فرص توفير التكلفة للضواغط
28 يونيو, 2022
في العديد من تركيبات الهواء المضغوط، توجد غالبًا إمكانات كبيرة وغير مستخدمة لتوفير التكلفة. تعرّف على المزيد عن كيفية التوفير من تكاليف تشغيل الضاغط هنا.
فهم إجمالي تكلفة الهواء المضغوط
عند مناقشة تكلفة الهواء المضغوط، تُجدر الإشارة إلى أن الطاقة الكهربائية تمثِّل الجزء الأكبر(حوالي 80٪) من النفقات المتعلقة بالضاغط. ولهذا السبب، توفّر معظم أنظمة الهواء المضغوط إمكانيات كبيرة لتوفير الطاقة مثل استعادة الطاقة، وخفض الضغط، وتقليل التسريبات، واستخدام أنظمة التحكم والتنظيم. كما يجب أيضًا الانتباه إلى حجم الضاغط المناسب لتفادي الهدر وتحسين الكفاءة.
تحديد تكلفة الهواء المضغوط
تكون تكاليف الاستثمار ثابتة وتشمل سعر الشراء ونفقات البنية التحتية وتكاليف التركيب والتأمين والاستثمار. ويتم تحديد تكاليف الاستثمار بموجب مستوى جودة الهواء المضغوط وفترة الاستهلاك. وتشمل نفقات الطاقة وقت التشغيل السنوي ودرجة الاستفادة من التحميل/التفريغ وتكلفة طاقة الوحدة.
تخطيط نظامك
عند الاستثمار في معدات جديدة، ضع في اعتبارك كل من الاحتياجات الحالية والنمو المستقبلي. ولا تتجاهل عوامل مثل اللوائح البيئية وكفاءة استهلاك الطاقة ومتطلبات الإنتاج.
في الصناعات التي تعتمد بشكل كبير على الهواء المضغوط، تكون العمليات المحسنة ضرورية، خاصة مع تطور ظروف الإنتاج. يمكن أن يساعد التحليل غير المتحيز لاحتياجاتك في خفض التكاليف وضمان مطابقة إمداد الهواء للطلب المعني مع ترك مساحة للتوسع بكفاءة.
مكونات نظام الهواء المضغوط
ستجد أدناه قائمة بمختلف المكونات التي ستتعامل معها وكيفية تأثيرها في التكلفة الإجمالية لأنظمة الهواء المضغوط.
| المكون | الوصف |
| ضواغط الهواء | الماكينة الأساسية. التكلفة الأولية ضئيلة مقارنة بالتكلفة الإجمالية للملكية. ونظرًا لأن الطاقة هي التكلفة الرئيسية، فإن اختيار الطراز الأكثر كفاءة يُعد أمرًا بالغ الأهمية. |
| المجففات والمرشحات (الفلاتر) | ضرورية لضمان جودة الهواء في القطاعات الحساسة مثل الأغذية والأدوية. ويجب أن تكون مصممة وفقًا لمعايير الصناعة. |
| المصارف | المصارف الذكية عديمة الفواقد توفر الطاقة من خلال صرف المكثفات عند الضرورة فقط، على عكس المصارف العاملة بمؤقت التي تهدر الطاقة. |
| الأنابيب | شبكة أنابيب التوزيع المناسبة تمنع التقييدات وانخفاضات الضغط وتقلل من تسرب الهواء إلى أدنى حد. |
| خزانات استقبال الهواء | الخزانات ذات الحجم المناسب تقلل من الطلب الزائف، وتغيرات الضغط، وتحد من الحاجة إلى ضواغط إضافية. |
| تسرب هواء | تعد المراقبة المستمرة واكتشاف التسريبات أمرًا ضروريًا للحفاظ على الكفاءة وتقليل الفواقد المكلفة. |
| وحدة التحكم المركزية | في الأنظمة متعددة الضواغط، تعمل وحدات التحكم المركزية على تحسين كفاءة الأداء من خلال تنظيم نطاقات الضغط والسعة والسرعة. |
| استعادة الطاقة | يمكن إعادة استخدام الحرارة المهدرة من الضواغط لتدفئة الغرف أو المياه أو العمليات، مما يعزز من كفاءة استهلاك الطاقة. |
مفهوم متطلبات الطاقة
عند إجراء الحسابات، من المهم تطبيق المفهوم الشامل لمتطلبات الطاقة. ويجب وضع كل المكونات المشمولة في نظام الضاغط في الحسبان، بما في ذلك مرشحات إدخال الهواء والمراوح والمجففات والفواصل واستعادة الطاقة. ولمقارنة الخيارات المتوفرة، يُفضَّل استخدام معايير المنظمة الدولية للمواصفات القياسية (ISO).
