Suspausto Oro Sąnaudos Gamybinėse Įmonėse

Suspaustas oras yra vienas iš plačiausiai naudojamų energijos šaltinių gamybinėse įmonėse. Jis naudojamas įvairiuose procesuose – nuo įrankių veikimo iki gamybos linijų automatizacijos. Nors suspaustas oras yra patogus ir universalus energijos šaltinis, jo gamyba yra viena iš brangiausių energijos formų, dažnai reikalaujanti didelio elektros energijos kiekio. Dėl šios priežasties suspausto oro sąnaudų optimizavimas tampa esmine gamybos efektyvumo didinimo dalimi.

Suspausto Oro Panaudojimas Gamyboje

Gamybinėse įmonėse suspaustas oras naudojamas daugeliui funkcijų:

  • Pneumatiniai įrankiai ir mašinos: Pneumatiniai įrankiai, tokie kaip grąžtai, veržliarakčiai ir šlifuokliai, yra varomi suspaustu oru dėl jo patikimumo ir jėgos.
  • Transportavimas ir pakavimas: Suspaustas oras naudojamas produktų pernešimui, pakavimui ir rūšiavimui.
  • Oro aušinimas ir džiovinimas: Suspaustas oras naudojamas aušinimo ir džiovinimo procesams, ypač elektronikos gamyboje.
  • Automatizacija: Pneumatiniai cilindrai ir kiti įrenginiai naudoja suspaustą orą gamybos linijų automatizavimui.

Suspausto Oro Sąnaudų Problemos

Nepaisant plačiai paplitusio naudojimo, suspausto oro sąnaudos dažnai būna nepakankamai kontroliuojamos ir optimizuojamos. Pagrindinės problemos, susijusios su suspausto oro naudojimu, yra šios:

  1. Didelės energijos sąnaudos: Suspausto oro gamyba yra energetiškai intensyvus procesas. Dažnai iki 10% visos įmonės suvartojamos elektros energijos gali būti skirta suspaustam orui gaminti.
  2. Nuotėkiai: Viena didžiausių suspausto oro nuostolių priežasčių yra sistemos nuotėkiai. Tyrimai rodo, kad 20-30% suspausto oro gali būti prarasta dėl nesandarumų vamzdžiuose, jungtyse ir įrenginiuose.
  3. Neefektyvūs kompresoriai: Senos arba netinkamai sukonfigūruotos kompresorių sistemos gali dirbti neefektyviai, sunaudodamos daugiau energijos nei reikia, arba veikti esant per dideliam slėgiui.
  4. Netinkamas oro slėgis: Daugelis įmonių palaiko per aukštą oro slėgį visoje sistemoje, nors kai kurioms operacijoms pakaktų mažesnio slėgio. Tai gali padidinti energijos sąnaudas ir sukelti nereikalingą įrangos nusidėvėjimą.

Pagrindinės suspausto oro sistemų taupymo galimybės pramonės įmonėse:

  1. Efektyvi periodinė priežiūra
    • Reguliari kompresorių ir suspausto oro sistemos patikra padeda užtikrinti tinkamą veikimą ir sumažina energijos sąnaudas. Taip pat išvengiama nuostolių dėl nesandarumų ar netinkamo slėgio reguliavimo, kas pagerina visos sistemos efektyvumą.
  2. Slėgio kritimo mažinimas
    • Teisingas vamzdžių skersmenų parinkimas ir tinkamas jų išdėstymas leidžia sumažinti slėgio kritimą. Mažesnis slėgio kritimas užtikrina efektyvesnį sistemos darbą ir padeda taupyti energiją.
  3. Nuolatinis filtrų tikrinimas ir priežiūra
    • Užsikimšę arba nešvarūs filtrai padidina kompresorių apkrovą, o tai didina energijos sąnaudas. Reguliarus filtrų tikrinimas ir valymas pagerina oro srauto kokybę bei sumažina sistemos apkrovą.
  4. Įleidžiamo oro temperatūros mažinimas
    • Kompresoriai veikia efektyviau, kai į juos patenka vėsesnis oras. Orą paėmus tiesiai iš pastato išorės, galima sumažinti įleidžiamo oro temperatūrą – kiekvienas 3°C temperatūros sumažinimas gali sutaupyti apie 1% energijos.
  5. Nuotėkio mažinimas
    • Oro nuotėkiai yra vienas iš didžiausių suspausto oro sistemų energijos nuostolių šaltinių. Reguliari nuotėkių diagnostika ir jų šalinimas gali ženkliai sumažinti suspausto oro sąnaudas.
  6. Nereikalingo suspausto oro tiekimo išjungimas ir linijų uždarymas
    • Išjungus suspausto oro tiekimą į nenaudojamus įrenginius arba uždarius nenaudojamas linijas, oro tiekimo sistemos veiks efektyviau, o energijos sąnaudos sumažės.
  7. Šilumos atgavimas iš kompresorių
    • Kompresoriai generuoja daug šilumos, kuri gali būti panaudota šildymui ar kitiems poreikiams. Tai leidžia sumažinti bendrą energijos suvartojimą, nes šiluma naudojama, o ne švaistoma.
  8. Suspausto oro pakeitimas kitais energijos šaltiniais
    • Kai kuriais atvejais suspaustą orą galima pakeisti kitais, efektyvesniais ir pigesniais energijos šaltiniais, pavyzdžiui, elektriniais įrenginiais. Tai padeda sumažinti suspausto oro sistemos apkrovą ir bendras energijos sąnaudas.
  9. Apkrovos valdymo optimizavimas
    • Efektyviai valdant kompresorių apkrovą ir paskirstymą tarp įrenginių, galima sumažinti nereikalingą oro slėgio generavimą, taip taupant energiją ir mažinant sistemos apkrovą.
  10. Tarpinių oro kaupimo sistemų naudojimas
  • Tarpiniai oro kaupimo rezervuarai padeda stabilizuoti oro srautą ir sumažinti kompresorių dažnų įsijungimų skaičių. Tai leidžia sumažinti energijos sąnaudas ir pagerina sistemos stabilumą.

