Firma STOLLAR Systemy Okienne Godlewska Spółka Jawna jest nowoczesną firmą, jednym z głównych liderów europejskich, produkujących stolarkę okienną. Pracuje tu około 250 osób, praca odbywa się w systemie zmianowym. Zakład produkuje głównie systemy okienne z PVC, ale stolarka aluminiowa także znalazła tu swoje miejsce. Pierwsza hala produkcyjna powstała w 2000 roku. Od tego czasu wiele się zmieniło zarówno w samej technologii wytwarzania okien, jak również w konstrukcji, parametrach i możliwościach urządzeń, wykorzystywanych w procesie produkcyjnym – w tym również w technice sprężonego powietrza.
Kilka lat temu Zarząd firmy Stollar podjął decyzję o rozbudowie istniejącego zakładu. Powstał plan stworzenia nowej hali, która będzie spełniała współczesne wymagania, dotyczące efektywnej i ergonomicznej produkcji. Od samego początku firma położyła duży nacisk na pełną automatyzację instalacji pneumatycznej i jej centralne zarządzanie. Dzięki temu, w nowo wybudowanym obiekcie standardem jest kontrola nieszczelności i optymalizacja zużycia sprężonego powietrza, połączona z redukcją wartości ciśnienia roboczego.
Wcześniej, gdy produkcja odbywała się jeszcze na dotychczasowej hali, na wysoki poziom ciśnienia roboczego w instalacji oprócz nieszczelności miał także wpływ fakt wykorzystania zewnętrznych, wolnostojących osuszaczy i baterii filtrów sieciowych. Spadki ciśnienia na samych urządzeniach, jak i na odcinkach instalacji, doprowadzających do nich sprężone powietrze, nie zapewniały ekonomicznego zużycia tego medium. Nowe sprężarki Atlas Copco zainstalowane w zakładzie, posiadają osuszacze zintegrowane, dzięki czemu stanowią jedno urządzenie.
W porównaniu do instalacji sprężonego powietrza, znajdującej się na dotychczasowej hali produkcyjnej, obecna pracuje na ciśnieniu o 1 bar niższym. Jakie ma to znaczenie z ekonomicznego punktu widzenia? Relacja jest bardzo prosta i opiera się na założeniu mówiącym, że obniżenie ciśnienia o 1 bar powoduje redukcję zużycia energii elektrycznej (potrzebnej do wytworzenia tego ciśnienia) aż o 7-8%. Biorąc pod uwagę fakt, że całkowita moc zainstalowanych sprężarek w układzie to 165 kW – jest to wartość, obok której nie należy a nawet nie można przejść obojętnie.
Przyglądając się bliżej gospodarce energetycznej zakładu zauważamy, że sprężarkownia konsumuje co najmniej 50% zużycia energii. Dlatego też, jest niezmiernie istotne, aby korzystać z każdego – nawet najmniejszego energooszczędnego rozwiązania (oświetlenie LED, centralne sterowanie oświetleniem, wentylatorami, itp.), które w całkowitym bilansie przyczyni się do redukcji kosztów za zużycie energii elektrycznej.
Co więcej – w skali świata, będzie to miało wpływ na obniżenie emisji CO2 i przyczyni się do bardziej zrównoważonego wykorzystania środowiska naturalnego, w którym wszyscy żyjemy.
Uruchomienie instalacji sprężarek w nowo wybudowanej hali odbyło się pod koniec ubiegłego roku (listopad 2019).
W zakładzie pracują teraz dwa kompresory śrubowe z wtryskiem oleju: sterowany zmienną prędkością silnika GA75VSD+FF oraz stało-obrotowy GA90FF, z których w chwili obecnej pracuje tylko jeden z nich (VSD+). Praca maszyn jest sterowana i kontrolowana za pomocą zegara tygodniowego, którego nastawy włączają i wyłączają urządzenia w odpowiednim czasie, zapewniając także ich równomierne zużycie. Dzięki temu, że wiadomo jak będzie wyglądał plan produkcyjny, można było zaplanować wcześniej odpowiednie godziny pracy sprężarkowni, tak aby uniknąć niepotrzebnych strat energii elektrycznej spowodowanych np. pracą potrzebną na pokrycie nieszczelności instalacji na starej hali produkcyjnej.
