Lato i wydajność sprężarek
Jest lato, a temperatura otoczenia w cieniu dochodzi w tym roku do 35-36ºC. Na termometr w sprężarkowni nie patrzysz, bo go tam nie ma, albo nie chcesz się stresować. Jakoś to będzie. Ostatecznie temperatura w sprężarkowni to najmniejszy problem bo przecież produkcja spowalnia. Czy na pewno?
W zakładach produkcyjnych, gdzie sprężarki zasilają urządzenia pneumatyczne i odgrywają kluczową rolę w procesach produkcyjnych, utrzymanie odpowiedniej temperatury w sprężarkowni jest nie tylko ważne, ale wręcz krytyczne.
Temperatura otoczenia ma wpływ na wydajność oraz trwałość urządzeń. W tym artykule poznasz, dlaczego utrzymanie właściwej temperatury w sprężarkowni jest tak istotne.
Wydajność produkcji zależy od temperatury otoczenia
Sprężarki to serce wielu procesów przemysłowych. Jednak, gdy temperatura w sprężarkowni przekracza dopuszczalne wartości, ich wydajność może drastycznie spadać. Wysoka temperatura powietrza zasysanego do sprężarki prowadzi do zmniejszenia gęstości powietrza i spadku wydajności sprężania. Za to podczas pracy w niskiej temperaturze otoczenia kompresor może dostarczyć większy przepływ powietrza niż przy temperaturze wysokiej.
Za wszystko odpowiedzialna jest gęstość powietrza czyli stosunek masy powietrza do jego objętości.
Wydajność sprężarek podawana jest w znormalizowanych warunkach wlotowych, które w zależności od normy są następujące:
- ciśnienie – 1,013 bar
- temperatura – 273K=0ºC (zgodnie z normą ISO1343), 288K=15ºC(zgodnie z normą ISO2533) lub 293K=20ºC(zgodnie z normą ISO1217)
- wilgotność względna – 0%
Jak widać różne normy i różne temperatury powietrza na wlocie do kompresora.
Zmiana gęstości powietrza w zależności od temperatury
Przyjmując, że mamy ciśnienie i wilgotność normatywną podane powyżej to gęstość powietrza zmienia się w sposób następujący:
- temperatura 0ºC – gęstość powietrza 1,294 kg/m³
- temperatura 15ºC – gęstość powietrza 1,226 kg/m³
- temperatura 20ºC – gęstość powietrza 1,206 kg/m³
- temperatura 25ºC – gęstość powietrza 1,185 kg/m³
- temperatura 30ºC – gęstość powietrza 1,166 kg/m³
- temperatura 35ºC – gęstość powietrza 1,147 kg/m³
- temperatura 40ºC – gęstość powietrza 1,129 kg/m³
- temperatura 45ºC – gęstość powietrza 1,111 kg/m³
Oznacza to, że dla procesu, który potrzebuje określoną ilość powietrza w kg/m³, wraz ze wzrostem temperatury na wlocie do sprężarki, proces otrzymuje od 8 do 15% mniej powietrza (w zależności od normy).
Z tego względu zalecane jest utrzymywanie temperatury w sprężarkowni w zakresie dopuszczalnych temperatur i najlepiej zbliżonych do temperatur normatywnych. Zarówno dla sprężarek jaki i osuszaczy.
Warto dodać, że wilgotność powietrza ma też wpływ na jego gęstość, ale już nie tak dużą jak temperatura.
Dla temperatury 20ºC gęstość powietrza zmienia się następująco:
- wilgotność względna 0% - gęstość powietrza 1,206 kg/m³
- wilgotność względna 50% - gęstość powietrza 1,200 kg/m³
- wilgotność względna 100% - gęstość powietrza 1,194 kg/m³
Jak utrzymać właściwą temperaturę w sprężarkowni?
Większość sprężarek śrubowych i łopatkowych posiada zabezpieczenia temperaturowe.
3 stopnie Celsjusza przed osiągnięciem maksymalnej dopuszczalnej temperatury następuje wyświetlenie informacji ostrzegawczej i jest czas na zareagowanie.
Przy przekroczeniu maksymalnej temperatury otoczenia sprężarka wyłącza się awaryjnie i może zacząć brakować Ci powietrza na produkcji, a część maszyn wyłączy się. Dlatego ważne jest monitorowanie temperatury
Przykład z Mazur
Tak się ostatnio stało w zaprzyjaźnionym zakładzie produkcyjnym z Mazur. Znamy go i znamy zwyczaje panujące w tym zakładzie. Pierwsza porada telefoniczna i bezkosztowa była, żeby otworzyli drzwi od sprężarkowni skoro nie zamontowali w niej jeszcze czerpni (namawialiśmy ich do tego w zeszłym roku).
Wyrzutni gorącego powietrza ze sprężarki też nie kupili od zeszłego roku więc sprężarka „gotuje się” w pomieszczeniu. Jeżeli po nocy problem się ponownie pojawi to będziemy musieli przyjechać już z odpłatną wizytą serwisową.
Następnego dnia popołudniu był telefon z potwierdzeniem, że temperatura w sprężarkowni już jest niższa, ale trzeba byłoby porozmawiać jeszcze raz o wyrzutni ciepłego powietrza i profesjonalnej czerpni, bo drzwiami to mogą ptaki wlatywać, albo wchodzić koty.
