Koszty sprężonego powietrza

Ile kosztuje sprężone powietrze? - i jak nim ekonomicznie gospodarować?

   Sprężone powietrze , jest najdroższym ze znanych nośników energii. Nawet najlepsze sprężarki umożliwiają odzyskanie mniej niż 20% dostarczonej energii , reszta to straty.

 

   Jeżeli zakład produkcyjny zbudowany z rozmachem posiada nadmiar sprężonego powietrza, ponieważ ma zainstalowane za duże sprężarki. Mało kto liczy opłaty za energię elektryczną, ponieważ licznik energii elektrycznej jest usytuowany daleko poza sprężarkownią.

 Automatyczne zawory spustowe - ekonomiczne i niezawodne odprowadzanie kondensatu

Dla przykładu:

    Przy ciśnieniu w instalacji sprężonego powietrza wynoszącej 8 bar koszt energii elektrycznej na pokrycie strat "wycieku" powietrza wynosi:

  • przy średnicy 1 mm - potrzeba pracy silnika o mocy 0,6 kW, co kosztuje przy założeniu kosztów energii na poziomie 0,25 PLN/kWh i 8000 godzin pracy 1350,00 PLN
  • ale już przy średnicy przepływu 5 mm, niezbędna jest moc silnika sprężarki na poziomie 13,2 kW, a to już daje 31100,00 PLN w skali roku

   Musimy więc mieć świadomość iż ręczne uchylenie zaworu wydmuchowego tylko na wielkość średnicy 5 mm, co jest raczej niespotykane jest równoznaczne z podłączeniem silnika elektrycznego o mocy ponad 13 kW.

     Wystarczy otwarcie zaworu tylko na 2 minuty co godzina - daje to przy 2 zmianowym cyklu pracy 32 min x 365 dni w roku daje to ok. 195 godzin co wymaga zużycia energii na poziomie 2500 kWh. (i tu już za zaoszczędzone pieniądze z rachunku można bez problemu zakupić dren kondensatu.

     I nie jest to tak że sprężarka posiada np. silnik 4 kW to zużyje mniej energii na pokrycie nieszczelności. Energii zużyje tyle samo, tylko dłużej będzie musiała pracować na wyrównanie strat.

     Zachęcamy do zapoznania się z naszą ofertą urządzeń, które eliminują ten problem.

Ciśnienie sprężonego powietrza wyższe niż to jest konieczne

Zdarza się jednak, że w procesie technologicznym np.: w drukarniach, przy napowietrzaniu zbiorników wodnych itp. potrzebne są ciśnienia poniżej 1 bar, lub wymagana jest próżnia.

Redukcja ciśnienia sprężonego powietrza przy pomocy reduktora

zapomina się przy tym iż podniesienie ciśnienia o 1 bar to ok. 6 % energii elektrycznej więcej

wytworzenie  1m3 powietrza, przy ciśnieniu 8 bar to konieczność dostarczenia ok. 0,1 kWh energii elektrycznej (wielkość orientacyjna zależna od wielkości i klasy sprężarki) - to już daje przy pracy ciągłej 876 kWh w roku, a przecież nie o wydajności 1 m3 w ciągu godziny mówimy.

  • stosowanie inżektorów do wytwarzania próżni
  • oczywiście inżektor jest prosty w budowie i tani w zakupie
  • - czy jest jednak tani w zainstalowaniu - specjalne rurociągi
  • - możliwość montażu tylko w pobliżu sprężarkowni
  • ale niewyobrażalnie drogi w eksploatacji
  • sam nie wymaga serwisu - to prawda - - ale zasilające go sprężarki?
  • - urządzenia osuszania
  • - i filtracji powietrza,
  • - konserwacja rurociągów,
  • - straty przesyłu
z bardzo drogiego medium jakim jest sprężone powietrze (poniżej 20 % wykorzystanej energii) wykorzystuje się zaledwie kilka procent, sprawności takiego urządzenia lepiej nie liczyć. to 7-krotnie większe zapotrzebowanie energii elektrycznej niż w przypadku pomp próżniowych.

Źródła kosztów i oszczędności:

Najważniejsze węzły kosztotwórcze w procesie wytwarzania sprężonego powietrza:

Koszty sprężonego powietrza

Dobór sprężarki

   Najczęściej popełnianym błędem jest niewłaściwy dobór urządzenia sprężającego. Przyczyną zwiększonych kosztów jest zarówno zbyt duża, jak też zbyt mała sprężarka.

   Zbyt duża maszyna to: występowanie znacznych kosztów biegu jałowego. Przy biegu jałowym maszyna pobiera 70 % energii znamionowej nie wytwarzając przy tym sprężonego powietrza. Do tego dochodzi niepotrzebne zużywanie się mechanizmów.

   Zbyt mała sprężarka to brak pełnej dyspozycyjności linii technologicznej, a więc w celu pokrycia pełnego zapotrzebowania istnieje konieczność zakupu dodatkowej maszyny. 

