10 langkah menuju produksi yang ramah lingkungan dan lebih efisien

Semua yang perlu Anda ketahui tentang pengurangan karbon untuk produksi yang ramah lingkungan
10 langkah menuju produksi udara terkompresi yang ramah lingkungan

Semua yang perlu Anda ketahui tentang proses pneumatic conveying

Lihat bagaimana Anda bisa menciptakan proses pneumatic conveying yang lebih efisien.
3D images of blowers in cement plant
Tutup

Bagaimana aliran udara dikendalikan pada kompresor udara?

Aliran di dalam kompresor udara dikontrol dengan mengubah kecepatan motor atau dengan mengelola siklus load dan unload agar sesuai dengan kebutuhan udara. Hal ini dilakukan dengan VSD dan konverter frekuensi, motor kecepatan ganda, atau unit kecepatan tetap menggunakan kontrol load dan unload berbasis tekanan. Kontrol elektronik modern telah menggantikan sistem relai lama, meningkatkan presisi dan lebih responsif. Setiap metode sesuai dengan pola permintaan dan manfaat yang berbeda, yang akan kami bahas di bawah ini.

Teknologi Variable Speed Drive (VSD)

Teknologi Variable Speed Drive (VSD) menyesuaikan output kompresor dengan kebutuhan aktual dengan menyesuaikan kecepatan motor secara terus-menerus. Alih-alih berjalan pada satu kecepatan dan mengandalkan siklus load dan unload, VSD menggunakan kontrol kecepatan motor elektronik untuk menjaga tekanan sistem tetap stabil sekaligus mengurangi energi yang terbuang.

an illustration about regulation and control for the atlas copco wiki.

Cara kerja teknologi variable speed drive

  • Sistem kontrol elektronik: Sensor memantau tekanan sistem secara real-time. Pengontrol membandingkan tekanan aktual dengan setpoint dan menentukan kecepatan motor yang diperlukan.
  • Pengoperasian konverter frekuensi: Konverter frekuensi mengubah frekuensi dan tegangan yang dipasok ke motor listrik, yang mengubah RPM motor yang memengaruhi kecepatan elemen dan aliran udara.
  • Penyesuaian kecepatan berkelanjutan: Kecepatan berubah dengan lancar, bukan secara bertahap, sehingga VSD dapat mempertahankan stabilitas tekanan yang ketat, sering kali sekitar ±0,1 bar bila diukur dan disetel dengan benar.
  • Efisiensi beban parsial: Saat permintaan turun, pengontrol mengurangi kecepatan, dan konsumsi daya berkurang karena kompresor hanya menghasilkan udara yang dibutuhkan jaringan.
  • Soft start: Konverter frekuensi menaikkan kecepatan secara bertahap, mengurangi arus inrush dan membatasi tekanan listrik dan mekanis selama start-up.

Kontrol tekanan variable speed drive pada kompresor udara

Manfaat dan aplikasi VSD

Keuntungan kecepatan VSD diberikan saat kebutuhan udara berfluktuasi sepanjang hari. Dengan terus menyesuaikan RPM, kompresor mengatur kecepatan tanpa siklus load dan unload yang sering, sehingga meningkatkan efisiensi dan stabilitas.

  • Penghematan energi: umumnya 30 hingga 60% dibandingkan pengoperasian kecepatan tetap di lokasi dengan permintaan variabel, dengan penghematan yang didorong oleh pengurangan penggunaan daya pada beban parsial.
  • Kontrol tekanan yang konsisten: pressure band yang lebih ketat mendukung proses yang stabil dan dapat mengurangi kebutuhan untuk menjalankan pada setpoint tinggi yang tidak perlu.
  • Kurang pemeliharaan: lebih sedikit start dan pengoperasian yang lebih lancar mengurangi keausan pada komponen dan katup.
  • Soft start: arus inrush yang lebih rendah dan akselerasi yang lebih lembut mengurangi tekanan pada pasokan listrik dan drive train.

Kapan menggunakan teknologi VSD

Teknologi VSD adalah pilihan cerdas saat kebutuhan udara Anda berubah sepanjang hari. Produk ini cocok untuk lokasi dengan produksi yang berfluktuasi, operasi multi-shift dengan titik puncak dan periode rendah yang jelas, dan cocok untuk pabrik dengan kompresor berkecepatan tetap berukuran besar dan menghabiskan waktu lama beroperasi pada beban parsial.

