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コンプレッサのコスト節減の機会

How-To Compressed Air Wiki Compressor Economy Compressors

コンプレッサに関しては大きなエネルギー削減の可能性がありますが、多くの場合それが活用されていません。たとえば、エネルギー回収、圧力低減、漏れ低減、制御システム調整システムの正しい選択による運転の最適化、コンプレッサのサイズ選択などがあります。コンプレッサの運転コストを最小化する方法をいくつか説明します。

必要電力の概念

計算を行う場合には、全体的な必要電力の概念を適用することが重要です。コンプレッサ設備に属するあらゆるエネリギーユーザーを考慮に入れる必要があります。たとえば、入口フィルタ、ファン、ポンプ、ドライヤセパレータなどです。異なる投資の選択肢を比較する場合には、比較可能な値を使用することが特に重要です。したがって、国際的に認知されている規格と規制、たとえばISO 1217 Ed.4 -2009に従って値が記述されていなければなりません。

運転圧力

運転圧力は必要電力に直接影響します。圧力が高ければエネルギー消費量は多くなり、圧力が1 bar高くなれば、電力は平均8%多くなります。圧損を補うために運転圧力を高めると、必ず運転の経済性が損なわれることになります。

経済性に悪影響があるにも関わらず、コンプレッサ圧力を上げることは、寸法が小さい配管システムや詰まったフィルタにより生じる圧損を克服するために一般的に使用されている方法です。複数のフィルタが取り付けられた設備では、特に交換することなく長期間稼働している場合、圧損がかなり高くなり、その結果、長期間対処を行わないと非常に高コストとなります。

多くの設備で大幅な圧力低減を実行することは不可能ですが、最新の調整機器を使用すれば、圧力を現実的に0.5 bar下げることができます。これは、数パーセントの電力削減となります。大したことでないと思えるかもしれませんが、設備の全体的効率が同程度高まることを考えれば、実際の節減からしてこの圧力低減値に意味があることは明らかです。

空気消費量の最適化

空気消費量の最適化には多くのメリットがあります

日常の手順と圧縮空気の使用を分析することにより、圧縮空気システムの負荷をよりバランスのとれたものにするソリューションが見つかります。エアフロー生成を増やさなくても、運転コストを削減することができます。

通常、利用の収益性が低くなるのは、漏れ、機器の摩耗、適切に構成されていないプロセス、あるいは圧縮空気の正しくない使用の結果ですが、その改善には一般的な意識を高めることが最善です。圧縮空気システムを、遮断弁を使用して分割できるセクションに分割することにより、夜間と週末の消費量を削減することができます。ほとんどの設備にはある程度の漏れがあり、これは純粋な損失であるため、最低限に抑えなければなりません。漏れは生成される圧縮空気のフローの10~15%に達することが頻繁にあります。また、漏れは運転圧力に比例するため、それを低減する方法の1つが、漏れが生じている機器を修理して、たとえば夜間に運転圧力を低くすることです。

圧力をわずか0.3 bar下げることで、漏れが4%減ります。100 m3/minの設備における漏れが12%の場合、圧力が0.3 bar下がれば約3 kWの節減になります。

調整方法

最新のマスタ制御システムを使用すれば、コンプレッサ中央プラントを様々な運転状況に合わせて最適に稼働させると同時に、安全性と可用性を高めることができます。適切な調整方法を選択すれば、設備の各機械に合わせて最適化されたシステム圧力の低下と使用率の向上により、エネルギー節減を進めることができます。それと同時に、可用性が向上し、不測の休止時間のリスクを低減することもできます。また、中央制御を用いると、夜間と週末の運転中にシステム全体で圧力を自動的に低下させるプログラミングが可能です。

圧縮空気の利用が一定することはほとんどないため、コンプレッサ設備は、様々な容量のコンプレッサと速度制御されたモータを組み合わせた柔軟な設計である必要があります。コンプレッサは速度制御を用いて運転することが可能で、スクリュコンプレッサは、その流速と消費電力が実質的に速度に比例するため、特にこれに適しています。

コンプレッサにおけるエネルギー回収のしくみ

コンプレッサにおけるエネルギー回収は最適化できます

生産施設または工程におけるなんらかの加熱に電気、ガス、またはオイルを使用している場合は、このエネルギーの一部または全体をコンプレッサから回収された廃棄エネルギーに置き換えることが可能かどうかを調査する必要があります。決定的な要因は、エネルギーコスト(単位€/ kWh)、利用率、必要な追加投資額です。

廃棄エネルギーの回収に対する投資を綿密に計画すれば、回収期間はわずか1~3年となります。コンプレッサに供給される電力の90%以上は、貴重な熱の形で回収することが可能です。回収されたエネルギーの温度レベルにより、考えられる応用分野、さらにその価値が決まります。コンプレッサ設備の暖かい冷却水出口を、既存の加熱用ボイラの環水回路などの継続的に加熱する必要のある箇所に直接すると、高い効率性が得られます。

回収された廃棄エネルギーは、年間を通じて効果的に利用できます。コンプレッサの設計が異なれば、前提条件も違ってきます。大きなピーク熱フローが必要となる状況、利用箇所まで長距離にわたって熱を伝送する必要がある場合、または要件が年間で変動する場合には、回収したエネルギーを熱、冷却用または電気の形で販売する可能性も検討できるでしょう。

コンプレッサ設備におけるエネルギー回収についてご確認ください。

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