Публикации/Сжатый воздух

Возможность экономии основных ресурсов

Сегодня на подавляющем большинстве промышленных предприятий используют энергию сжатого воздуха, который, как известно, принято считать самым дорогостоящим энергоисточником. Ведь из всей электроэнергии, которая необходима для получения сжатого воздуха, не больше 15% впоследствии трансформируется в энергию, которую можно использовать для работы. Около 85% энергии выделяется компрессором в виде тепла в процессе его работы, следовательно, тратится попусту.

Как же рассчитать возможную экономию сжатого воздуха? Исходить следует из того, что давление, с которым производится сжатый воздух, зачастую равно 10 атмосферам, а для нормальной работы производственных механизмов обычно достаточно давления в 5-6 атмосфер. Расчет производится согласно следующим трем пунктам:

  1. Давление, необходимое для корректной работы оборудования – до 8 атм.;
  2. Потеря давления за счет фильтров – 1 атм.;
  3. Потеря давления в сети – 1 атм.

Отсюда и возникает необходимость выработки сжатого воздуха под давлением в 10 атм. На предприятиях, оснащенных современным оборудованием, расчет выглядит следующим образом:

  1. Давление, необходимое для корректной работы оборудования – до 6 атм.;
  2. Потеря давления в процессе осушки – 0,25 атм.;
  3. Потеря давления за счет фильтров – 0,25 атм.;
  4. Потеря давления в сети – 0,25 атм.

Отсюда следует, что компрессора, который работает в диапазоне давления, равном 6,75-7,25 атмосферам, будет достаточно для корректной работы оборудования. Таким образом достигается значительная экономия в 3 атм. Для того, чтобы задать в сетях минимальный уровень рабочего давления, следует:

  1. Переориентировать все оборудование на минимально возможное рабочее давление;
  2. Тщательно подбирать размер сечения  трубопроводов;
  3. Вовремя и тщательно проводить обслуживание фильтров;
  4. Использовать только те компрессоры, которые оснащены современными системами регулирования;
  5. Использовать для всей компрессорной системы единую систему регулирования.

Важным шагом для достижения экономии энергии сжатого воздуха является предотвращение возможности утечек. На первый взгляд этот аспект может показаться несущественным, но на практике оказывается весьма эффективным. Нередки случаи, когда после устранения утечек потребление воздуха снижалось практически в два раза. Утечки способны тратить впустую очень большое количество электроэнергии:

  1. Отверстие, диаметр которого равен 10 мм, способно «пустить на ветер» до 43 кВт мощности компрессорной установки.
  2. На современных предприятиях состояние воздушных сетей считается нормальным, если во время прохождения оп ним теряется не больше трети вырабатываемого сжатого воздуха.

Какие же меры помогут предотвратить появление утечки сжатого воздуха? Конечно, самым радикальным решением проблемы будет децентрализация всей воздушной системы благодаря применению многофункциональных компрессоров. Компрессоры такого типа в одном кожухе объединяют всю систему выработки сжатого воздуха – непосредственно сам компрессор, охладитель, систему очистки конденсата, осушитель воздуха, фильтры и т.д. Кроме того, если компрессор сам по себе надежен, возможность возникновения утечек существенно снижается – поэтому есть смысл приобретать только компрессоры зарекомендовавших себя с лучшей стороны марок. Такое оборудование способно работать десятки лет и не доставлять никаких проблем.

Децентрализация системы выгодна еще и тем, что позволяет применять осушку холодильного типа вместо адсорбционной, что существенно снижает энергозатраты, необходимые для удаления влаги.

Тепло, выделяемое компрессором, в основной своей массе рассеивается и не приносит какой-либо пользы. Если установить дополнительный блок рекуперации, можно направить более 70% выделяемой тепловой энергии на подогрев воды, что приводит к боле рациональному ее использованию. Единственное необходимое условие – постоянное наличие потребителя получаемой в результате рекуперации горячей (около 80 С) воды. Это позволяет сэкономить до 40 % общей стоимости всей компрессорной системы. Еще один интересный вариант использования тепла, которое, по сути, является побочным продуктом работы компрессора – применять его в качестве средства для обогрева соседних помещений. Такой метод нередко применяют на крупных промышленных предприятиях – на заводах, фабриках. Один мощный компрессор подчас способен обогреть целый цех.

Вообще экономия средств на покупке компрессора (как правило, выбор более недорогой марки сэкономит Вам не больше 2% средств, затраченных на обслуживание компрессора на протяжении 8- 10 лет эксплуатации) является менее результативной, чем экономия энергозатрат. Наиболее быстрым и простым способом экономии энергозатрат является приобретение и эксплуатация  максимально эффективного компрессора. Компрессоры с небольшой производительностью также позволяют экономить энергию, но не так результативно – показатель максимальной возможной экономии не превышает 20%. Еще один немаловажный фактор – снизить показатели энергопотребления компрессора, работающего со стопроцентной загрузкой, на порядок сложнее, чем показатели энергопотребления реального компрессора, загрузка которого, как правило, составляет от 20% до 80%.

Поэтому самые существенные резервы и возможности экономии энергопотребления компрессора кроются в эффективном управлении производительностью оборудования. Ведь на любом производственном предприятии сжатый воздух расходуется неравномерно – уровень его потребления напрямую зависит от экономического цикла. Стандартные компрессоры не способны точно рассчитать потребность предприятия в сжатом воздухе на текущий момент, поэтому и сэкономить на регулировке их производительности представляется сложной задачей. Но сегодня на рынке компрессорного оборудования представлены установки с переменной скоростью привода. Их основное отличие заключается в том, что производительность таких установок можно привести в точное соответствие с расходом сжатого воздуха.

Установки такого рода могут изменять скорость вращения приводного электрического двигателя благодаря постоянному отслеживанию колебаний расходования сжатого воздуха на производстве. Поэтому во время разгрузки компрессоры практически прекращают энергопотребление, сводя таким образом расход электроэнергии к минимуму. В результате за весь срок эксплуатации такие компрессорные установки экономя в общей сложности до 22 % потребляемой электроэнергии, что считается на сегодняшний день одним из лучших возможных показателей с точки зрения снижения энергозатрат.

Необходимо заметить, что далеко не все производители компрессоров с частотными преобразователями используют такие двигатели, которые способны обеспечивать работающей установке максимальную надежность при условии высокой эффективности, особенно при широком диапазоне загрузки оборудования (от 20% до 80%). Двигатели переменного тока, применяющиеся в компрессорах, могут ограничивать их рабочие ресурсы, так как не лучшим образом приспособлены к работе на малых оборотах (меньше 60% загрузки установки). Вынужденно работая на малых оборотах, такие двигатели очень быстро перегреваются, что нередко приводит к их поломке. Поэтому, приобретая компрессор с частотным преобразователем, необходимо особое внимание уделить эксплуатационным характеристикам двигателя.