Pengembalian modal tergantung pada harga listrik, jam pengoperasian, dan seberapa besar fluktuasi permintaan Anda, tetapi banyak instalasi melihat pengembalian dalam hitungan bulan hingga beberapa tahun. Kuncinya adalah mencocokkan metode kontrol dengan profil permintaan aktual Anda, sehingga Anda mendapatkan tekanan yang stabil dan penghematan energi terbaik.

 

Grafik kompresor dengan teknologi vsd yang mengontrol kecepatan dan permintaan energi.

Sistem kompresor kecepatan ganda

Sistemkompresor kecepatan ganda adalah pilihan tengah antara kontrol kecepatan tetap dan VSD. Sistem ini berjalan pada dua kecepatan motor: kecepatan penuh untuk output penuh, lalu kecepatan lebih rendah selama unload.

Dampak efisiensi

Berjalan pada kecepatan minimum selama unload mengurangi konsumsi energi. Kecepatan ganda juga akan meminimalkan kehilangan transien, berkat kecepatan motor unload minimum dan fakta bahwa motor dapat memulai (lebih cepat) terhadap sistem yang berada di bawah tekanan.

 

Energi merupakan sekitar 80% dari biaya kepemilikan dan pengoperasian kompresor. Artinya, penghematan energi sebesar 20% yang dapat dihasilkan oleh GA FLX benar-benar dapat menurunkan biaya operasional dan memenuhi tujuan keberlanjutan Anda.

Aplikasi umum

Kecepatan ganda bekerja paling baik ketika perubahan permintaan sedang dan dapat diprediksi, seperti:

  • lokasi multi-shift dengan titik puncak dan lembah yang jelas
  • pabrik dengan siklus produksi berulang
  • operasional yang cost-conscious mencari peningkatan efisiensi tanpa VSD penuh

GA FLX Atlas Copco adalah salah satu contoh pendekatan dua kecepatan ini.

Kecepatan tetap dengan sistem kontrol beban

Kompresor berkecepatan tetap berjalan pada RPM motor konstan, sehingga kontrol aliran berasal dari tipe sistem kontrol, kontrol load dan unload paling umum. Alih-alih mengubah kecepatan motor, kompresor mengatur aliran udara dengan menyalakan atau mematikan inlet kompresor.

Cara kerja kontrol load dan unload

  • Regulasi katup saluran masuk: metode umum yang digunakan untuk mengontrol aliran keluaran kompresor dengan hanya membuka atau menutup katup saluran masuk
  • Load to unload cycling: pada setpoint tekanan atas, kompresor membongkar muatan, dan ketika tekanan turun ke setpoint bawah, kompresor memuat lagi.
  • Pengoperasian pressure band: Perbedaan antara setpoint bebas beban dan setpoint beban disebut pressure band, yang menunjukkan seberapa besar tekanan dapat berfluktuasi dari pengaturan tekanan yang diperlukan.

Aplikasi yang paling sesuai

Sistem load dan load kecepatan tetap berfungsi paling baik saat permintaan stabil dan tinggi, sehingga kompresor tetap terbebani sebagian besar waktu, seperti operasional 24/7.

Profil biaya dan pemeliharaan

Dibandingkan dengan solusi kontrol kecepatan yang lebih canggih, sistem kecepatan tetap biasanya berarti investasi awal yang lebih rendah tetapi biasanya akan mengonsumsi lebih banyak energi dibandingkan dengan kompresor VSD.

Kompresor berkecepatan tetap akan memiliki arus awal yang lebih tinggi dan juga akan memiliki lebih banyak siklus load/unload/mulai/berhenti yang dapat berdampak negatif terhadap keausan komponen dan katup tertentu.

Kontrol kompresor kecepatan tetap vs kecepatan ganda

Saat kebutuhan udara naik dan turun sepanjang hari, adanya metode kontrol membuat perbedaan nyata. Kontrol kecepatan tetap berjalan pada satu kecepatan konstan, sehingga bereaksi terutama dengan loading dan unloading

Kontrol kecepatan ganda menambahkan langkah kecepatan rendah, membiarkan kompresor berjalan pada kecepatan tinggi atau rendah sebelum perlu untuk unload, yang dapat mengurangi pemborosan energi pada periode beban parsial.

