Целенаправленное использование измерения расхода воздуха и обнаружения утечек для снижения энергозатрат и выбросов CO2 в системах сжатого воздуха

В промышленно развитых странах на выработку сжатого воздуха расходуется около 10 % от общего потребления электроэнергии в промышленности, в Германии этот показатель достигает 14 %. Утечки являются основным фактором потери энергии, и в большинстве систем сжатого воздуха потери составляют от 20 до 40 %, а в плохих системах - даже более 60 %. Устранение утечек сжатого воздуха - самый эффективный способ снижения энергопотребления. Утечки сжатого воздуха часто приводят к потере 8760 часов (24 ч x 365 д) энергии в год и увеличивают время работы компрессора, что также сокращает интервалы между техническими обслуживаниями. Поэтому необходимо регулярно обнаруживать и устранять утечки. Наша серия LD предлагает все необходимые функции для обнаружения утечек и оценки последствий с точки зрения потребления энергии и потраченных впустую денег.

1. практический пример - потенциал экономии фармацевтической компании

Высокий уровень утечек сжатого воздуха и неправильно спроектированные компоненты (компрессоры и резервуары для хранения сжатого воздуха) снижают эффективность системы сжатого воздуха, приводят к ненужнымвыбросам CO2 и снижают конкурентоспособность. Сколько сжатого воздуха требуется для производства в течение недели и как должны быть рассчитаны компоненты, чтобы они работали как можно эффективнее и использовались на полную мощность, можно очень просто и надежно измерить с помощью датчика расхода воздуха. На представленном графике вы можете увидеть профиль расхода воздуха, измеренный за резервуаром сжатого воздуха фармацевтической компании в Южной Африке в течение примерно 10 дней.

Зеленая кривая соответствует фактическому измеренному профилю расхода (скользящее среднее), а красная - профилю расхода после "смоделированного" устранения утечки. Как вы можете видеть, кривая смещается вниз. В периоды, отмеченные красным цветом, производство останавливалось, и товары не производились - другими словами, сжатый воздух в это время выходил только через утечки и открытые сопла. Разумеется, это значение всегда должно быть как можно ниже и должно значительно уменьшиться после устранения утечек или других мер по оптимизации потребления. Исходя из следующих предполагаемых значений для системы, есть потенциал для улучшения, который вы можете увидеть в таблице ниже.

  • Удельная производительность: 0,12 кВт-ч / м³
  • Цена на электроэнергию: 25 евроцентов / кВт-ч
  • Время работы: 8000 ч/год
  • Выбросы CO2 при внутреннем потреблении электроэнергии: 420 г/кВтч
Единица измеренияИзмерение до ректификацииИзмерение после ректификацииУлучшения
Средний объемный расход[м3/ч]500 м³/ч250 м³/ч250 м³/ч
Объемный расход без производства[м3/ч]316 м³/ч66 м³/ч250 м³/ч
Уровень утечки [%]63,2%26,4 %36,8 %
Потенциал экономии [€ / a]75.840 € / a15.840 € / a60.000 €/a
Выбросы CO2127,41 тонны / а26,61 тонн / год100,8 тонн / год

2. практический пример - потенциал экономии в хлебопекарном бизнесе

На следующей диаграмме показан профиль объемного потока в пекарне, которая производит продукцию в следующих условиях:

  • Пекарня состоит из 2 производственных цехов.
  • Цех 1 (старые системы) в настоящее время закрыт.
  • Производство в зале 2 начинается с 10:00.

Датчик теплового потока VA 500 был установлен за резервуаром сжатого воздуха для измерения расхода воздуха в двух цехах. На следующей диаграмме исходный профиль расхода воздуха (светло-зеленый) показывает включение и выключение компрессора. Поэтому для большей сопоставимости было рассчитано и построено скользящее среднее (темно-зеленый). Из этого можно сделать следующие выводы: Несмотря на отсутствие производства до 10:00 утра, компрессор подает большое количество сжатого воздуха. Реальные "пики производства" очень малы по сравнению с базовой нагрузкой. Это указывает на очень высокий уровень утечки. Чтобы подтвердить это предположение, шаровые краны на станках в зоне отключения (в зале 1) были закрыты, так что их утечки больше не снабжаются сжатым воздухом. Большинство утечек обычно обнаруживается в машинах и вокруг них. Последующее устойчивое снижение уровня профиля расхода воздуха показывает, что базовая нагрузка может значительно снижаться от закрытого шарового крана к шаровому крану. Это свидетельствует о том, какое влияние окажет устранение утечек на профиль сжатого воздуха в этой пекарне.

  • Объемный расход в начале: 150 м³/ч
  • Объемный расход после закрытия шаровых кранов: около 40 м³/ч

Если машины в зале 1 снова будут работать, шаровые краны придется открыть, и сжатый воздух снова выйдет через утечки.

3. рекомендуемая процедура для постоянного снижения уровня утечки сжатого воздуха

Заключение и рекомендации

Описанный здесь процесс должен проводиться в компании циклически, чтобы в долгосрочной перспективе сохранить уровень утечек как можно ниже. Целью мероприятий должно быть достижение постоянного уровня утечек в 5-10 %, так как опыт показывает, что разовый поиск и ремонт не снижает уровень утечек надолго, а новые утечки, естественно, возникают снова.

Практический совет: Чтобы не пропустить оптимальное время для проверки утечек, рекомендуется использовать датчик объемного расхода (например, VA 500) в главной трубе за резервуаром. В качестве периода для проведения измерений рекомендуется использовать не менее одной недели (с понедельника по воскресенье). Кроме того, измерение объемного расхода может использоваться для проверки результатов поиска и устранения утечек, так как при этом должен быть уменьшен объемный расход во время простоя.