ضغط العمل
من الضروري إجراء احتساب صحيح لضغط التشغيل، لأن هذا يؤثر بشكل مباشر على متطلبات الطاقة. وزيادة استهلاك الضغط تعني زيادة استهلاك الكهرباء. في الواقع، تتطلب كل زيادة بمقدار بار واحد نحو 8% من الطاقة. وستؤدي دائمًا زيادة ضغط التشغيل لتعويض انخفاض الضغط إلى ضعف كفاءة العمل.
وتحدث انخفاضات الضغط هذه بشكل عام بسبب نظام الأنابيب غير المناسب أو انسداد الفلاتر. ويُوصى بالنظر في هذه العوامل قبل زيادة ضغط الضاغط. في التركيبات التي تحتوي على عدة فلاتر، يمكن أن يكون انخفاض الضغط كبيرًا ومكلفًا إذا لم تتم معالجة مشكلات الصيانة هذه.
في الكثير من الأنظمة، لا يمكن تنفيذ عمليات خفض كبيرة في الضغط، إلا أن استخدام معدات التنظيم الحديثة يتيح خفض الضغط فعليًا بمقدار 0,5 بار. وتحقق هذه الطريقة توفيرات بسيطة في الطاقة. وعلى الرغم من أن هذا الخفض يبدو ضئيلاً، إلا أنه يؤثر في النفقات السنوية.
كيفية التوفير في تكاليف الطاقة
كما ورد في السابق، تمثِّل نفقات الطاقة العامل المهيمن من إجمالي تكلفة الهواء المضغوط. وفي الواقع، يمكن أن تصل إلى 80% من تكاليف ملكية وتشغيل نظام الهواء المضغوط. ولذلك، من المهم التركيز على أكثر الحلول كفاءةً لتلبية احتياجاتك.
وعلى الرغم من أن المعدات الأكثر تقدمًا تكون مصحوبة بتكاليف استثمار أولي أعلى، إلا أنها عادةً ما تستحق ذلك لما تحققه من توفير في التكاليف الإجمالية. وسيكون الوضع مثاليًا عندما تتطابق قدرة الضاغط مع استهلاك الهواء في تطبيقاتك. وذلك بالإضافة إلى وجود معدات بمحركات متغيرة السرعة (VSD) يمكنها تلبية احتياجات الضغط المختلفة.
تحسين المعدات
تأتي أغلب الضواغط مجهزة بعناصر تحكم وأنظمة تنظيم مدمجة. وإذا كنت تستخدم أكثر من ماكينة واحدة، فيمكنك أيضًا إضافة نظام المراقبة الذكي. وسيساعد القيام بذلك على تحسين نظامك بأكمله وضمان تشغيل معداتك بأفضل أداء. كما أن تنظيم سرعة المحرك هي طريقة شائعة لتوفير الطاقة بسبب إمكاناتها الهائلة. ويمكن لبعض أدوات المراقبة أيضًا تحديد مجالات عدم الكفاءة.
تُعَد هذه المعلومات مفيدة لتحديد نقاط التسرب والمعدات البالية والترشيح السيئ والمكونات التي لم يتم تهيئتها بشكل صحيح. وكما ورد سابقًا، يمكن أن تتسبب مشكلات الصيانة هذه في زيادة التكلفة الإجمالية لأنظمة الهواء المضغوط.
كثيرًا ما يصل مقدار التسرب إلى 20% من إنتاج تدفق الهواء المضغوط. كما أن التسرب يتناسب طرديًا أيضًا مع ضغط التشغيل، ولذلك تتمثل إحدى الطرق في إصلاح المعدات التي يحدث فيها التسرب وخفض ضغط التشغيل. ويؤدي خفض الضغط بمقدار 0,3 بار فقط إلى خفض التسرب بنسبة 4%. وإذا كان التسرب في نظام معدل تدفقه 100 م3/الدقيقة يبلغ 12%، فسوف يحقق هذا الخفض توفيرات بمقدار 3 كيلوواط تقريبًا.