Monitorowanie temperatury w sprężarkowni
Monitorowanie temperatury to pierwszy krok do zapewnienia odpowiednich warunków w sprężarkowni, aby śledzić zmiany i reagować na nie natychmiast. Warto posiadać systemy alarmowe i zabezpieczenia, które ostrzegą Cię, gdy temperatura w sprężarkowni lub sprężarka osiągnie krytyczny poziom.
Dla sprężarek Gardner Denver i Champion takim systemem może być i-Conn – system ostrzegania, gdy prawdopodobieństwo usterki jest wysokie. Pozwala na przekazywanie informacji poprzez bramkę komunikacyjną podłączoną do sterownika sprężarki z wykorzystaniem sieci GSM, Wi-Fi lub Ethernet.
Klimatyzacja sprężarkowni
W przemyśle informatycznym klimatyzowane serwerownie są już standardem. Jeżeli pracujesz w branży strategicznej, albo 1 godzina twojej produkcji jest wysoko wyceniana to warto zainwestować w układy obniżające temperaturę w Twojej sprężarkowni. Klimatyzacja pomoże utrzymać temperaturę na odpowiednim poziomie, nawet w gorące dni.
Wentylacja sprężarkowni
Jeżeli nie planujesz inwestycji w klimatyzację to chociaż zapewnij odpowiednią wentylację wymuszoną, aby wymieniać gorące powietrze wewnątrz sprężarkowni z chłodniejszym powietrzem z zewnątrz. To może pomóc w obniżeniu temperatury. Tylko co zrobisz gdy na zewnątrz temperatura osiągnie np. 40ºC, a ty eksploatujesz sprężarkę z falownikiem, która ma dopuszczalny zakres temperatur otoczenia do 40ºC?.
Dla sprawności działania układu wentylacji należy często sprawdzać czystość filtracji powietrza zasysanego i w razie potrzeby oczyszczać lub wymieniać maty filtracyjne.
Brudne filtry mogą ograniczać przepływ powietrza i prowadzić do nadmiernego nagrzewania się sprężarek.
Izolacja sprężarkowni
Wprawdzie jest to element, który powinien być brany pod uwagę na etapie budowy sprężarkowni, ale można go również rozważyć później. Termomodernizacja pomoże ograniczyć przenikanie ciepła do wnętrza sprężarkowni.
Wyobraź sobie, że procesy produkcyjne na hali wytwarzają ciepło (huta szkła, wytop metali itp.). To ciepło przenikając przez ścianę sprężarkowni podwyższa w niej temperaturę. Taki sam proces może następować, gdy sprężarkownia jest umieszczona na południowej stronie hali i jej ściana podlega nadmiernemu nagrzewaniu przez promienie słoneczne.
Odpowiednie chłodzenie sprężarki
Temperaturę powietrza w sprężarkowni utrzymać powinieneś dla prawidłowej pracy sprężarek. Ale same sprężarki powinny być też odpowiednio chłodzone. Regularnie należy sprawdzać stan czystości chłodnicy i w razie konieczności przedmuchiwać je sprężonym powietrzem.
Zwiększenie częstotliwości przeglądów i konserwacji w okresie letnim pomoże utrzymać sprężarki w dobrej kondycji. Wysoka temperatura może prowadzić do przegrzewania się łożysk, uszkodzenia innych elementów mechanicznych a tym bardziej elektrycznych. Regularne przekraczanie dopuszczalnej temperatury może zwiększyć częstotliwość koniecznych napraw, więc wizyta doświadczonego serwisanta pomoże w określeniu potencjalnych problemów nim wystąpią kosztowne awarie.
Zarządzanie obciążeniem - jeśli masz kilka sprężarek, część z nich stałoobrotowych, część z nich z falownikiem, to rozważ rozkładanie pracy na różne jednostki, aby nie przeciążać jednej z nich. Pomoże to w utrzymaniu niższej temperatury w sprężarkowni, bo sprężarka pracująca z pełną mocą oprócz pobierania energii elektrycznej również oddaje do otoczenia energię cieplną. O bilansie cieplnym sprężarek możesz przeczytać w oddzielnym wpisie pt. "Energooszczędność sprężarek powietrza". Do zarządzania obciążeniem możesz wykorzystać sterownik nadrzędny Gardner Denver GD Connect 12.
Świadomość znaczenia utrzymania odpowiedniej temperatury w sprężarkowni wśród pracowników utrzymania ruchu może przyczynić się do optymalizacji warunków eksploatacji sprężarek. Mają one kluczowe znaczenie dla wydajności produkcji, trwałości urządzeń i bezpieczeństwa pracy. Dlatego należy regularnie monitorować i utrzymywać systemy chłodzenia w doskonałej kondycji, szczególnie w okresie letnim.
Zapytaj fachowców
Jeżeli masz problem z utrzymaniem odpowiedniej temperatury w pomieszczeniu, gdzie eksploatowane są sprężarki to skontaktuj się z naszym serwisem sprężarek. Chętnie doradzimy jak można w sposób najbardziej ekonomiczny osiągnąć pożądany efekt.