na powyższe pytania.
Pozwala na to metoda Measurement Box, opracowana kilka lat temu przez firmę Atlas Copco,
wciąż poddawana innowacjom. Jest to metoda nieinwazyjna, która nie wymaga
przygotowania króćców pomiarowych na rurociągach. Pomiar wykonywany jest po stronie
elektrycznej sprężarek i pozwala na uzyskanie obrazu całkowitego obciążenia sieci
sprężonego powietrza widzianej ze sprężarkowni.
Możliwość wykonania symulacji komputerowych, celem dokonania precyzyjnego doboru
najefektywniejszej konfiguracji sprężarek, stanowi o szczególnej przydatności i wyjątkowości
tej metody. Co więcej, przez najefektywniejszą konfigurację rozumiemy nie tylko dobór ilości i
wielkości sprężarek, ale również ustalenie najkorzystniejszych nastaw ciśnieniowych. Dzięki
temu można dobrać optymalnie sprężarkę i uniknąć jej przewymiarowania.
Często jednak zdarza się, że przewymiarowane sprężarki oznaczają duży udział biegu
jałowego, czyli energii zużytej na ich bezproduktywną pracę (na biegu jałowym sprężarka
pobiera 20-22% mocy znamionowej zużywanej na pracę w dociążeniu nie sprężając
powietrza).
Dobór prawidłowych parametrów pracy sprężarek do potrzeb odbiorników sprężonego
powietrza może zaoszczędzić znaczne ilości energii elektrycznej.
Każde obniżenie ciśnienia sprężania o 1 bar
powoduje oszczędności energetyczne rzędu 6 – 7 %.
Firma Atlas Copco zaleca wykonywanie audytów sieci sprężonego
powietrza przynajmniej 1 raz w roku
Zapraszamy do skorzystania z pomiarów metodą Measurement Box.
Charakterystyka urządzenia pomiarowego
Pomiary wykonano urządzeniem Measurement Box firmy Atlas Copco.
Zasada pomiaru opiera się na bezinwazyjnej metodzie obliczającej faktyczne zużycie
sprężonego powietrza na podstawie pomiaru prądu pobieranego przez silnik sprężarki.
Dane uzyskane z przeprowadzonego w taki sposób pomiaru są następnie analizowane przez
odpowiednio do tego celu zaprojektowane oprogramowanie. Otrzymane wyniki analizy można
następnie użyć do kalkulacji poboru mocy, rozbioru powietrza i ciśnienia w sieci dla instalacji
alternatywnej dla istniejącej.
Schemat połączeń układu sprężonego powietrza będącego obiektem
pomiarów
Wyniki pomiarów
Pomiary wykonane zostały w ciągu 1 tygodnia typowej pracy sprężarkowni.
Wyniki opracowane zostały w oparciu o rzeczywiste pomiary stanowiskowe. W skład raportu z
pomiarów wchodzi tabela wyników oraz wykresy rozchodu sprężonego powietrza.
Tabela 1. Pomiary / symulacja (legenda tabeli na następnej stronie)
Legenda
FAD (l/s)
Free Air Delivery, ilość powietrza atmosferycznego zasysanego przez sprężarkę
przy warunkach na ssaniu: ciśnienie 1 bar,
wilgotność względna 0%, temperatura 20oC, 100% obrotów znamionowych
silnika
Unload Power (kW)
moc sprężarki pracującej w odciążeniu, jest to moc, jaką pobiera silnik sprężarki
w momencie, gdy nie tłoczy powietrza do instalacji
Load Power (kW)
moc sprężarki pracującej w dociążeniu, jest to moc jaką pobiera silnik sprężarki
podczas sprężania
Preasure setpoint (bar)
nastawa ciśnienia docelowego(w przypadku sprężarek o zmiennej prędkości
obrotowej VSD)
Indiirect Stop Level (bar)
pierwszy poziom wyłączenia awaryjnego, ciśnienie, przy którym sprężarka
zatrzyma się, jeśli zmniejszyła już prędkość obrotową do minimum.
