При обсуждении стоимости сжатого воздуха следует отметить, что стоимость электроэнергии составляет большую часть расходов (80%), связанных с компрессором. Многие установки сжатого воздуха предлагают значительные варианты энергосбережения , включая рекуперацию энергии, снижение давления, снижение утечки, системы регулирования, а также особые средства управления и специальные функции. Также стоит обратить внимание на размер компрессора.
Инвестиционные затраты являются фиксированными и включают в себя стоимость покупки, расходы на инфраструктуру, установку и страхование. Инвестиционные затраты определяются с учетом как уровня качества сжатого воздуха, так и периода амортизации. Расходы на электроэнергию рассчитываются на основании времени работы за год, степени использования в режиме загрузки/разгрузки, а также стоимости единицы электроэнергии.
При инвестировании в новое оборудование необходимо учитывать как текущие потребности, так и будущий рост. Не следует пренебрегать такими факторами, как экологические нормы, энергоэффективность и требования к производству.
В отраслях промышленности, которые в значительной степени зависят от сжатого воздуха, необходима оптимизация операций, особенно по мере изменения производственных условий. Беспристрастный анализ ваших потребностей поможет снизить затраты и обеспечить соответствие подачи воздуха спросу, оставляя при этом место для эффективного масштабирования.
Ниже приведен список различных компонентов, которые вы можете использовать, а также их влияние на общую стоимость систем сжатого воздуха.
| Компонент | Описание |
|---|---|
| Воздушные компрессоры | Основная машина. Начальная стоимость минимальна по сравнению с общей стоимостью владения. Поскольку энергия является основной статьей расходов, выбор наиболее эффективной модели имеет решающее значение. |
| Осушители и фильтры | Они весьма важны для качества воздуха в таких чувствительных отраслях, как пищевая и фармацевтическая промышленность. Должны соответствовать отраслевым стандартам. |
| Дренажные системы | Интеллектуальные дренажные системы с нулевыми потерями экономят энергию, сбрасывая конденсат только при необходимости, в отличие от дренажных систем с таймером, которые тратят энергию впустую. |
| Трубопроводы | Надлежащее устройство трубопроводов предотвращает ограничение мощности, падение давления и сводит к минимуму утечки воздуха. |
| Баки воздушных ресиверов | Баки подходящего размера снижают ложную потребность, колебания давления и сокращают необходимость в дополнительных компрессорах. |
| Утечка воздуха | Непрерывный мониторинг и обнаружение утечек крайне важны для поддержания эффективности и снижения дорогостоящих потерь. |
| Центральный контроллер | В системах с несколькими компрессорами центральные контроллеры оптимизируют производительность, регулируя диапазоны давления, производительность и скорость. |
| Рекуперация энергии | Тепло, отводимое от компрессоров, можно использовать для обогрева помещений, нагрева воды или в технологических процессах, повысив тем самым энергоэффективность. |
При выполнении расчетов важно использовать общую концепцию требуемой мощности. Необходимо учитывать все компоненты, используемые в установке компрессора, включая впускные фильтры, вентиляторы, осушители, сепараторы, а также рекуперацию энергии. Для сравнения возможных вариантов лучше использовать стандарты Международной организации по стандартизации (ISO).
Необходимо выполнить правильный расчет рабочего давления, поскольку оно напрямую влияет на требования к энергоснабжению. Чем выше давление, тем больше потребление электроэнергии. Фактически, для каждого прироста давления в 1 бар требуется около 8% увеличения электропитания. Увеличение рабочего давления для компенсации падения давления всегда приводит к снижению эффективности.
Как правило, такие падения давления возникают из-за несоответствия трубопроводной системы или засорения фильтров. Рекомендуется изучить эти факторы перед повышением давления компрессора. На установке с несколькими фильтрами такое падение давления может быть значительным и дорогостоящим, если не устранить указанные проблемы технического обслуживания.
Во многих установках невозможно обеспечить значительное снижение давления. Однако использование современного регулирующего оборудования позволяет реально снизить давление на 0,5 бар. Этот метод обеспечивает небольшую экономию энергии. Хотя это снижение и кажется несущественным, оно значительно влияет на годовые расходы.
Как упоминалось выше, расходы на электроэнергию являются доминирующим фактором в общей стоимости производства сжатого воздуха. Фактически, они могут составлять до 80% от стоимости владения и эксплуатации системы сжатого воздуха. Поэтому важно сосредоточиться на наиболее эффективных решениях, отвечающих вашим требованиям.
