Wskazówki dotyczące poprawy efektywności energetycznej systemu sprężonego powietrza

Krok 1

Najpierw należy zminimalizować zapotrzebowanie na sprężone powietrze spowodowane produkcją i wyciekami. Następnie można dokładnie zmierzyć rzeczywiste zapotrzebowanie na produkcję.

Wybór technologii automatyzacji: wykorzystanie silników elektrycznych vs. pneumatyka

• Proste ruchy: Napędy elektryczne preferowane ze względu na wydajność i precyzję.
• Procesy wciskania: wybór między pneumatyką a elektryką w zależności od siły i czasu trwania procesu.
• Siły trzymania: Pneumatyka jest bardziej wydajna, ponieważ napędy elektryczne stale zużywają energię do pozycjonowania.

Wniosek:
Napędy elektryczne są bardziej wydajne w przypadku ruchów, ale do 22 razy bardziej energochłonne niż napędy pneumatyczne w przypadku zadań przytrzymywania. Wybór powinien opierać się na całkowitych kosztach, na które składa się zakup i bieżące zużycie energii. Połączenie obu technologii automatyzacji jest często najbardziej energooszczędne.

Eliminacja wycieków:
Wycieki sprężonego powietrza powodują znaczne szkody ekonomiczne i środowiskowe. Uciekające, oczyszczone sprężone powietrze zwiększa koszty operacyjne i emisję CO2, przy czym duże wycieki odpowiadają za większość kosztów pomimo ich rzadkości. Podczas gdy solidne rury ze stali nierdzewnej rzadko przeciekają, większość nieszczelności występuje podczas produkcji, zwłaszcza w maszynach i ich elementach łączących. Ultradźwiękowe wykrywacze nieszczelności i kamery akustyczne mogą lokalizować nieszczelności zarówno akustycznie, jak i wizualnie.

Krok 2

Mając jasno określone wymagania, można zoptymalizować produkcję i uzdatnianie pod względem zużycia energii. Gwarantuje to, że sprężarki i uzdatnianie są efektywnie zaprojektowane, aby sprostać rzeczywistemu, zminimalizowanemu zapotrzebowaniu.

Chcesz wiedzieć, w jaki sposób możesz monitorować wydajność swojego systemu sprężonego powietrza? Ten artykuł zawiera szczegółowe informacje: kliknij tutaj. Jeśli konkretna wydajność systemu nie spełnia oczekiwań, istnieją skuteczne środki optymalizacji wytwarzania i uzdatniania sprężonego powietrza.

Warunki wlotowe:
W szczególności temperatura, wilgotność, wentylacja i ciśnienie bezwzględne odgrywają kluczową rolę w wydajności wytwarzania sprężonego powietrza. Wysokie temperatury mogą zwiększyć koszty operacyjne, podczas gdy nieodpowiednia wentylacja może obniżyć wydajność nawet w optymalnych warunkach.

Sterowanie sprężarką:
Różne typy sprężarek mają swoje zalety i wady pod względem wydajności, konserwacji i kosztów. Optymalna konfiguracja może składać się z jednej sprężarki o zmiennej prędkości obrotowej do szczytowego zużycia i dwóch sprężarek przystosowanych do obciążenia podstawowego. Sprężarka z regulacją prędkości obrotowej dostosowuje prędkość obrotową silnika do zapotrzebowania na powietrze i jest szczególnie wydajna przy stopniu wykorzystania od 40% do 80%. Taka kombinacja nie tylko zapewnia wysoką wydajność i stałe ciśnienie robocze, ale także tworzy ważną redundancję. W przypadku awarii sprężarki, redundancja ta zapobiega możliwemu i kosztownemu zatrzymaniu produkcji, ponieważ inne sprężarki mogą nadal pokrywać zapotrzebowanie na powietrze.

Odzysk ciepła: Skuteczny odzysk ciepła zwiększa wydajność systemu sprężonego powietrza poprzez wykorzystanie ciepła odpadowego wytwarzanego podczas sprężania, skutecznie zmniejszając koszty operacyjne systemu sprężonego powietrza.