Standardowo jest to wartość 0,3 bar powyżej SETPOINT
Diirect Stop Level (bar)
drugi poziom wyłączenia awaryjnego, ciśnienie, przy którym sprężarka zatrzyma
się natychmiast niezależnie od aktualnej prędkości obrotowej
Idling Time (min)
czas pracy sprężarki w na biegu luzem
Prog. Stop Time (s)
programowy czas zatrzymań pracy sprężarki
# starts
ilość załączeń sprężarki
Loaded Time (h)
czas pracy w dociążeniu
Unloded Time (h)
czas pracy w odciążeniu
Stopped Time
czas, kiedy sprężarka nie pracuje
Load/Unload Cycles
(VSD-stops)
ilość cykli dociąż//odciąż (w przypadku VSD ilość zatrzymań)
Energy Loaded (kWh)
energia zużywana przez sprężarkę w dociążeniu
Energy Unloaded (kWh)
energia zużywana przez sprężarkę w odciążeniu
Total Energy Cons. (kWh)
całkowite zużycie energii (energia w dociążeniu + energia w odciążeniu)
Wykres zbiorczy tygodniowy
(cykle pracy dociąż / odciąż w czasie przeprowadzania pomiarów)
Wykresy cząstkowe dla poszczególnych dni tygodnia
Poniedziałek
Wtorek
Środa
Czwartek
Piątek
Sobota
Niedziela
Jakie informacje znajdziemy na wykresie
Przykładowy przebieg pracy sprężarki. Widoczne amplitudy to cykle
dociążenia. O godzinie 3:15 sprężarka wyłączyła się.
Pionowa oś wykresu przedstawia rzeczywisty przepływ (l/s) sprężarki
zmierzony podczas audytu instalacji sprężonego powietrza
Pozioma oś wykresu obrazuje czas w układzie 24 godzinnym, w
którym dokonywany był pomiar zużycia powietrza.
Ile kosztują nieszczelności?
Każda nieszczelność w instalacji powoduje ubytki sprężonego powietrza. Jak duże mogą być
straty obrazuje tabela pokazująca przykładowe koszty ponoszone na wyprodukowanie
sprężonego powietrza traconego w nieszczelnej instalacji (przy założeniu kosztów energii
0,25 zł za kWh).
Nieszczelność
Wypływające powietrze
Straty
przy ciśnieniu 8 bar
[mm]
[l/min]
Energia
Koszty [zł/rok]
[kW]
1
75
0,6
1 350,00
1,5
150
1,3
2 900,00
2
260
2,0
4 300,00
3
600
4,4
10 200,00
4
1100
8,8
20 300,00
5
1700
13,2
31 100,00
Automatyczne spusty kondensatu powodują dodatkowe zyski energetyczne
Ekonomicznie efektywną alternatywą dla spustów tradycyjnych są oferowane przez Atlas
Copco elektroniczne spusty kondensatu typu EWD. Otwieranie się zaworu spustowego tego
typu urządzenia nie jest uwarunkowane nastawą czasową, ale rzeczywistym poziomem
kondensatu w kolektorze mierzonym przez elektroniczny czujnik. Inteligentny system
spustowy umożliwia monitorowanie osadzania się kondensatu dzięki czujnikom poziomu
cieczy i usuwanie go tylko w razie potrzeby, co pozwala uniknąć strat sprężonego powietrza i
wpływa na znaczną oszczędność zużycia energii. Zastosowany układ sterowania przejmuje
zadanie nadzoru i daje sygnały o stanach alarmowych.
Przyjęte założenia:
- średnica otwarcia zaworu: Ø 3 mm
- przepływ przy ciśnieniu 8 bar: 10 l/s
- koszt energii elektrycznej: 0,3 zł/kWh
Czy wytwarzany w Państwa przedsiębiorstwie kondensat jest oczyszczany?
• Regulacje prawne związane z ochroną środowiska wymagają zagospodarowania
kondensatu według ogólnie przyjętych standardów inżynieryjnych. Zakazana jest
emisja do systemu kanalizacji zużytej wody zawierającej więcej niż 20mg/l oleju.
• Zastosowanie separatora pozwala na oczyszczenie kondensatu do poziomu zawartości
oleju znacznie poniżej 20 mg/l a tym samym na spełnienie wymagań normy ISO 14000.
• Uzdatnianie kondensatu za pomocą separatora OSC jest bardziej opłacalną
inwestycją, w porównaniu do kosztów jego wywozu przez wyspecjalizowane do tego
celu firmy.
• Urządzenie umożliwia łatwą separację wielu rodzajów kondensatów.
• Zapewnia sprawne usunięcie kondensatu z instalacji o szerokim spektrum przepływów.
Separator
wodno –olejowy OSC
Instalacja
sprężonego
powietrza
Spust
kondensatu
EWD
Instalacja
odprowadzająca
kondensat
Sprężarka GA 30 VSD
2,4 l / godzinę
Zbiornik
0,1 l / godzinę
Osuszacz FD 95
0,7 l / godzinę
Filtry DD,PD
0,2 l / godzinę
Tomasz Woźniak
Specjalista ds sprężarek stacjonarnych
Compressor Technique
Atlas Copco Polska Sp. z o.o.
Al. Krakowska 61A, Sękocin Nowy, 05-090 Raszyn,
Tel. +48 22 572 68 00 – Tel. bezp.: +48 22 572 68 16 – Tel. kom.: +48 510 025 531 - Fax: +48 22 572 68 09
E-mail: [email protected]
internet: www.atlascopco.pl