Можливість економії основних ресурсів - Стиснене повітря

Сьогодні на переважній більшості промислових підприємств використовують енергію стисненого повітря, яке, як відомо, прийнято вважати найдорожчим енергоджерелом. Адже з усієї електроенергії, яка потрібна для отримання стисненого повітря, не більше 15% згодом трансформується в енергію, яку можна використовувати для роботи. Близько 85% енергії виділяється компресором у вигляді тепла в процесі його роботи, отже, витрачається марно.

Як розрахувати можливу економію стисненого повітря? Виходити з того, що тиск, з яким виробляється стиснене повітря, часто дорівнює 10 атмосфер, а для нормальної роботи виробничих механізмів зазвичай достатньо тиску в 5-6 атмосфер. Розрахунок проводиться згідно з наступними трьома пунктами:

Тиск, необхідний коректної роботи устаткування – до 8 атм.;
Втрата тиску за рахунок фільтрів – 1 атм;
Втрата тиску в мережі – 1 атм.

Звідси і виникає необхідність вироблення стисненого повітря під тиском 10 атм. На підприємствах, оснащених сучасним обладнанням, розрахунок виглядає так:

Тиск, необхідний коректної роботи устаткування – до 6 атм.;
Втрата тиску у процесі осушення – 0,25 атм.;
Втрата тиску за рахунок фільтрів – 0,25 атм;
Втрата тиску у мережі – 0,25 атм.

Звідси випливає, що компресора, який працює в діапазоні тиску, що дорівнює 6,75-7,25 атмосфер, буде достатньо для коректної роботи обладнання. Таким чином досягається значна економія 3 атм. Для того, щоб задати в мережах мінімальний рівень робочого тиску слід:

Переорієнтувати все обладнання на мінімальноможливий робочий тиск;
Ретельно підбирати розмір перерізу трубопроводів;
Вчасно та ретельно проводити обслуговування фільтрів;
Використовувати ті компресори, які оснащені сучасними системами регулювання;
Використовувати єдину систему регулювання для всієї компресорної системи.

Важливим кроком для досягнення економії енергії стисненого повітря є запобігання можливості витоку. На перший погляд, цей аспект може здатися несуттєвим, але на практиці виявляється досить ефективним. Непоодинокі випадки, коли після усунення витоків споживання повітря знижувалося практично вдвічі. Витоки здатні витрачати дуже багато електроенергії:

Отвір діаметр якого дорівнює 10 мм, здатний «пустити на вітер» до 43 кВт потужності компресорної установки.
На сучасних підприємствах стан повітряних мереж вважається нормальним, якщо під час проходження оп ним втрачається не більше третини стиснутого повітря, що виробляється.

Які ж заходи допоможуть запобігти появі витоку стисненого повітря? Звичайно, найрадикальнішим вирішенням проблеми буде децентралізація усієї повітряної системи завдяки застосуванню багатофункціональних компресорів. Компресори такого типу в одному кожусі об'єднують всю систему вироблення стисненого повітря – безпосередньо сам компресор, охолоджувач, систему очищення конденсату, осушувач повітря, фільтри тощо. Крім того, якщо компресор сам по собі надійний, можливість виникнення витоків істотно знижується - тому є сенс набувати тільки компресори марок, що зарекомендували себе з кращого боку. Таке обладнання здатне працювати десятки років та не доставляти жодних проблем.

Децентралізація системи вигідна ще й тим,що дозволяє застосовувати осушування холодильного типу замість адсорбційної, що суттєво знижує енерговитрати, необхідні для видалення вологи.

Тепло, що виділяється компресором, в основному розсіюється і не приносить будь-якої користі. Якщо встановити додатковий блок рекуперації, можна направити більше 70% теплової енергії, що виділяється на підігрів води, що призводить до більш раціонального її використання. Єдина необхідна умова – постійна наявність споживача одержуваної внаслідок рекуперації гарячої (близько 80°С) води. Це дозволяє заощадити до 40% від загальної вартості всієї компресорної системи. Ще один цікавий варіант використання тепла, яке по суті є побічним продуктом роботи компресора – застосовувати його як засіб для обігріву сусідніх приміщень. Такий метод нерідко застосовують великих промислових підприємствах – на заводах, фабриках. Один потужний компресор часом здатний обігріти цілий цех.

Взагалі економія коштів на купівлі компресора (як правило, вибір недорогої марки заощадить Вам не більше 2% коштів, витрачених на обслуговування компресора протягом 8-10 років експлуатації) менш результативною, ніж економія енерговитрат. Найбільш швидким та простим способом економії енерговитрат є придбання та експлуатація максимально ефективного компресора. Компресори з невеликою продуктивністю дозволяють економити енергію, але не так результативно - показник максимальної можливої економії не перевищує 20%. Ще один важливий фактор - знизити показники енергоспоживання компресора, що працює зі стовідсотковим завантаженням, на порядок складніше, ніж показники енергоспоживання реального компресора, завантаження якого зазвичай становить від 20% до 80%.

Тому найістотніші резерви та можливості економії енергоспоживання компресора криються в ефективному керуванні продуктивністю обладнання. Адже на будь-якому виробничому підприємстві стиснене повітря витрачається нерівномірно – рівень його споживання залежить від економічного циклу. Стандартні компресори не здатні точно розрахувати потребу підприємства в стислому повітрі на поточний момент, тому і заощадити на регулюванні їхньої продуктивності є складним завданням. Але сьогодні на ринку компресорного обладнання представлені установки із змінною швидкістю приводу. Їхня основна відмінність полягає в тому, що продуктивність таких установок можна привести в точну відповідність з витратою стисненого повітря.

Такі установки можуть змінювати швидкість обертання приводного електричного двигуна завдяки постійному відстеженню коливань витрати стисненого повітря на виробництві. Тому під час розвантаження компресори практично припиняють енергоспоживання, зводячи таким чином витрату електроенергії до мінімуму. В результаті за весь термін експлуатації такі компресорні установки економлячи загалом до 22% споживаної електроенергії, що вважається на сьогоднішній день одним із найкращих можливих показників з точки зору зниження енерговитрат.

Необхідно зауважити, що далеко не всі виробники компресорів із частотними перетворювачами використовують такі двигуни, які здатні забезпечувати працюючій установці максимальну надійність за умови високої ефективності, особливо при широкому діапазоні завантаження обладнання (від 20% до 80%). Двигуни змінного струму, що застосовуються в компресорах, можуть обмежувати їх робочі ресурси, оскільки не найкраще пристосовані до роботи на малих оборотах(Менше 60% завантаження установки). Вимушено працюючи на малих оборотах, такі двигуни дуже швидко перегріваються, що нерідко призводить до їхньої поломки. Тому, набуваючи компресора з частотним перетворювачем, необхідно особливу увагу приділити експлуатаційним характеристикам двигуна.

Характеристики та норми забрудненості стисненого повітря