   Wydawałoby się, że najprostszym sprawdzianem ekonomiczności urządzenia jest porównanie mocy znamionowej silnika zasilającego i ilości dostarczanego sprężonego powietrza. Niestety w przypadku sprężarek nie zawsze jest to prawdziwe. W pogoni za klientem niektórzy producenci stosują silniki "sprężarkowe", które przy obciążeniu znamionowym potrafią pobrać o kilkanaście procent większy prąd z sieci, co oznacza oczywiście wyższe niż zakładano wcześniej rachunki, o fatalnych skutkach eksploatacyjnych dla silnika nie wspominając. Niestety nabywca z reguły nie jest w stanie ocenić z jakim silnikiem ma do czynienia. Nie ulega wątpliwości, że czas eksploatacji zweryfikuje wcześniejsze zapewnienia reklamowe. Bywa to jednak najczęściej za późno. Co można poradzić: dokładne zapoznanie się z argumentami różnych producentów. Z całą pewnością firma z ustaloną renomą nie pozwoli sobie na wypuszczenie bubla.

Zapas:

   Zazwyczaj dobiera się urządzenia z zapasem 10 do 100 %. Te założone 10 % potrzebne jest na pokrycie strat wynikających ze starzenia urządzeń odbiorczych i instalacji. 100 % zapas to też prawidłowy dobór, gdy planowana jest dalsza rozbudowa zakładu. Nie oznacza to oczywiście konieczności zakupu kompletnego wyposażenia, ale przygotowanie odpowiedniego pomieszczenia, dobranie przekroju rurociągów, usytuowanie sprężarkowni.

Jedna sprężarka czy więcej ?

   Przebieg procesu technologicznego najczęściej wymusza zmienne zapotrzebowanie na sprężone powietrze na różnych etapach jego prowadzenia. Wtedy ekonomicznie pracuje zestaw kilku sprężarek załączanych stosownie do potrzeb. Przykładem dobrego wykorzystania potencjału jest tu układ 3 sprężarek pracujących przemiennie jako: sprężarka podstawowego, średniego i szczytowego obciążenia. Prace konserwacyjne można prowadzić przy tym bez problemu na chwilowo nie eksploatowanym urządzeniu. 

   Najnowsze rozwiązania sterowania wydajnością poprzez zmianę częstotliwości zasilania silnika pozwalają przy dynamicznie zmieniającym się zapotrzebowaniu uzyskać zadziwiające efekty ekonomiczne. Najlepsze efekty uzyskuję się właśnie, gdy w zestawie sprężarek jedna jest maszyną z regulowaną częstotliwością. Oczywiście sprężarka z regulowaną częstotliwością również samodzielnie pracuje wyjątkowo ekonomicznie.

   Modernizowanie sprężarkowni jest inwestycją, która najszybciej przynosi wymierne efekty. Każdy przypadek jest jednak indywidualny, dlatego najlepszym i najprostszym sposobem jest zasięgnięcie opinii specjalistów w branży. Nasza firma prowadzi nie tylko dystrybucję wyrobów. Zakres naszych usług zaczyna się od doradztwa technicznego, tak aby końcowy efekt spełnił oczekiwania klienta, a nawet więcej niż się spodziewał.

Różnica ciśnień załącz - wyłącz:

   Przedział ciśnień załączania waha się od ok. 2 bary sprężarek tłokowych, 1 bar dla sprężarek śrubowych, ok. 0,5 bar dla układu kilku sprężarek i do 0,1 bar przy zastosowaniu sprężarki z regulacją częstotliwości. W tym miejscu należy pamiętać: każdy bar nadciśnienia więcej (przy ciśnieniu pracy 8 bar) - to ok. 6 % niepotrzebnie zużytej energii. Przy wyższych ciśnieniach straty rosną. O tej wielkości warto pamiętać, bo spadki ciśnienia występują wszędzie: zarówno na etapie wytwarzania, jak też uzdatniania, przesyłu czy zwyczajnej eksploatacji.

Wybór układu sterowania

   Właściwy dobór układu sterowania, może mieć zasadniczy wpływ na wielkość zużytej energii elektrycznej. Przy zmiennym zapotrzebowaniu na sprężone powietrze np.: na przełomie zmian, wymuszone przebiegiem procesu technologicznego. W zależności od potrzeb stosujemy różne układy. Decydującym parametrem wpływającym na dobór układu sterowania jest wielkość procentowej zmiany zapotrzebowania w przedziale czasowym, oraz ilość i rodzaj zainstalowanych sprężarek. Dzięki zastosowaniu układów sterowania unika się nadmiernego sprężania. (Wzrost ciśnienia o 1 bar to wzrost zużycia energii o około 6 % !)

Sieć sprężonego powietrza

   Nieszczelności sieci sprężonego powietrza, ich rozległość są przyczyną powstawania dalszych dodatkowych źródeł kosztów. Zbyt rozległa sieć to także dodatkowe źródło zanieczyszczeń powodujących uszkodzenia elementów wykonawczych, a także dodatkowe spadki ciśnienia wynikające z oporów przepływu. Oddzielnym zagadnieniem jest właściwy dobór przekrojów rurociągów. 

