Перевод Любчак ДС Управление энергией сжатого воздуха: Проблемы потребления

Управление энергией сжатого воздуха: Проблемы потребления

Скот Фрос

Перевод с английского: Любчак Д.С.

Данные, полученные на более, чем 250 производственных предприятиях показывают, как энергия сжатого воздуха может быть распределена среди ключевых категорий потребителей. Используйте эту информацию, чтобы решить, где энергетические управленческие решения должны быть применены в первую очередь. Хотя системы сжатого воздуха вообще являются третьим из самых высоких потребителей энергии на промышленном предприятии, они представляют в то же время возможность номер один для сокращений затрат энергии и эксплуатационных расходов.

Системы сжатого воздуха преобразовывают электрическую энергию в пневматическую энергию в процессе работы. Всеми элементами этого процесса необходимо управлять эффективно. Оптимальный процесс производил бы одну единицу энергии работы в форме расширенной массы в промышленном предприятии для каждых 8,5 единиц входной энергии компрессора. В пневматических системах промышленного предприятия, которые представляют больше чем 7,5 процентов энергии, используемой в американской промышленности где, кажется, не вполне понимают или недостаточно прилагают усилий, чтобы достигнуть уровня эффективности, за исключением попыток купить эффективность вместе с новым оборудованием.

Сжатый воздух повсеместно используется на промышленных предприятиях. В то же время это самый дорогой источник энергии. Только около 15% затраченной на получение сжатого воздуха электроэнергии переходит в его потенциальную энергию, которую потом можно использовать при его расширении. Большая часть – 85% – это тепло, выделяемое компрессором во время работы.

Конечный результат состоит в том, что меньше чем 40% полного потребления сжатого воздуха в промышленных предприятиях необходимы для получения результатов. Такое соотношение отрицательно влияет на стоимость и качество товаров и произведенных услуг. Комбинация эффективности процесса и использование сжатого воздуха делают пневматические системы производственного предприятия одной из главных экономических возможностей в промышленном секторе. Потребление энергии сжатого воздуха увеличивается, в то время как использование всех других форм энергии в отрасли уменьшается.

Рисунок 2 – Пример приемлемой стыковки для компрессора 1800 оборотов в минуту

Результаты проведенной аудиторской проверки

За последние пять лет компания Plant Air Technology полностью произвела аудит процесса работы систем сжатого воздуха на 551 производственном предприятии и кумулятивно проанализировала результаты аудита 250 систем. Процент полной энергии, с применением систем сжатого воздуха на этих производственных предприятиях, колебался от 6% до 29% со средним числом 9,5%. Особенно интересно отметить, что, в то время как большинство руководителей предприятий имеет понятие о потенциальной неэффективности, вопросы о том, почему эти системы неправильно настроены и неэффективны, остаются без ответа.

Большая часть технического персонала на этих производственных предприятиях не имела понятия, сколько объема сжатого воздуха они использовали или сколько им необходимо, не подозревала и о расходах связанных с этим процессом. Только два из этих производственных предприятий контролировали потребляемую энергию и потребляемый сжатый воздух. Не было никаких стандартов или разработанных процедур для эффективного использования сжатого воздуха, кроме поддержания минимального приемлемого результата.

Большинство руководящего и технического персонала предприятий признало отсутствие необходимых знаний для этой работы. Большинство подвергнутых аудиту сотрудников не знало, как их оборудование было настроено и приспособлено. Во всех случаях ни у владельца, ни сервисного агентства не было записей того, как или почему оборудование было настроено. Сервисные затраты колебались в зависимости от смешанной процентной ставки, включая расходы от 0,035 центов до 0,117 центов за кВт от потребляемого электричества.

Все эксплуатационные режимы были исследованы. Все части системы, включая поставку, хранение, распределение, и требование к потреблению были изучены. Проблемы в системе были оценены и определены количественно. Операционные затраты подвергнутых аудиту систем были определены, включая все вспомогательное оборудование, обслуживание, воду, затраты оператора, и амортизацию. Предложенные решения были детализированы рассчитаны.

Энергия пневматических систем с точки зрения ее потребления

Большинство систем оцениваются на основе требований к потреблению энергии. Если давление в любой точке системы ниже того, что считается минимальным, то мощности недостаточно. В существующих системах, потребление определяется путем суммирования объема компрессоров, независимо от его мощности.

Без предъявления спроса не может быть осуществлена и поставка. Выяснение разумного соотношения потребностей начинается с анализа затрат. Все эти системы использовали воздух под давлением, при котором он был сжат и неконтролируемым подходом к расширению воздуха до необходимого давления. Меньше чем половина потребляемого воздуха регулируется корректно.

