Sprężone powietrze – hazard kosztów

    Zagadnienie kosztów wytwarzania i wykorzystywania sprężonego powietrza pojawia się coraz częściej nie tylko w kontekście oceny efektywności energetycznej pneumatyki. Staje się ono również bardzoważnym elementem analizy niezawodności procesów, programów rozwoju technologicznego czy też tworzenia rynkowych strategii produkcji i sprzedaży. Wzrost świadomości użytkowników w zakresie optymalizacji zarządzania sprężonym powietrzem stał się dzisiaj warunkiem koniecznym do realizacji bezpiecznej, ekonomicznej i nowoczesnej produkcji.

    Dlaczego sprężone powietrze jest drogie?
    Aby móc wyceniać koszty pracy ze sprężonym powietrzem, należy przede wszystkim zdawać sobie sprawę z zależności oraz faktów przedstawionych poniżej:
    ● Zakład o wysokim stopniu wykorzystywania pneumatyki wykorzystuje do produkcji sprężonego powietrza około 20% poboru energii elektrycznej.
    ● Wyceniając sprężone powietrze w zakładzie należy wziąć pod uwagę nie tylko koszty energii elektrycznej ale również inwestycję związaną z zakupem systemu wytwarzania, przygotowania i dystrybucji gazu, jego amortyzację, serwis oraz stałe koszty eksploatacyjne. Prowadzone w ten sposób wyliczenia dla przemysłu europejskiego wskazują, iż średnia cena za 1 Nm3 powietrza wynosi około 0,02 €. W przypadku zakładów które nie dokładają specjalnych starań do realizacji właściwego trybu wytwarzania i dystrybucji powietrza, koszty te mogą przekraczać wartość nawet 0,04 € za 1 Nm3.

    ● Wzrost ciśnienia w sieci o 1 bar zwiększa pobór energii przez sprężarki o około 7%.
    ● Wzrost ciśnienia w sieci o 1 bar zwiększa wartość przecieków o około 13%.
    ● Blisko 80% wszystkich przecieków stanowią tzw. przecieki „nieme”, czyli niesłyszalne dla ludzkiego ucha.
    ● Statystyki audytów wskazują, iż średnia wartość przecieków w zakładach które nie prowadzą działalności prewencyjnej, przekracza 30% (spotykane są również przypadki nieszczelności na poziomie 60%). Odnosząc się do łącznej mocy kompresorów można z dużą dokładnością oszacować straty w zakładzie:

    Czy można zmniejszyć koszty sprężonego powietrza?
    Podane informacje uświadamiają jak duże mogą być straty wywołane niewłaściwym wykorzystaniem sprężonego powietrza. Z drugiej jednak strony wskazują wiele płaszczyzn i możliwości szybkiego oraz skutecznego wdrożenia działań prowadzących do uzyskania znaczących oszczędności. Dodatkową zaletą większości wybranych i opisanych poniżej przedsięwzięć jest prostota ich realizacji oraz wysoka dynamika zwrotu dla poniesionych inwestycji. Kluczem do spektakularnej redukcji kosztów jest aktywność kompleksowa, obejmująca równocześnie swoim zasięgiem obszary wytwarzania, przygotowania, dystrybucji i aplikacji sprężonego powietrza.

    Detekcja i eliminacja wycieków – ze względu na skalę problemu są to działania przynoszące największe efekty w stosunku do nakładu kosztów i czasu. Do lokalizacji przecieków konieczne jest wykorzystywanie specjalizowanych detektorów ultradźwiękowych oraz statyczne pomiary ciśnienia i przepływu powietrza w analizowanych obszarach. Kolejne etapy to usunięcie znalezionych przecieków oraz dalszy, stały monitoring realizowany za pomocą umieszczonych w sieci czujników sygnalizujących zwiększone pobory wywołane pojawiającymi się nieszczelnościami. Etapem docelowym jest zbiorcza wizualizacja wskazań wszystkich zainstalowanych czujników, scentralizowana ocena bieżącej sytuacji oraz wynikające z niej
    działania serwisowe.