ستحتاج أيضًا إلى مراعاة وقت استخدام معداتك فعليًا. وفي حال استخدام كمية قليلة من الهواء المضغوط في الليل وفي عطلة نهاية الأسبوع، فقد ترغب في تركيب ضاغط صغير لهذه الأوقات. ويمكن تحقيق هذه التجزئة باستخدام صمامات الإغلاق.
إذا احتاج تطبيق معين إلى ضغط تشغيل مختلف، فستحتاج إلى تحديد ما إذا كان الإنتاج المركزي أو المقسَّم هو الأنسب. وستستفيد أيضًا من تقسيم شبكة الهواء المضغوط لديك للفصل بين فترات الذروة العالية والمنخفضة.ويجب أن يستند مثل هذا التخطيط إلى قياسات تدفق الهواء.
تنظيم أنظمة التشغيل
باستخدام نظام تحكم رئيسي حديث، كما هو موصوف أعلاه، يمكن تشغيل محطة الضواغط المركزية بشكل مثالي حسب مختلف الظروف. كما أن تحديد طريقة التنظيم الصحيحة يساعد على تحقيق توفيرات الطاقة مع خفض ضغط النظام الإجمالي وتحسين الاستخدام . ويمكن لعناصر التحكم هذه أن تقلل أيضًا من وقت التعطل من خلال توزيع حمل العمل بشكل متساوٍ.
بالإضافة إلى ذلك، يتيح لك التحكم المركزي برمجة عمليات خفض الضغط التلقائية خلال الفترات التي تكون في غير أوقات الذروة، مثل الليل وعطلة نهاية الأسبوع. ونظرًا إلى أن استهلاك الهواء المضغوط نادرًا ما يكون ثابتًا، يجب أن يتسم نظام الضاغط بتصميم متعدد الاستخدامات. ويجب استخدام مجموعة من الضواغط ذات قدرات مختلفة ووحدات مراقبة محكومة السرعة.
استعادة الطاقة
من الممكن استخدام طاقة الهدر المسترجعة من ضاغط الهواء - هذه الطاقة المسترجعة يمكن أن تحل محل جزء أو كل من الكهرباء أو الغاز أو الزيت الذي يُستخدم عادةً لأغراض التدفئة. وتشمل العوامل الحاسمة في ذلك تكلفة الطاقة باليورو لكل كيلوواط في الساعة ودرجة الاستخدام وقيمة الاستثمار الإضافي اللازم.
غالبًا ما يتيح نظام استعادة الطاقة المهدرةالمخطط له بشكل جيد إلى استرداد التكلفة خلال فترة تتراوح بين سنة إلى ثلاث سنوات. ويمكن استعادة أكثر من 90٪ من الطاقة التي يتم إمداد الضاغط بها في صورة حرارة قيِّمة. ويحدد مستوى درجة حرارة الطاقة التي تمت استعادتها أماكن الاستخدام الممكنة ومن ثَمَّ يحدد قيمتها.
يتم تحقيق أكبر درجة كفاءة بصفة عامة من الأنظمة المبرَّدة بالماء. ويتم ذلك عندما يتم توصيل مخرج مياه التبريد الساخنة من الضاغط بمعدات تحتاج إلى الحرارة، مثل دائرة الرجوع في غلاية التدفئة الموجودة.
يمكن الاستفادة من استرجاع الطاقة المهدورة على مدار العام. وتختلف المتطلبات حسب تصميم الضاغط. في بعض الحالات التي تتطلب تدفقًا حراريًا كبيرًا أو مسافات طويلة لنقل الحرارة أو احتياجات متفاوتة، يمكن أيضًا بيع الطاقة المسترجعة.
اكتشف كيف قامت الشركات الصناعية بخفض تكلفة الهواء المضغوط
المقالات ذات الصلة
استعادة الطاقة في أنظمة الضاغط
30 يونيو, 2022
اكتشف كيفية استعادة الطاقة الناتجة من الحرارة المهدرة في أنظمة الهواء المضغوط المبرَّدة بالماء أو بالهواء. وسنلقي نظرة على إمكانية استعادة الطاقة وطرق الاستعادة المختلفة.
تكلفة دورة تشغيل الضاغط
29 يونيو, 2022
هناك طريقة بسيطة لتحليل الاستثمار في أي ضاغط، وهي النظر في تكلفة دورة التشغيل. تعرّف على المزيد عن هذه الطريقة هنا.