Apibendrinimas: Šios taupymo priemonės suteikia galimybę optimizuoti suspausto oro sistemų veikimą pramonės įmonėse, sumažinant energijos sąnaudas ir užtikrinant efektyvesnį išteklių naudojimą.

MB „Pramonės auditas“ suspausto oro sistemų vertinimo paslaugos

MB „Pramonės auditas“ specialistai teikia suspausto oro sistemų vertinimo paslaugas, padedančias įmonėms optimizuoti energijos naudojimą ir sumažinti nuostolius. Atliekami šie pagrindiniai darbai:

  • Kompresorių apkrovos matavimai: Stebima, kaip kompresoriai apkrauti esamomis sąlygomis, siekiant įvertinti sistemos efektyvumą ir nustatyti galimas optimizavimo galimybes.
  • Suspausto oro nuotėkio matavimai: Nuotėkiai aptinkami naudojant ultragarsinį matuoklį, kuris fiksuoja net mažiausius oro nuotėkius, kurių paprastai neįmanoma identifikuoti vizualinės apžiūros metu. Tai leidžia nustatyti ir pašalinti nuostolius, kurie dažnai būna nepastebimi, tačiau brangiai kainuoja.

Apibendrinus matavimų duomenis ir faktines elektros energijos sąnaudas, įvertinami realūs nuostoliai suspausto oro sistemose. Remiantis atlikta analize, MB „Pramonės auditas“ parengia ataskaitą su išvadomis bei rekomendacijomis, kaip efektyviau naudoti suspausto oro sistemas ir sumažinti energijos sąnaudas.

GALIMŲ TAUPYMO PRIEMONIŲ DETALESNI VERTINIMO APRAŠYMAI

Nuotėkio mažinimas

Oro nutekėjimas gali būti svarbus energijos šaltinis. Tipiškas pramoninis įrenginys, kuris nebuvo gerai prižiūrimas, greičiausiai nutekės nuo 20% iki 30% viso suslėgto oro gamybos pajėgumų . Apskritai numatoma, kad suslėgto oro sistemose metinis energijos suvartojimas sumažės 20% .

Nuostoliai suspausto oroEnergijos nuostolių, susijusių su nuotėkiu, dydis kinta priklausomai nuo vamzdžių ar įrangos angos dydžio. Manoma, kad kompresorius, veikiantis 2500 valandų per metus, esant 6 bar slėgiui, kurio nuotėkio skersmuo yra ½ mm, praranda 250 kWh per metus; 1 mm prarasti 1100 kWh per metus; 2 mm prarasti 4500 kWh per metus; ir 4 mm prarasti 11 250 kWh per metus. Keletas pramoninių atvejų tyrimų rodo, kad trūkumų mažinimo pastangų atsipirkimo laikotarpis paprastai yra trumpesnis nei šeši mėnesiai.

Be padidėjusio energijos suvartojimo, nuotėkiai gali padaryti orą varančią įrangą mažiau efektyvią, sutrumpinti įrangos tarnavimo laiką ir sukelti papildomas priežiūros išlaidas bei padidinti nenumatytas prastovas. Nuotėkiai taip pat padidina kompresorių energijos ir priežiūros išlaidas.

Dažniausios nuotėkio zonos yra movos, žarnos, vamzdžiai, jungiamosios detalės, slėgio reguliatoriai, atviri kondensato gaudyklės ir uždarymo vožtuvai, vamzdžių sujungimai, atjungimai ir sriegių sandarikliai. Geriausias būdas nustatyti nuotėkius yra naudoti ultragarso akustinį detektorių, kuris gali atpažinti aukšto dažnio šnypščius garsus, susijusius su oro nuotėkiais. Nuotėkio aptikimo ir taisymo programos turėtų būti nuolatinės pastangos.