Instalacja posiada 3 ciekawe rozwiązania:
- System kontroli wycieków sprężonego powietrza
- System odzysku energii cieplnej z oleju za pomocą Energy Recovery oraz układ magazynowania energii cieplnej Thermokit
- Zewnętrzna czerpnia z kanałem podziemnym do sprężarkowni
Na wejściu do zbiornika kompensacyjnego został zainstalowany przepływomierz, przystosowany do pomiaru stosunkowo niewielkich przepływów, co umożliwia rejestrowanie wycieków o niedużej wartości w sekcjach instalacji, które w momencie pomiaru są zamknięte i nie dostarczają powietrza na produkcję. Cała instalacja w nowej hali wykonana jest w systemie AirNET i składa się z dwóch osobnych pierścieni. Pierwszy o średnicy DN80, drugi natomiast wykonany jest z rury DN50. Łączna długość kolektorów pierścieniowych to ok. 1000 metrów, od których dodatkowo poprowadzono 40 zejść do punktów odbioru. Instalacja jest podzielona elektrozaworami na kilka sekcji a pracą każdej z nich można zarządzać równolegle z poziomu sterownika centralnego lub bezpośrednio z komputera. Wielkość danej sekcji zależy przede wszystkim od zestawu urządzeń, które zasilane są sprężonym powietrzem. Czasem jedna sekcja obsługuje kilka mniejszych maszyn, natomiast te większe mają przydzielone własne – dedykowane sekcje. Dzięki systemowi nadzoru można wyłączać te, w których wiadomo, że w danym momencie nie odbywa się żadna produkcja.
Nowa sieć pneumatyczna łączy się ze starą instalacją w dotychczasowej (starej) hali, ale przejście między halami zostało zrealizowane pod ziemią w celu ochrony rur przed niekorzystnym wpływem niskiej temperatury otoczenia.
W obecnej sytuacji, kiedy sprężone powietrze jest osuszane przez osuszacz ziębniczy ma ono parametr temperatury ciśnieniowego punktu rosy na poziomie +3oC. Gdyby instalacja powietrzna przebiegała na zewnątrz budynku i miała kontakt z temperaturami niższymi od +3oC (okres jesienno-zimowy) – istniałoby duże ryzyko wytrącania się w jej wnętrzu kondensatu a co za tym idzie – ryzyko powstania korozji, uszkodzenia urządzeń odbiorczych, jak również produktu końcowego. Aby zapobiec takiej sytuacji obie instalacje zostały połączone przewodem o odpowiedniej średnicy, umieszczonym w specjalnie do tego celu wykonanym kanale podziemnym. Stabilna temperatura pod powierzchnią ziemi gwarantuje optymalne parametry powietrza a dodatkowo instalacja nie jest narażona na uszkodzenia mechaniczne.
Sprężarka powietrza to urządzenie, które zostało zaprojektowane do wytwarzania powietrza pod ciśnieniem wyższym od atmosferycznego. Sam proces sprężania generuje niestety duże ilości ciepła, które jeszcze do niedawna były traktowane jako produkt uboczny, czy wręcz odpad. Dziś wiadomo już, że ciepło, czyli potężna ilość kosztownej energii, można odzyskać i powtórnie zagospodarować w postaci ogrzanego powietrza i/lub gorącej wody.
Ciepło odpadowe ze sprężarek w firmie Stollar wykorzystywane jest na dwa sposoby.
Pierwszy z nich polega na wykorzystaniu funkcjonalności wymienników olej/woda, zainstalowanych w sprężarkach. Obieg gorącej wody, płynącej po stronie wtórnej wymiennika jest wpięty w powrót kolektora cieplnego i skierowany do zasilania kotła grzewczego CO o mocy ok 800 kW, który ogrzewa nową halę. Dodatkowa nitka doprowadza ciepłą wodę także do systemu CWU, zasilającego łazienki i sanitariaty.
Kocioł jest w ten sposób wspomagany, ponieważ już na wlocie otrzymuje gorącą wodę o parametrze temperaturowym 60-65oC a jego nastawa grzewcza to ok 80oC, co powoduje zdecydowanie mniejsze zużycie paliwa. Paliwem, wykorzystywanym do spalania w kotle jest jeszcze węgiel, ale wkrótce zastąpi go bardziej ekologiczne i energetycznie efektywne rozwiązanie, bazujące na gazie ziemnym.