Wiek, stan i konserwacja systemu:
Starsze systemy są zazwyczaj mniej wydajne niż nowsze systemy sprężonego powietrza. Jeśli nie są w optymalnym stanie, może to mieć negatywny wpływ na działanie, a tym samym na efektywność energetyczną, prowadząc do niepotrzebnych kosztów. Ogólnie rzecz biorąc, niezależnie od wieku, regularna konserwacja i inspekcja są niezbędne do utrzymania wydajności systemu i identyfikacji potencjalnych problemów na wczesnym etapie.

Optymalizacja poziomu ciśnienia / minimalizacja strat ciśnienia:
Wyższy poziom ciśnienia często prowadzi do zwiększenia kosztów operacyjnych. Na przykład wzrost ciśnienia o zaledwie 1 bar może zwiększyć zużycie energii o 5 do 7 procent. Zaleca się, aby ciśnienie w systemie było tak wysokie, jak jest to konieczne do sprawnego działania systemu. Straty ciśnienia w sieci dystrybucyjnej, na przykład spowodowane nasyconymi filtrami lub innymi czynnikami, takimi jak nieszczelności lub nieodpowiednie wymiary rur, mogą powodować potrzebę zwiększenia poziomu ciśnienia w sprężarce. Regularne sprawdzanie i regulowanie systemu może zatem pomóc w utrzymaniu najbardziej efektywnego ciśnienia roboczego i oszczędności kosztów energii.

Optymalizacja zbiorników sprężonego powietrza i przewodów pierścieniowych:
Zastosowanie zbiorników sprężonego powietrza i magistrali pierścieniowych może być wykorzystane do stabilizacji ciśnienia poprzez zapewnienie równomiernej dystrybucji powietrza. Zbyt mała średnica rur może prowadzić do wysokich natężeń przepływu i zwiększonych strat ciśnienia. Prawidłowe zwymiarowanie przewodów i zbiorników sprężonego powietrza ma tym większe znaczenie dla wydajności systemu sprężonego powietrza.

Należy przestrzegać zasad uzdatniania sprężonego powietrza zgodnie z normą ISO 8573-1:
Odpowiednie osuszanie i filtrowanie sprężonego powietrza może wiązać się z dodatkowymi kosztami energii, ale często jest niezbędnym środkiem zapewniającym jakość powietrza wymaganą w niektórych procesach produkcyjnych. Wymagania w tym zakresie są szczególnie wysokie w sektorach takich jak przemysł spożywczy, technologia medyczna i farmaceutyka, ponieważ sprężone powietrze często ma bezpośredni kontakt z produktami końcowymi. W związku z tym konieczne jest regularne monitorowanie jakości sprężonego powietrza. W przeciwnym razie mogą pojawić się zagrożenia, które mogą uszkodzić maszyny lub sprawić, że partie produktów staną się bezużyteczne z powodu zanieczyszczenia. Stałe monitorowanie w celu utrzymania równowagi między kosztami a wymaganą czystością powinno być głównym celem zapewnienia zarówno wydajności, jak i bezpieczeństwa systemu.

Zastosowanie osuszacza adsorpcyjnego w przypadku wysokich wymagań dotyczących suszenia:
Jeśli wymagane jest bardzo suche sprężone powietrze (< - 40 stopni punktu rosy), zaleca się zastosowanie osuszacza adsorpcyjnego w układzie sprężonego powietrza. Istnieją następujące różnice:

• Osuszacze adsorpcyjne z regeneracją na zimno wykorzystują dekompresję do regeneracji adsorbentu, zużywając 12% - 20% osuszonego sprężonego powietrza.
• Osuszacze adsorpcyjne regenerowane na gorąco regenerują się przy użyciu zewnętrznego źródła ciepła i zużywają znacznie mniej sprężonego powietrza lub nawet nie zużywają go wcale, ale zużywają energię do ogrzewania. W razie potrzeby można wykorzystać odzysk ciepła ze sprężarki.

Nie można zoptymalizować tego, czego się nie mierzy.

Czujniki mają zasadnicze znaczenie dla efektywności energetycznej i optymalizacji systemów sprężonego powietrza. Umożliwiają monitorowanie i diagnozowanie komponentów systemu w celu wczesnego rozpoznawania nieefektywności i nieprawidłowości. Podejście oparte na czujnikach zapewnia maksymalną wydajność, oszczędność kosztów i zrównoważone wykorzystanie zasobów. Jest to kluczowy krok w odkrywaniu potencjału poprawy i wdrażaniu dobrze uzasadnionych środków optymalizacji.