Ciljno usmerjena uporaba merjenja prostorninskega pretoka in odkrivanja puščanja za zmanjšanje stroškov energije in emisij CO2 v sistemih stisnjenega zraka

V industrializiranih državah se za proizvodnjo stisnjenega zraka porabi približno 10 % celotne porabe električne energije v industriji, v Nemčiji pa kar 14 %. Glavni dejavnik izgube energije so puščanja, v večini sistemov za stisnjen zrak pa so izgube med 20 % in 40 %, v slabih sistemih pa tudi več kot 60 %. Odprava puščanja stisnjenega zraka je najučinkovitejši način za zmanjšanje porabe energije. Zaradi puščanja stisnjenega zraka se pogosto izgubi 8760 ur (24 h x 365 d) energije na leto in podaljša čas delovanja kompresorja, kar skrajša tudi vzdrževalne intervale. Zato je treba redno odkrivati in odpravljati puščanja. Naša serija LD vam ponuja vse funkcije, ki jih potrebujete za odkrivanje puščanja in merjenje posledic v smislu porabe energije in zapravljenega denarja.

1. praktični primer - potencial prihrankov farmacevtskega podjetja

Visoka stopnja uhajanja stisnjenega zraka in nepravilno dimenzionirane komponente (kompresorji in rezervoarji za stisnjen zrak) zmanjšujejo učinkovitost sistema stisnjenega zraka, povzročajo nepotrebneemisije CO2 in zmanjšujejo konkurenčnost. Koliko stisnjenega zraka proizvodnja potrebuje v enem tednu in kako morajo biti komponente dimenzionirane, da bodo delovale čim bolj učinkovito in bodo izkoriščene v celoti, je mogoče zelo enostavno in zanesljivo izmeriti s senzorjem prostorninskega pretoka. Na prikazanem grafu je prikazan profil prostorninskega pretoka, izmerjen za rezervoarjem stisnjenega zraka farmacevtskega podjetja v Južni Afriki za približno 10 dni.

Zelena krivulja ustreza dejansko izmerjenemu profilu prostorninskega pretoka (drseče povprečje), rdeča krivulja pa profilu prostorninskega pretoka po "simulirani" odpravi puščanja. Kot lahko vidite, se krivulja pomakne navzdol. V času, označenem z rdečo barvo, je bila proizvodnja ustavljena in se ni proizvajalo nobeno blago - z drugimi besedami, stisnjen zrak je v tem času uhajal le prek puščanja in odprtih šob. Seveda mora biti ta vrednost vedno čim nižja, po odpravi puščanja ali drugih optimizacijah porabe pa se mora občutno zmanjšati. Na podlagi naslednjih predpostavljenih vrednosti za sistem obstajajo možnosti za izboljšave, ki jih lahko vidite v spodnji preglednici.

  • Specifična proizvodnja: 0,12 kWh/m³
  • Cena električne energije: 25 € centov / kWh
  • Čas delovanja: 8000 ur/leto
  • Emisije CO2 mešanica električne energije domača poraba: 420 g/ kWh
EnotaMeritev pred izravnavoMeritev po korekcijiIzboljšave
Povprečni prostorninski pretok[m3/h]500 m3/h250 m³/h250 m³/h
Količinski pretok brez proizvodnje[m3/h]316 m³/h66 m³/h250 m³/h
Stopnja uhajanja [%]63,2%26,4 %36,8 %
Potencialni prihranki [€ / a]75.840 € / a15.840 € / a60.000 €/a
Emisije CO2127,41 ton / a26,61 ton/leto100,8 ton/leto

2. praktični primer - možnosti varčevanja v pekarni

Naslednji diagram prikazuje profil pretoka količine v pekarni, ki proizvaja pod naslednjimi pogoji:

  • Pekarno sestavljata 2 proizvodni hali
  • hala 1 (starejši sistemi) je trenutno zaprta
  • Proizvodnja poteka v hali 2 od 10:00 dalje

Za rezervoarjem za stisnjen zrak je bil nameščen toplotni senzor pretoka VA 500, ki meri porabo obeh hal. Na naslednjem diagramu je v prvotnem profilu prostorninskega pretoka (svetlo zelena barva) prikazan vklop in izklop kompresorja. Za boljšo primerljivost je bilo zato izračunano in prikazano tudi drseče povprečje (temno zelena barva). Iz tega je mogoče izpeljati naslednje ugotovitve: Čeprav pred 10. uro dopoldne ni bilo proizvodnje, kompresor dovaja veliko stisnjenega zraka. Dejanski "proizvodni vrhovi" so v primerjavi z osnovno obremenitvijo zelo majhni. To kaže na zelo visoko stopnjo uhajanja. Za potrditev domneve so bili krogelni ventili do strojev v območju zaustavitve (v hali 1) zaprti, tako da se njihove puščave ne oskrbujejo več s stisnjenim zrakom. Večina uhajanj je običajno v strojih in njihovi okolici. Posledično enakomerno zniževanje ravni profila prostorninskega pretoka kaže, da se lahko osnovna obremenitev od zaprtega krogličnega ventila do zaprtega krogličnega ventila zelo zmanjša. To je pokazatelj vpliva, ki bi ga popravilo puščanja imelo na profil stisnjenega zraka v tej pekarni.

  • Volumenski pretok na začetku: 150 m³/h
  • Količinski pretok po zaprtju krogličnih ventilov: približno 40 m³/h

Če se stroji v hali 1 ponovno zaženejo, je treba odpreti kroglične ventile in stisnjen zrak ponovno uhaja skozi netesnosti.

3. priporočeni postopek za trajno zmanjšanje stopnje uhajanja stisnjenega zraka

Zaključek in priporočilo

Opisani postopek je treba v podjetju izvajati ciklično, da bo stopnja uhajanja dolgoročno čim nižja. Cilj ukrepov bi moral biti doseči stalno stopnjo uhajanja v višini 5-10 %, saj so izkušnje pokazale, da enkratno iskanje in popravilo ne zmanjšata trajno stopnje uhajanja in da se po tem seveda spet pojavijo nova uhajanja.

Praktični nasvet: Da ne bi zamudili optimalnega časa za revizijo uhajanja, je priporočljiva uporaba senzorja prostorninskega pretoka (npr. VA 500) v glavni cevi za rezervoarjem. Kot obdobje za meritve je priporočljivo izbrati vsaj en teden (od ponedeljka do nedelje). Poleg tega se lahko merjenje prostorninskega pretoka uporabi za potrditev rezultata iskanja in odpravljanja puščanja, saj je treba s tem zmanjšati prostorninski pretok med mirovanjem.