Несмотря на то, что на самое передовое оборудование приходятся более высокие начальные инвестиционные затраты, оно обычно более выгодное с точки зрения общей экономии. В идеальной ситуации производительность компрессора должна соответствовать потреблению воздуха на вашем предприятии. Также можно использовать оборудование с частотно-регулируемым приводом (VSD) для удовлетворения разных потребностей в давлении.
Большинство компрессоров оснащаются встроенными системами управления и регулирования. Если вы используете несколько машин, то также можно добавить систему интеллектуального мониторинга. Она поможет оптимизировать всю систему и обеспечить максимальную производительность. С этой системой вы сможете использовать регулировку скорости вращения двигателя — популярный метод экономии энергии, обладающий значительным потенциалом. Некоторые средства мониторинга могут также определять узкие места, снижающие эффективность.
Эта информация полезна при определении утечек, износа оборудования, плохой фильтрации и неправильной конфигурации компонентов. Как уже говорилось ранее, такие проблемы технического обслуживания могут увеличить общие расходы на системы сжатого воздуха.
Зачастую утечки могут составлять до 20 % от выработанного сжатого воздуха. Кроме того, объем утечки пропорционален рабочему давлению, поэтому одним из способов устранения является ремонт оборудования с утечкой и понижение рабочего давления. Понижение давления всего на 0,3 бар сокращает утечку на 4 %. Понижение давления в установке производительностью 100 м3/мин, имеющей утечку 12 %, обеспечивает экономию приблизительно в 3 кВт.
Также следует учитывать, когда фактически используется оборудование. Если в ночное время и выходные дни используется небольшое количество сжатого воздуха, возможно, хорошим решением будет установить для этого времени небольшой компрессор. Такую сегментацию можно осуществить с помощью отсечных клапанов.
Если для конкретной области применения требуется другое рабочее давление, необходимо определить, какой вариант будет предпочтительным: централизованное или раздельное производство. Обособление части сети сжатого воздуха также полезно для разделения в периоды высокой и низкой загрузки. Такое планирование должно основываться на измерениях воздушного потока.
Использование современной централизованной системы управления, как описано выше, позволяет оптимальным образом эксплуатировать центральную компрессорную установку в различных ситуациях. Выбор правильного метода регулирования способствует экономии электроэнергии, снижению общего давления в системе и оптимальному использованию системы. Эти средства управления также позволяют сократить время простоя за счет равномерного распределения рабочей нагрузки.
Кроме того, централизованное управление позволяет программировать автоматическое снижение давления в периоды отсутствия высокой нагрузки, например, ночью и в выходные дни. Поскольку потребление сжатого воздуха редко остается постоянным, компрессорная установка должна отличаться универсальностью. Следует использовать компрессоры различной производительности в сочетании с устройствами управления частотой вращения.
Можно использовать отводимое тепло, выделяемое воздушным компрессором, для полной или частичной замены отопления с питанием от электричества, газа или нефтяных продуктов. Решающие факторы в этой ситуации включают в себя стоимость электроэнергии в евро/кВт-ч, степень использования и необходимые дополнительные инвестиции.
Хорошо спроектированная система рекуперации энергии часто окупается в течение 1–3 лет. Более 90 % энергии, подаваемой на компрессор, может быть рекуперировано в виде ценного тепла. Уровень температуры для рекуперированной тепловой энергии определяет возможные области применения и, следовательно, ценность для потребителя.
Максимальная эффективность обычно достигается при использовании установок с водяным охлаждением. В этом случае выход горячей охлаждающей воды компрессорной установки подключается к оборудованию, требующему высокой температуры, например, к возвратному контуру водонагревателя.
Рекуперированную отработанную энергию можно эффективно использовать круглый год. Различные конструкции компрессоров определяют разные предварительные условия. В некоторых ситуациях, когда требуется значительный и пиковый тепловой поток, транспортировка тепла до места использования на большие расстояния или в случае изменения потребностей в течение года целесообразно рассмотреть возможности продажи рекуперируемой энергии.
28 июня, 2022
Многие компрессорные установки предоставляют значительные и зачастую неиспользуемые возможности для экономии. Узнайте больше о возможностях сэкономить на расходах при эксплуатации компрессора.
30 июня, 2022
Узнайте о восстановлении энергии из отработанного тепла в системах сжатого воздуха с водяным или воздушным охлаждением. Здесь мы рассмотрим потенциал и различные методы рекуперации энергии.
29 июня, 2022
Определение общей стоимости владения на протяжении всего срока службы является простым методом анализа инвестиций в компрессор. Узнайте больше.