Рисунок 4 – Измерение отношения смещения стыковки цифровым индикатором

Категории потребления сжатого воздуха включают:

Правильное производственное применение осуществляется при правильно налаженной системе, с отрегулированным давлением сжатого воздуха, который также сопоставляется с его предполагаемым использованием. Оно может включать незапланированный запрос потребления, критическое давление, высокую скорость потока, и большое количество пользователей, что повлечет за собой изменение режима работы, так как они влияют на всю систему и ее давление.

Неэффективное использование промышленного сопутствующего оборудования, которое, в свою очередь, также потребляет электричество, гидравлическую или механической энергию вместо энергии сжатого воздуха. Примеры включают использование предприятиями воздуха для аспирации, встряхивания, или аэрации; из воздушных эжекторов вместо простого вакуума, или электрических вибраторов. Эти устройства обычно разрабатываются без понимания стоимости или последствия приобретения альтернативного оборудования с использованием сжатого воздуха, которое может выполнить ту же функцию.

Открытый обдув это неэффективное использование дополнительного воздушного потока воздуха для передвижения продукта, сушки, очистки, охлаждения или очистки от сора и лома, где вместо использования давления воздуходувки, или специального сопла, которые должны быть приобретены и получены как сопутствующее оборудование, опять-таки используется дополнительная внешняя энергия.

Дренаж - использование заводом воздуха в сочетании с открытыми клапанами, зубчатыми шаровыми кранами, или клапанов с моторизованным или электромагнитным приводом в управлении стоками, такими как вода или смазки, которые не используют сжатый воздух, а не автоматический ловушки стока.

Утечка - потери свойственные производственному оборудованию, а также в общей системе трубопроводов, ведущих из компрессора к месту использования.

Искусственно увеличенное потребление - это избыточный объем воздуха, который создается при неурегулированном давления, большем, чем это необходимо для данного оборудования. Это понятие включает в себя все ранее упомянутые нерегулируемые потребления, включая правильное и неправильное промышленное применение, обдув и утечку.

Изнашивание - это дополнительный расход воздуха при использовании оборудования, возникший в результате неуправляемого износа. Примеры включают взрыва сопла и т. д. Автоматический и механический износ оборудования может увеличить это потребление на 50 процентов в объеме, и часто приводит к повышению давления, а, следовательно и на повышение требований к поставкам.

Воздух влагопоглощающих сушилок - воздух, потребляемый в процессе удаления влаги. Этот процесс может варьироваться от 3% до 18,5% от общей мощности системы воздуха в зависимости от типа сушилки.

Центробежный компрессор, где потребление воздуха в системе ниже минимального стабильного потока массы для центробежных компрессоров. В зависимости от конструкции компрессора и при регулировании тока низкой частоты минимальный стабильный поток может разниться от 60% до 87% полной загрузки. Но главный принцип работы центробежного компрессора в том, что он должен быть полностью загружен и работать на полной скорости и с полной мощностью.

Выводы, сделанные по итогам аудиторских проверок

Запрос потребляемой энергии это наиболее недооцененная часть работы системы сжатого воздуха. Только несколько промышленных предприятий используют эту массу энергии в своей работе и других производственных совокупных целях, необходимых для получения ожидаемых результатов. Большинство проверенных предприятий используют объем и давление пневмосистем в отдельном контексте, для узких целей. Не существует каких-либо стандартных правил и принципов для использования сжатого воздуха. Без необходимой информации и знаний, все это не воспринимается как задача, которую необходимо решать, потому что она не определена качественно или количественно.

Большинство проверенных заводов в настоящее время создают комиссии по использованию энергии сжатого воздуха и разрабатывают стандарты для его использования. Они также применяют существующие стандарты допустимых отличий на всех выше описанных категорий применения воздуха по всей системе в целом и отдельных ее частях. Они рассматривают применение сжатого воздуха с точки зрения экономической и практической выгоды (как это и должно быть).

Средний уровень сокращения спроса на этих предприятиях 43%, хотя это продолжающийся процесс. Средняя потребность необходимого давления снизился на 12 фунтов на квадратный дюйм, и многие считают, что они могут еще уменьшить эти показатели. Средняя экономия в год, включая все расходы, по потреблению сжатого воздуха составляет больше, чем $400000. Средняя доходность от инвестиций с поправкой на налоговый режим, снижение стоимости капитала и амортизацию капитала составляет 16 месяцев.

Сложный вопрос, который следует задать нашим предприятиям, какой доход от производства необходимо получить, чтобы ничего не делать. Потому что это и есть прямая заинтересованность исключительно в прибыли и сокращении издержек, оказывающая прямое влияние на операционную прибыль, это и есть ответ на вопрос о потенциальной экономии производства.