Ekonomiczne instalacje sprężonego powietrza

Technologia
fot. archiwum pneumat system
Producenci
Ekonomiczne
instalacje
sprężonego
powietrza
Sprężone powietrze jest jednym z głównych mediów wykorzystywanych w produkcji przemysłowej,
także kamieniarskiej, często równie ważnym jak prąd czy woda.
76
NK 75 (4/2014)
instalacji ze stali nierdzewnej. Należy pamiętać, że przy wyborze
materiału na wykonanie sieci nie należy sugerować się jedynie
ceną zakupu materiałów. Instalacja będzie eksploatowana przez
kilkadziesiąt lat, należy wziąć pod uwagę wszystkie czynniki mogące wpłynąć na finalne koszty utrzymania urządzeń zasilanych
sprężonym powietrzem (np. koszty przestoju maszyn spowodowane korozją niszczącą siłowniki pneumatyczne itp.).
fot. archiwum pneumat system
P
aradoksalnie jest zdecydowanie najdroższym nośnikiem
energii, dlatego też szczególną uwagę należy poświęcić jak
najbardziej ekonomicznemu sposobowi jego transportowania i magazynowania w rurociągach powietrznych. Technologie,
w jakich do niedawna wykonywano instalacje, takie jak miedź,
rura ocynkowana czy polipropylenowa powoli odchodzą do lamusa na korzyść instalacji ze stali nierdzewnej lub coraz bardziej
popularnej – aluminiowej. Wadą instalacji z miedzi jest wysoki
koszt wytworzenia oraz ograniczenia co do dostępnych średnic.
Główny problem z instalacjami ze stali ocynkowanej to korozja
działająca destrukcyjnie na odbiorniki sprężonego powietrza. Polipropylen, tak jak miedź, oferuje mały zakres dostępnych średnic,
poza tym z czasem pojawia się problem z kompensacją „pracującej” na ścianie instalacji (charakterystyczne fale). Do niedawna
jedyną alternatywą dla powyższych technologii były instalacje
wykonywane ze stali nierdzewnej: drogie w budowie, ale zapewniające wysoki komfort użytkowania.
Aktualnie coraz większą popularnością cieszą się instalacje
z aluminium. Przy cenie niewiele wyższej od instalacji polipropylenowej oferują możliwości zarezerwowane dotychczas dla
Schemat instalacji sprężonego powietrza zamkniętej w pętle
www.NowyKamieniarz.pl
Technologia
Producenci
Tab. 1. Zależności pomiędzy średnicą rurociągu a ilością transportowanego powietrza gwarantującą brak spadków ciśnień
Przepływ
Odległość pomiędzy kompresorem a najbardziej oddalonym urządzeniem
Nm³/h
cfm
25 m
50 m
100 m
150 m
200 m
300 m
400 m
500 m
1000 m
1500 m
2000 m
230
14
8
20
20
20
20
20
20
20
20
20
25
25
650
39
23
20
20
20
20
25
25
25
25
32
32
32
900
54
32
20
20
20
25
25
25
32
32
32
40
40
1200
72
42
20
20
25
25
25
32
32
32
40
40
40
1750
105
62
20
25
25
32
32
32
40
40
40
50
50
2000
120
71
25
25
32
32
32
40
40
40
50
50
50
2500
150
88
25
25
32
32
40
40
40
40
50
50
63
3000
180
106
25
32
32
40
40
40
50
50
50
63
63
3500
210
124
25
32
40
40
40
50
50
50
63
63
63
4500
270
159
32
32
40
40
50
50
50
50
63
63
63
6000
360
212
32
40
50
50
50
63
63
63
63
63*
63*
7000
420
247
40
40
50
50
50
63
63
63
63*
63*
63*
8500
510
300
40
40
50
63
63
63
63
63
63*
63*
63*
12000
720
424
40
50
63
63
63
63
63*
63*
63*
63*
63*
15000
900
530
50
50
63
63
63
63*
63*
63*
63*
63*
63*
18000
1080
636
50
63
63
63*
63*
63*
63*
63*
63*
63*
63*
21000
1260
742
50
63
63
63*
63*
63*
63*
63*
63*
63*
63*
26000
1560
918
63
63
63*
63*
63*
63*
63*
63*
63*
63*
63*
31000
1860
1095
63
63
63*
63*
63*
63*
63*
63*
63*
63*
63*
Kolejny parametr istotny dla prawidłowego i ekonomicznego
funkcjonowania instalacji to odpowiednie średnice rurociągów.
Dość powszechnym błędem popełnianym przy wykonywaniu
instalacji jest stopniowanie średnic tak jak w przypadku instalacji wodnych. Powoduje to znaczne spadki ciśnienia sprężonego
powietrza, a co za tym idzie znaczne zwiększenie kosztów wytworzenia 1 m sześc. powietrza. Należy pamiętać, że spadek ciśnienia o 400 mbar to zwiększenie kosztów energii elektrycznej
o 4 proc. Niby niedużo? Policzmy. Weźmiemy dla przykładu sprężarkę śrubową o mocy silnika 75 kW i wydajności 760 m3/h, z okresem
pracy 6000 roboczogodzin na rok (trzy zmiany). Koszt energii elektrycznej to 0,4 zł/kWh. 75 kW x 6000 r-h x 0,4 zł x 4% = 7200 zł!