Slėgio kritimo sumažinimas

Pernelyg didelis slėgio kritimas sukels prastą sistemos veikimą ir per didelį energijos suvartojimą. Bet kokio tipo srauto apribojimai sistemoje, pvz., Kliūtis arba šiurkštumas, sukelia didesnį darbo slėgį nei iš tikrųjų reikia.

Nuostoliai įrenginiuoseAtsparumas srautui padidina varomosios jėgos išeigos kompresorius 1% prijungtos galios kiekvienam diferencialui 0,14 bar. Didžiausias slėgio kritimas paprastai randamas naudojimo vietose, įskaitant mažo dydžio ar nutekančias žarnas, vamzdžius, atjungimus, filtrus, reguliatorius, vožtuvus, purkštukus ir tepalus (paklausos pusę), taip pat oro / tepalų separatorius tepamosiose rotacinėse kompresoriuose ir aušintuvai, drėgmės separatoriai, džiovintuvai ir filtrai (tiekimo pusė).

Norint sumažinti slėgio kritimą, projektuojant ir prižiūrint reikia taikyti sisteminį požiūrį. Oro apdorojimo komponentai turi būti parenkami naudojant mažiausią galimą slėgio kritimą nustatytomis maksimaliomis eksploatavimo sąlygomis ir geriausiu veikimu. Turi būti laikomasi gamintojų rekomendacijų dėl techninės priežiūros, ypač oro filtravimo ir džiovinimo įrenginiuose, kurie gali turėti žalingą drėgmės poveikį, pvz., vamzdžių koroziją. Galiausiai, turėtų būti kuo labiau sumažintas atstumas, kuriuo oras juda per paskirstymo sistemą. Pramoninių įrenginių audito metu nustatyta, kad šios priemonės atsipirkimo laikotarpis paprastai yra trumpesnis nei 3 mėnesiai.

Tarpinių oro kaupimo sistemų naudojimas

Oro suspaudimo kompresorius  galima naudoti netoli didelės paklausos zonų, kad būtų užtikrintas tiekimo buferis, atitinkantis trumpalaikius paklausos šuolius, kurie gali viršyti įprastą kompresoriaus pajėgumą. Tokiu būdu gali būti sumažintas reikalingų internetinių kompresorių skaičius. Daugiapakopiai kompresoriai teoriškai veikia efektyviau nei vieno etapo kompresoriai. Daugiapakopiai kompresoriai taupo energiją  oro vėsinimui  tarp etapų, sumažindami tūrį ir darbą, reikalingą oro suslėgimui. Vienpakopių kompresorių keitimas dviejų pakopų kompresoriais paprastai suteikia dvejų metų ar trumpesnį atsipirkimo laikotarpį. Naudojant kelis mažesnius kompresorius, o ne vieną didelį kompresorių, taip pat galima sutaupyti energijos. Dideli kompresoriai sunaudoja daugiau elektros energijos kai jie nukraunami, nei keli mažesni kompresoriai, kurių bendras pajėgumas yra panašus. Tyrimų analizė rodo vidutinį atsipirkimo laiką optimaliam dydžių kompresoriams maždaug 1,2 metų .

Įleidžiamo oro temperatūros sumažinimas

Jei oro srautas yra pastovus, sumažinant įleidžiamo oro temperatūrą sumažėja kompresoriaus naudojama energija. Daugelyje įrenginių galima sumažinti įleidžiamo oro temperatūrą į kompresorių, imant siurbimą iš pastato išorės. Kaip taisyklė, kiekvienas paduodamos temperatūros sumažinimas 3 ° C sutaupys 1% kompresoriaus naudojamos energijos. Be energijos taupymo kompresoriuje padidėja paduodamo oro tūris , kai naudojamas šaltas oras iš išorės. Pramonės atvejų tyrimai parodė, kad vidutinis lauko oro importo atsipirkimo laikotarpis yra mažesnis nei 1,7 metų, tačiau išlaidos gali labai skirtis priklausomai nuo įrenginio išdėstymo.

Šilumos atgavimas

CaptureNet 90 proc. Pramoninės oro kompresoriaus naudojamos elektros energijos paverčia šiluma. Daugeliu atvejų šilumos atgavimo įrenginys gali susigrąžinti nuo 50% iki 90% šios galios šilumos energijos ir taikyti ją patalpų šildymui, šildymui, vandens šildymui, oro šildymui, katilo papildomo vandens pašildymui ir šilumos siurblio taikymams. (Parekh 2000). Apskaičiuota, kad kiekvienam 100 cfm kompresoriaus pajėgumui (US DOE ir CAC 2003) galima gauti maždaug 50 000 regeneruojamo šilumos kiekio per valandą.

 

Atliekin4s šilumos panaudojimasNuo suspausto oro kompresorių gaunamą šilumą galima panaudoti , pvz: vėdinimo sistemoms

Nuėmimas nuo alyvosVasarą perteklinę šilumą galima būtu panaudoti pirminiam karšto vandens pašildymui.  Šilumos nuėmimui nuo kompresoriaus alyvos kontūro galima naudoti specialų šilumokaitį.