 

Kontrol kecepatan tetap

  • Satu kecepatan
  • Menggunakan siklus load/unload
  • Terbaik untuk permintaan yang stabil
  • Daya unload tinggi
  • Tekanan internal sepenuhnya dikeluarkan selama siklus unload

 

 

Kontrol kecepatan ganda

  • Dua kecepatan: tinggi dan rendah
  • Menggunakan siklus load/unload
  • Terbaik untuk perubahan permintaan sedang
  • Daya unload lebih rendah
  • Tekanan internal tidak sepenuhnya dilepaskan selama siklus unload untuk mengurangi kerugian transien

Mengurangi biaya energi udara terkompresi Anda

Teknologi kontrol kecepatan dapat menghadirkan penghematan energi yang signifikan. Ahli udara terkompresi kami dapat menilai aplikasi Anda, menjelaskan potensi penghematan nyata, dan merekomendasikan solusi terbaik, mulai dari sistem VSD hingga sistem kecepatan ganda.

Apa metode kontrol kecepatan yang paling hemat energi?

Dalam sebagian besar sistem udara terkompresi di dunia nyata, VSD dengan konverter frekuensi adalah metode kontrol kecepatan yang paling hemat energi karena secara terus-menerus menyesuaikan RPM motor dengan permintaan dan menghindari pengoperasian tanpa beban dalam waktu lama. Namun, jika permintaan Anda sangat stabil dan kompresor tetap terbebani hampir sepanjang waktu, unit kecepatan tetap juga dapat efisien, hanya karena tidak membuang-buang siklus energi.

Kapan saya harus memilih VSD daripada kontrol kecepatan ganda?

Pilih VSD ketika sistem kontrol kecepatan Anda perlu merespons perubahan permintaan yang sering atau tidak dapat diprediksi, atau ketika stabilitas tekanan penting. VSD dapat menahan tekanan yang lebih ketat dan menghindari perubahan langkah. Dual-speed adalah pilihan menengah yang baik ketika permintaan bervariasi dalam periode tinggi dan rendah yang jelas, dan Anda menginginkan peningkatan efisiensi dengan biaya lebih rendah daripada VSD penuh.

Berapa banyak energi yang dapat dihemat oleh kontrol kecepatan?

Penghematan tergantung pada profil permintaan, pengaturan tekanan, dan jam pengoperasian Anda. Sebagai aturan praktis, VSD dapat mengurangi penggunaan energi secara signifikan pada beban parsial, sering memberikan penghematan yang signifikan di lokasi dengan permintaan variabel, sementara kecepatan ganda dapat memberikan hingga sekitar 20% dibandingkan kecepatan tetap dalam kondisi yang sesuai. Keuntungan terbesar biasanya berasal dari peningkatan regulasi kecepatan selama periode permintaan rendah hingga sedang yang panjang.

Bisakah saya memasang pengontrol kecepatan pada kompresor yang sudah ada?

Terkadang, ya, tetapi tergantung pada desain kompresor, jenis motor, kontrol, dan keseluruhan sistem. Retrofit kontrol kecepatan motor mungkin melibatkan penambahan konverter frekuensi, peningkatan sensor dan kontroler, dan memastikan motor dan sistem pendingin dapat beroperasi dengan aman di seluruh rentang kecepatan. Dalam banyak kasus, peningkatan kontrol kompresor atau perbaikan sistem udara dapat menjadi langkah awal yang lebih hemat biaya daripada retrofit secara menyeluruh.

Bagaimana kontrol kecepatan memengaruhi masa pakai kompresor?

Ketika kompresor mengatur kecepatan dengan lancar, kompresor dapat mengurangi keausan yang terkait dengan seringnya start, perubahan beban yang mendadak, dan fluktuasi tekanan. Soft start VSD mengurangi tekanan listrik pada saat startup, dan pengoperasian yang lebih stabil dapat lebih lembut pada komponen. Kuncinya adalah ukuran dan pengaturan yang benar: sistem yang dipilih atau disetel dengan buruk dapat menyebabkan pengoperasian siklus yang tidak perlu atau kontrol yang tidak stabil, yang dapat mengurangi manfaat masa pakai.

Artikel terkait

an illustration about regulation and control for the atlas copco wiki.

Sistem Kontrol: Kontrol terpusat

26 April, 2022

Pelajari lebih lanjut tentang berbagai cara untuk menangani udara terkompresi dan berbagai alat yang digunakan dalam proses ini. Di sini kita membahas tentang kontrol dan pemantauan kompresor udara.

an illustration about regulation and control for the atlas copco wiki.

Sistem Kontrol: Pemantauan Data

23 Februari, 2022

Pelajari lebih lanjut tentang berbagai cara untuk menangani udara terkompresi dan berbagai alat yang digunakan dalam proses ini. Di sini kita membahas tentang kontrol dan pemantauan kompresor udara.