   Analiza kosztów wykazuje, (szczególnie w przypadku długich odcinków sieci prowadzonych na zewnątrz), iż często o wiele ekonomiczniejsze jest zastosowanie bezobsługowych sprężarkowni lokalnych, niż jednej scentralizowanej.

Nieszczelności w instalacjach sprężonego powietrza

   Nowoczesne rozwiązania umożliwiają uzyskanie strat na poziomie ok. 5 %. Niestety stare, rozległe, często prowadzone w bezpośrednio w ziemi, czy trudnodostępnych kanałach, zużyte sieci mogą powodować straty na poziomie nawet przekraczającym 60 %. Wydaje się to niemożliwe, ale można to zweryfikować wstępnie w bardzo prosty sposób: Proponujemy w dniu (na zmianie) kiedy zakład nie produkuje wyłączyć wszystkie odbiorniki (oczywiście uczciwie - tak jak to się robi na co dzień, bez dodatkowych zaślepek) i utrzymywać stałe ciśnienie sprężonego powietrza w rurociągach. Ilość zużytej energii na koniec zmiany to jest to co trzeba dokładnie przeanalizować. Naprawdę za to nie musimy płacić. Do tych niemałych strat dochodzą jeszcze straty wynikające z niewielkiej możliwości sterowania wydajnością (np.: przysłowiowe wydmuchiwanie na dach). Wystarczy spojrzeć ile to kosztuje? O małej ekonomiczności i awaryjności pracy wyeksploatowanych urządzeń nikogo nie trzeba chyba przekonywać.

   Ekonomicznie dopuszczalne ubytki to 5 % dla małych sieci do max 13 do 15 % w wyjątkowo rozległych sieciach takich jak: stalownie, odlewnie itp.

Oczyszczanie sprężonego powietrza

   Dodrze dobrana sprężarka i sieć sprężonego powietrza to jeszcze nie wszystko. Do różnych celów potrzebne jest różnej jakości powietrze. Najczęściej ta sama instalacja sprężonego powietrza jest podłączona do różnego typu odbiorników. Oczyszczanie całego powietrza do poziomu najbardziej wymagającego odbioru nie jest ekonomicznie uzasadnione. W tym wypadku należy dokonać takiego rozdziału instalacji, aby zgrupować odbiorniki o jednakowych parametrach. W zależności od potrzeb na poszczególnych gałęziach stosujemy osuszacze: chłodnicze, adsorpcyjne, membranowe w celu usunięcia wilgoci. O wyborze rozwiązania decyduje wielkość poboru i oczekiwana jakość. Oddzielnym zagadnieniem jest technika filtracji. 

Czy sprężone powietrze jest drogie?

Faq - ile kosztuje sprężone powietrze

 Sprężone powietrze, jest bardzo ważnym nośnikiem energii. Pod względem wielkości i częstotliwości zastosowania zajmuje drugie miejsce po energii elektrycznej. Mimo to jest bardzo często lekceważonym medium. 

     Nie stwarza problemów eksploatacyjnych jest przyjazne dla środowiska naturalnego. W przypadku występujących nieszczelności nie powoduje zagrożeń.

Niestety jednocześnie jest najdroższym nośnikiem energii.

Ile tak naprawdę kosztuje?

Energia elektryczna (jeżeli pominiemy sprężarki napędzane silnikami spalinowymi czy z innego źródła) jest największym i najważniejszym składnikiem całkowitych kosztów produkcji sprężonego powietrza i stanowi w zależności od warunków eksploatacji od 65 do 85% inwestycji. Pozostałe 15 do 35% stanowią koszty zakupu łącznie z budowa linii doprowadzającej i zaadoptowania pomieszczenia oraz nakładów na bieżącą obsługę naprawy i remonty.

Ile więc kosztują nieszczelności?

Każda nieszczelność w instalacji powoduje ubytki sprężonego powietrza. Nawet niewielkie nieszczelności mogą prowadzić do znacznych, a niepotrzebnych kosztów. Jak duże mogą być straty obrazuje tabela pokazująca przykładowe koszty ponoszone na wyprodukowanie sprężonego powietrza traconego w nieszczelnej instalacji (przy założeniu kosztów energii 0,25 zł za kWh).

Tabela: przykładowa analiza wielkości strat wynikających z nieszczelności, przy założeniu pracy ciągłej 3 zmianowej

Nieszczelność Wypływające powietrze przy ciśnieniu 8 bar Straty
[mm] [l/min] Energia [kW] Koszty [zł/rok]
1 75 0,6 1 350,00
1,5 150 1,3 2 900,00
2 260 2,0 4 300,00
3 600 4,4 10 200,00
4 1100 8,8 20 300,00
5 1700 13,2 31 100,00

HOME  KONTAKT  telefon: (+48) 787 715 251;  mail: ecofilter@ecofilter.pl  OFERTA

mail: ecofilter@ecofilter.pl  Phone (+48) 787 715 251 KONTAKT  OFERTA   faq
polityka prywatności