W okresach mniejszego wykorzystania ciepła odpadowego ze sprężarek jest ono magazynowane w dwóch zasobnikach, stanowiących część systemu o nazwie Thermokit. Akumulatory ciepła posiadają własny – dodatkowy wymiennik oraz system zarządzania oparty na mikroprocesorowym sterowniku Elektronikon MK5 GRAPHIC, na ekranie którego zwizualizowane są także oszczędności, wynikające z tytułu wykorzystania odzyskanej energii.
Drugi sposób wykorzystania ciepła pochodzącego ze sprężarek jest mniej skomplikowany i polega na zagospodarowaniu ciepłego powietrza, które powstaje w sprężarce wskutek jej wewnętrznego chłodzenia. Specjalnie zaprojektowane kanały sterowane układem przepustnic rozprowadzają ciepło w określonych kierunkach w zależności od pory roku.
System wentylacyjny sprężarek opiera się na wspólnym kanale, który odbiera ciepłe powietrze z obu sprężarek. Kanał jest zaizolowany termicznie, za pomocą specjalnie do tego celu przystosowanej pianki izolacyjnej.
Każda sprężarka wyposażona jest w przepustnicę odcinającą, której otwarcie bądź zamknięcie sterowane jest sygnałem ze sprężarki. W momencie, gdy sprężarka przestaje pracować siłownik z napędem elektrycznym automatycznie zamyka przepustnicę, uniemożliwiając dopływ do jej wnętrza ciepłego powietrza z pracującej (drugiej) sprężarki. Dodatkowo, centralny system sterowania instalacją pneumatyczną i wentylacyjną zapewnia również automatyczną kontrolę przepływu ogrzanego powietrza w funkcji temperatury otoczenia i kieruje je systemem przepustnic na zewnątrz – w okresie letnim, bądź na sąsiadującą ze sprężarkownią halę – dogrzewając ją w okresie jesienno-zimowym.
Sprężarkownia wyposażona jest również w czerpnię powietrza z zewnątrz, zaprojektowaną i wykonaną w taki sposób, aby zapewniała bardzo dobre parametry powietrza zasysanego przez sprężarki.
Do parametrów tych można zaliczyć zarówno czystość jak i temperaturę. Czerpnia bierze swój początek w niewielkiej, zadaszonej i zabezpieczonej siatką konstrukcji, znajdującej się na zewnątrz, kilkanaście metrów od budynku sprężarkowni. Tam zasysane jest powietrze, które następnie wędruje pod ziemią rurą o średnicy 1600 mm już bezpośrednio do miejsca, gdzie znajdują się sprężarki.
Takie rozwiązanie umożliwiło ochronę zasysanego powietrza przed pyłem drzewnym, pochodzącym z tartaku, sąsiadującego z zakładem Stollar i zapewniło niską temperaturę powietrza (niezwykle istotny parametr, szczególnie w okresie letnim). Przy temperaturach otoczenia na zewnątrz budynku, sięgających 35oC temperatura w pomieszczeniu sprężarek nie przekraczała nigdy 27oC pomimo tego, że nie jest ono wyposażone w żadne urządzenia klimatyzacyjne. Tak dobre, wręcz doskonałe warunki pracy, jednoznacznie przekładają się na wysoką wydajność i długą żywotność nie tylko sprężarek ale wszystkich komponentów elektronicznych, znajdujących się w sprężarkowni.
Coraz większa ilość przedsiębiorców przekonuje się, że energooszczędne i innowacyjne rozwiązania promowane przez firmę Atlas Copco, to nie tylko szeroko pojęty marketing. Skorzystanie choćby z jednego z nich daje już wymierne korzyści finansowe a dobrze przemyślany i zaprojektowany system sprężonego powietrza, wykorzystujący bogatą gamę tego typu rozwiązań, umożliwia osiągnięcie w stosunkowo krótkim czasie pokaźnych oszczędności widocznych gołym okiem na rachunkach za energię elektryczną.
Atlas Copco Polska Sp. z o. o.
Sprężarki powietrza
Tomasz Woźniak
Badylarska 25
Warszawa
, mazowieckie
02-484 poland