    Obniżenie ciśnienia – często spotykaną w zakładach praktyką jest podnoszenie ciśnienia w całej sieci do poziomu zalecanego dla kilku najbardziej wymagających pod tym względem maszyn, linii czy aplikacji, co wiąże się ze zwiększeniem nakładów energii.
    Jeżeli globalne obniżenie ciśnienia dla wszystkich odbiorników nie jest możliwe, należy wydzielić strefy w których ciśnienie może być obniżone przy pomocy lokalnych reduktorów lub w sytuacjach szczególnych podwyższone przy pomocy lokalnych wzmacniaczy z zachowaniem obniżonego ciśnienia
    w pozostałej części sieci. W przypadku wykorzystywania dużej ilości siłowników, bardzo opłacalne jest stworzenie dodatkowej strefy niższego ciśnienia służącej jedynie do zasilania ruchu rewersyjnego siłownika. W zależności od aplikacji, oszczędności wynikające z takiego rozwiązania mogą dochodzić do 40%.

    Ograniczanie spadków ciśnienia – nieprawidłowo poprowadzona instalacja, zbyt duża ilość złączek, za małe średnice rurociągów oraz nieszczelności mogą prowadzić do znacznych spadków ciśnienia uniemożliwiających prawidłową pracę urządzeń odbiorczych. Najczęściej spotykana w przemyśle reakcja na taką sytuację polega niestety na podwyższeniu ciśnienia wyjściowego sprężarki, a tym samym znacznemu zwiększeniu kosztów produkcji powietrza. Tymczasem poprawne i efektywne działanie powinno polegać przede wszystkim na znalezieniu przyczyn spadków ciśnienia i ich eliminacji.

    Dobór gabarytów elementów wykonawczych – istotnym źródłem strat bywają często „przewymiarowane” siłowniki których zbyt duża, w stosunku do realizowanych zadań, objętość przyczynia się do zwiększonej konsumpcji powietrza. Prawidłowy dobór siłownika powinien uwzględniać zarówno kinematykę jego pracy jak i dynamikę, starając się utrzymać tę ostatnią na możliwie najniższym, niezbędnym poziomie. Redukcja
    średnicy siłownika o jeden stopień (dla standardowych typoszeregów) wiąże się z oszczędnościami na średnim poziomie wynoszącym 35%.

    Redukcja długości instalacji i przewodów – zbyt długie przewody dystrybucji sprężonego powietrza to nie tylko niepożądane spadki ciśnień ale również objętości powietrza, które w układach sterowania podlegają cyklicznemu, wielokrotnemu odpowietrzaniu i napełnianiu przyczyniając się w skali roku do generowania znaczących strat finansowych.

    Zmniejszenie masy – przemieszczanie i zatrzymywanie elementów zawsze wiąże się z nakładem energii, które dostarczana jest np. z układów pneumatycznych. Wartości te zależą w sposób oczywisty od masy poruszanych obiektów. Analiza elementów wykonawczych maszyn jak i samych produktów bardzo często pozwala na dokonywanie modernizacji, których efektem jest znacząca redukcja wagi. Konstruktorzy i technologowie
    mogą w tym celu wykorzystywać wiele możliwości jakie dają technologie tworzyw sztucznych, stopy metali lekkich, kompozyty,
    ażurowanie, żebrowanie itp. Warto też powtórnie przeprowadzić analizę wytrzymałościową szczególnie ciężkich elementów i upewnić się czy zastosowane w projekcie współczynniki bezpieczeństwa nie są zbyt duże.

    Wyłączanie zasilania – zawsze, kiedy jest to możliwe poszczególne maszyny, linie czy obszary powinny być odłączane od zasilania pneumatycznego. Dotyczy to nie tylko wielodniowych przestojów ale również nieprodukcyjnych zmian, przerw czy nawet wybranych fragmentów cyklu produkcyjnego. Praktyka ta pozwala w znacznym stopniu zredukować straty wynikające z występujących w danym rejonie nieszczelności oraz zmniejszyć koszty nadmuchu, suszenia czy chłodzenia często realizowane bez precyzyjnej synchronizacji z procesem technologicznym.

    Audyt efektywności energetycznej jako usługa Festo
    Usługi audytów i modernizacji Festo certyfikowane są przez TUV SUD Industrie Service jako właściwa i kwalifikowana metodyka oceny oraz optymalizacji efektywności energetycznej pneumatyki. Specjalizujemy się w tworzeniu i realizacji dedykowanych, kompleksowych projektów zgodnych z indywidualnymi potrzebami, możliwościami finansowymi oraz oczekiwanym tempie zwrotu inwestycji. Naszymi kompetencjami staramy się wspomagać działania klienta na wszystkich etapach prowadzących do wzrostu efektywności energetycznej.