Jak widać na powyższym przykładzie, pozornie niewielki spadek
ciśnienia wywołany źle dobraną średnicą rurociągu już w niewielkim okresie eksploatacji generuje znaczny wzrost kosztów eksploatacji sieci sprężonego powietrza.
By ustrzec się przed tego typu problemami, należy ze szczególną uwagą podejść do wyliczeń średnicy głównej magistrali sprężonego powietrza. Tabela 1 obrazuje zależności pomiędzy średnicą rurociągu a ilością transportowanego powietrza gwarantującą
brak spadków ciśnień.
Przy doborze średnicy rurociągu głównego należy wziąć pod
uwagę trzy podstawowe parametry: ciśnienie robocze, przepływ
oraz długość rurociągu. Diagram w tabeli 1 obrazuje dobór średnicy rurociągu głównego przy ciśnieniu roboczym 7 bar i założeniu, że spadek ciśnienia w najdalszym miejscu instalacji nie może
przekroczyć 4 proc.
www.NowyKamieniarz.pl
*spadek ciśnienia jest większy niż 4%
Nl/min
Dość powszechnym rozwiązaniem gwarantującym utrzymanie
stałego ciśnienia w każdym punkcie instalacji jest zamknięcie jej
w pętlę. Wadą tego rozwiązania jest wzrost kosztów montażu instalacji (dodatkowy metraż rur), jednak finalne korzyści mogą być
zdecydowanie większe.
Kolejny czynnik, jaki należy wziąć pod uwagę przy wyborze systemu montażu instalacji, to ryzyko powstawania wycieków. Wycieki
w sieci będą zawsze i praktycznie ciężko jest je w 100 proc. wyeliminować, należy jednak dążyć do ich minimalizowania – już na etapie wyboru technologii montażu. Najbardziej na wycieki narażone
są wszystkie skręcane, klejone bądź zgrzewane elementy instalacji
– np. kolanka, trójniki, mufy itp. Zwłaszcza przy instalacjach polipropylenowych należy szczególną uwagę zwrócić na odpowiednie
kompensacje rurociągów. Naprężenia powstające podczas rozciągania i kurczenia się polipropylenu pod wpływem zmian temperatury
powodują mikropęknięcia na elementach zgrzewanych, a co za tym
idzie są przyczyną kosztownych wycieków. Jak kosztownych?
Tab. 2. Przykładowe koszty ulatniania powietrza z instalacji
Nieszczelności
w mm
Wielkość strat przy
6 barach w l/min.
Straty energii
w kWh
Koszty w
złotych na rok
1
1,238
0,3
960
3
11,14
3,1
9 920
5
30,95
8,3
26 400
10
123,8
33
105 600
77
NK 75 (4/2014)
Technologia
Producenci
Najbezpieczniejsze i najtrwalsze metody montażu elementów
sieci sprężonego powietrza to spawanie oraz montaż za pomocą złączy skręcanych, jak na poniższym przykładzie:
1. Po ucięciu na właściwy
wymiar, za pomocą
specjalnego przyrządu oczyść
rurę z zadziorów i wiórów.
2. Nasmaruj rurę niewielką
ilością oleju – zanim włożysz
ją do złączek.
nie tylko na koszt samego wytworzenia sieci, ale również na
koszty eksploatacji instalacji w dłuższym czasie. Często pozorne oszczędności poczynione na obniżaniu średnicy rurociągów lub na zakupie tańszych materiałów mogą spowodować
znaczne straty już po krótkim okresie.

Robert Fijołek,
dyrektor ds. handlowych w firmie Pneumat System
W kamieniarstwie w montażu rozwiązań proponowanych przez
firmę Pneumat System pośredniczy firma Diamant-AS,
ul. Promienista 48a, 60-289 Poznań, tel.: 602 767 993.
78
NK 75 (4/2014)
fot. archiwum pneumat system
Spawanie jest metodą dobrą, ale kosztowną – wymagającą
specjalistycznego sprzętu i wykwalifikowanego spawacza.
Główną zaletą systemu ze złączkami skręcanymi jest prostota montażu oraz brak potrzeby posiadania specjalistycznego
sprzętu. Dodatkowo, w przypadku konieczności przebudowy
sieci (np. podłączenie nowego punktu odbioru) nie ma większego problemu, by prace te wykonał nawet sam użytkownik,
bez potrzeby wzywania specjalistycznych ekip instalacyjnych.
Przy wyborze technologii wykonania sieci sprężonego powietrza należy wziąć pod uwagę szereg czynników wpływających
(2)
3. Wciśnij rurę do złączki. Dla
ułatwienia montażu podczas
wciskania delikatnie obracaj
rurę.
Schemat sprężarkowni
www.NowyKamieniarz.pl