Pomiary

Pomiar przepływu sprężonego powietrza

Zadzwonił do nas klient i mówi:
„Wykonujecie pomiar przepływu powietrza? Mam 4 sprężarki powietrza, każda o mocy 22 kW i wydajności ok. 3,2 m³/min. Jedna sprężarka łopatkowa Hydrovane HV22, pozostałe trzy to sprężarka śrubowa CompAir L22. Wszystkie to sprężarki powietrza stałoobrotowe. Ciśnienie robocze sprężonego powietrza wynosi 10 bar. Mam już dosyć wysokich rachunków za prąd, a nie możemy ich ustawić, aby pracowały ekonomicznie”.

Pomiary powietrza

Do wykonywania pomiarów powietrza przystąpiliśmy po dwóch dniach. Zamontowaliśmy zastaw AirINSITE złożony w tym przypadku z następujących przyrządów pomiarowych:

czterech rejestratorów prądowo napięciowych

i jednego rejestratora ciśnieniowego

Pomiar temperatury pominęliśmy. Jakości powietrza też nie badaliśmy choć moglibyśmy zamontować czujnik ciśnieniowego punktu rosy. Czujnik przepływu też nie był konieczny bo klient oczekiwał wykonania pomiarów od razu, podczas pracy zakładu, bez przerwy w zasilaniu sprężonym powietrzem.

Po ponad tygodniu demontujemy rejestratory i wracamy do biura sprawdzić wyniki pomiarów zużycia sprężonego powietrza.

Wyniki pomiarów powietrza

Z wykresu wyraźnie widać, że sprężarki pracują nieefektywnie często przechodząc w stan odciążenia.

Zbiorczy wykres pracy całego systemu sprężonego powietrza pokazał też okres 4 godzin, kiedy wszystkie sprężarki na raz pracowały na biegu jałowym pobierając bezproduktywnie energię elektryczną, ale zużycie sprężonego powietrza było na tyle duże, że nie pozwalało na wyłączenie się sprężarek.

Sprężarki po odciążeniu przechodziły w stan dociążenia, produkowały sprężone powietrze, a po osiągnięciu maksymalnego ciśnienia znowu odciążały się.

Koszt pracy sprężarek w odciążeniu

Wykres sumy pracy wszystkich sprężarek, przy obciążeniu i na biegu jałowym w okresie pomiarowym wykazał, że sprężarki (połączone w system) na biegu jałowym pobrały 2.735 kWh warte ok. 2.051 zł (przyjęta stawka 0,75 zł/kWh).

Przyjmując założenie, że koszt nieproduktywnej energii elektrycznej w ciągu 9 dni wyniósł 2.051 zł to średni koszt dzienny wynosi 228 zł/dzień.

Roczna strata z tytułu niedopasowania zespołu sprężarek wynosi ok. 82.000 zł i będzie rosła w miarę wprowadzania podwyżek cen na energię elektryczną.

Pomiar ciśnienia

Pomiary różnicy ciśnienia sprężonego powietrza w sieci były następujące:

• Maks. ciśnienie chwilowe - 9,61 bar
• Maks. ciśnienie                 - 9,6 bar
• Średnie ciśnienie              - 9,05 bar

Zapotrzebowanie zakładu na sprężone powietrze przedstawiało się jak na wykresie:

Analiza pomiaru powietrza

Biorąc pod uwagę, że zapotrzebowanie na sprężone powietrze na poziomie 7 m³/min@9bar występowało w całym okresie pomiarowym oraz aktualnie klient dysponował czterema sprężarkami zasugerowaliśmy zmianę konfiguracji sprężarek na następującą:

• Zakup sprężarki zmiennoobrotowej Gardner Denver VS45 o wydajności 7,38 m³/min@9bar. Sprężarka ta zapewni pracę w stałym dociążeniu w swoim ekonomicznym zakresie regulacyjnym eliminując straty spowodowane pracą na biegu jałowym.
• Wykorzystanie jednej z posiadanych sprężarek, w najlepszym stanie technicznym, o mocy 22 kW w wersji 10bar, jako sprężarki pracującej w sposób ciągły zapewniającej 3,2 m³/min.

Dzięki temu stworzony byłby system o wydajności ok. 10,6 m³/min, który spełnia zakładowe zapotrzebowanie na sprężone powietrze, ale obciążenie sprężarek byłoby lepiej sprofilowane.

Eliminując pracę na biegu jałowym ograniczona byłaby strata energii elektrycznej ok 82.000 zł.
Dodatkowo serwisowanie sprężarki Gardner Denver VS45 i jednej z posiadanych o mocy 22 kW zamiast 4 sprężarek o mocy 22 kW wygenerowałoby dodatkowe oszczędności na poziomie 15.000 zł rocznie.

Oszczędności roczne

Sumaryczne oszczędności roczne mogą wynieść ok. 97.000 zł pod warunkiem, że profil zapotrzebowania na sprężone powietrze oraz pożądane ciśnienie w sieci nie będą odbiegać od tych wartości odnotowanych w okresie pomiarowym.

Szczęśliwe zakończenie

Trzy dni po przedstawieniu wyników pomiarów zużycia powietrza klient złożył zamówienie na nową sprężarkę śrubową Gardner Denver VS45 z falownikiem.

My dodatkowo odkupiliśmy używane sprężarki powietrza CompAir L22, które mają już nowych użytkowników. 

Najważniejsze jest jednak to, że wyniki wykonanych pomiarów i przeprowadzona analiza zużycia sprężonego powietrza potwierdziły się i klient już oszczędza energię elektryczną, a rachunki za prąd są znacznie niższe.

AirINSITE

Wykorzystane urządzenie do pomiaru przepływu powietrza to zestaw AirINSITE, zaawansowany analizator zużycia energii elektrycznej.

Umożliwia pomiar następujących parametrów:

• Prąd – Ampery
• Napięcie – Volty
• Moc – kW
• Ciśnienie – bar
• Ciśnieniowy punkt rosy - ^oC
• Temperatura – ^oC
• Przepływ – m³/min
• Każdy sygnał 4-20 mA

Zaawansowane oprogramowanie pozwala na analizę danych, tworzenie tabel, grafik oraz przygotowanie raportów z audytów. Pozwala również na tworzenie szacunków kosztów eksploatacji oraz generowanych oszczędności przy symulacji pracy różnych skatalogowanych kompresorów powietrza, stałoobrotowych i zmienoobrotowych w porównaniu z eksploatowanymi w zakładzie sprężarkami powietrza.

Jeżeli nie znasz swojego profilu produkcji sprężonego powietrza, albo chcesz być pewien wielkości dobieranej sprężarki dla ograniczenia kosztów energii elektrycznej i obsługi serwisowej zadzwoń do nas, a my wykonamy pomiary i pomożemy Ci podjąć decyzję na podstawie danych, a nie wyobrażeń, bo te mogą być kosztowne.