V současné situaci ekonomické recese řada firem více než kdy jindy velmi zvažuje možnosti snižování výrobních nákladů.Mnohdy opomíjenou možností je reorganizace a zefektivnění výroby stlačeného vzduchu. Stlačený vzduch je využíván prakticky ve všech odvětvích průmyslu. Firmy jsou na tomto mediu mnohdy zcela výrobně závislé, přičemž vysoké náklady na potřebnou energii k jeho výrobě bývají nezřídka považovány za nutné zlo se kterým je nutno se smířit. Při bližším pohledu na jednotlivé aspekty výroby stlačeného vzduchu se nám nastiňují některé cesty pro snížení nákladů na jeho výrobu.
Vhodná volba a návrh kompresorové stanice má významný vliv na spotřebu elektrické energie v kompresorové stanici.
Správná volba kompresoru
V minulém století byly používány především pístové kompresory různého provedení:
- termodynamicky stabilní a energticky úsporné, ale
- vyžadovaly drahou instalaci a nákladné základy
- vyžadovaly častou a nákladnou údržbu
- výkonnost kompresoru klesala s délkou používání
Vzhledem k těmto vlastnostem probíhal intenzivní výzkum především na principu rotačního šroubu, který kombinoval termodynamickou a provozní stabilitu s nízkou spotřebou a velkou spolehlivostí.V 70. letech po vývoji a výzkumu byl navržen a patentován revoluční asymetrický profil, který je v nejmodernějších podobách používán dodnes.
Není jistě náhodou,že na celém světě jsou 9 z 10 vyrobených a prodaných kompresorů pro průmyslové aplikace kompresory šroubové.
A jak už to tak bývá, je řada výrobců ovšem s velmi rozdílnou technologickou úrovní, která se výrazně podílí na užitných vlastnostech strojů. Jen renomovaní výrobci, kteří se dlouhodobě věnují vývoji a konstrukci mohou nabídnout po všech stránkách kvalitní výrobek, který vyhoví současným požadavkům uživatelů.
Volba stroje je klíčová pro celkovou ekonomiku výroby stlačeného vzduchu. Připomeňme si co je třeba si nejprve vyjasnit.
Pro určení optimálního kompresoru je nutná znalost spotřeby stlačeného vzduchu. Správná velikost (výkonnost) je důležitým faktorem, neboť předimenzování se projeví nehospodárným provozem a vyššími servisními náklady.
Dalším důležitým parametrem je správný tlak. Je třeba nevolit kompresory se zbytečně velikým maximálním provozním tlakem, kompresory jsou nabízeny v mnoha tlakových variantách, ochuzujeme se tím o výkonnost kompresoru a tím zvyšujeme investice.
Správná volba regulace kompresoru a celého systému
Spotřeba stlačeného vzduchu není ve výrobních procesech konstantní, v průběhu pracovní směny a dne se mění.Se změnou spotřeby v daném okamžiku se mění také tlak v rozvodu stlačeného vzduchu. Proto je součástí každého kompresoru systém, který na tyto změny tlaku reaguje.
U většiny šroubových kompresorů je používán systém regulace tzv. zatíženo-odlehčeno. Nevýhodou tohoto systému je, že i když kompresor nedodává do sítě žádný stlačený vzduch, elektromotor je v provozu. Tento nedostatek řeší kompresor s plynulou regulací, který se změnou otáček mění výkonnost, příkon a samozřejmě i množství dodávaného vzduchu do sítě.
Použitím plynulé regulace lze snížit spotřebu elektrické energie až o 35 % ve srovnání s regulací zatíženo-odlehčeno.Pokud je kompresorová stanice navržena s více kompresory, měl by být vždy alespoň jeden kompresor s plynulou regulací.
Správná kvalita vzduchu
Je dobré si uvědomit, že jakákoliv další úprava stlačeného vzduchu filtrací a sušením je vždy zdrojem další tlakové ztráty. Zvýšení tlakové ztráty o 1 bar představuje zvýšení spotřeby elektrické energie o 7 %.
Při určování požadované kvality vzduchu platí pravidlo:
Vhodná kvalita stlačeného vzduchu je ta, která je pro daný technologický proces optimální. Mluvíme-li o optimální kvalitě, máme na mysli stlačený vzduch upravený tak, aby při dopravě od místa jeho výroby do místa jeho použití a při vlastním použití v technologii nezpůsobil:
- poškození rozvodného potrubí
- poškození pneumatických pohonů
- znehodnocení technologických procesů
- poškození výrobků
- poškození zdraví
- ekologické škody
Správná instalace
Nesprávnou instalací lze velmi snadno anulovat naše správná rozhodnutí, která jsme učinili na základě předcházejících úkonů při volbě technologie výroby stlačeného vzduchu. Zvláště u větších instalací mohou být chyby v instalaci téměř fatální.
Prostředí, ve kterém je zařízení na výrobu tlakového vzduchu instalováno nemá vliv pouze na spolehlivost a životnost zařízení, ale přímo ovlivňuje jeho energetickou účinnost a tím i provozní náklady. Zvýšením teploty elektromotoru o 3 °C se zvýší jeho vlastní spotřeba o 10 %. Dostatečné větrání místa instalace kompresorů nebo sušičů výrazně snižuje spotřebu elektrické energie a zvyšuje spolehlivost zařízení.
Snad největší slabinou je těsnost, nebo spíš netěsnost, potrubních rozvodů stlačeného vzduchu, zvláště pak armatur a spotřebičů. Přitom pouze organizačními opatřením a minimem investic můžeme dosáhnout výrazného snížení spotřeby vzduchu. Jenom pro ilustraci - při 7 bar unikne do atmosféry otvorem o průměru 3 mm 11 l/s, což odpovídá spotřebě 3,4 kW, u otvoru o průměru 10 mm 120 l/s odpovídá spotřeba již 40 kW.
Využití odpadního tepla
Při stlačování vzduchu vzniká kompresní teplo. Kompresní teplo je odebíráno v chladícím systému kompresoru. Kompresory jsou chlazeny vzduchem nebo zvlášť přivedenou chladící vodou. Využít můžeme přímo teplo z chladícího vzduchu nebo po doplnění výměníku i teplo z chladícího oleje do vody. Tuto vodu lze dále použít k různým technologickým účelům, jako např. ohřev TUV, vytápění, ohřevy lázní atp. Množství získaného tepla je přímo úměrné výkonnosti kompresoru, a tím výkonu instalovaného elektromotoru.
Např. z kompresoru se vstřikem oleje, který je osazen elektromotorem o výkonu 55 kW lze získat 39 kW tepla, tzn. ohřát 7,9 l/min. vody z 20 °C na 85 °C.
Pro takové množství tepla již myslím stojí za to se zamyslet, zda by i ta naše kompresorovna nemohla uspořit nějakou kilowatu a přispět ke snížení provozních nákladů. Pomocnou ruku Vám jistě ochotně podají specializované odborné firmy v tomto oboru, jenž disponují zkušenými odborníky a řadou úspěšných referencí.
www.montenergo.cz