Сжатие воздуха связано с большими затратами энергии, значительная часть которой теряется в виде тепла. В промышленности в подавляющем большинстве случаев для этого используется электрическая энергия. Около 10 % потребляемой электроэнергии в развитых странах используется для производства сжатого воздуха. В условиях роста энергопотребления и цен на электроэнергию, очень важно контролировать и оптимизировать систему сжатого воздуха.
Структура затрат на производство сжатого воздуха
В течение срока службы системы сжатого воздуха затраты распределяются примерно следующим образом:
1. Инвестиции (около 10-15%): Это стоимость приобретения и монтажа системы, включая компрессоры, осушители и другое оборудование.
2. Электроэнергия (около 70-75%): Это, безусловно, самая большая статья расходов. Это стоимость электроэнергии, потребляемой во время работы системы сжатого воздуха.
3. Эксплуатация (около 10-15%): Сюда входят запасные части, ремонт, плановое техническое обслуживание.
Важно отметить, что точное процентное соотношение может меняться в зависимости от типа системы сжатого воздуха, условий эксплуатации и региона. Однако затраты на электроэнергию почти всегда являются доминирующим фактором в жизненном цикле системы сжатого воздуха.
Удельная мощность
Этот параметр, измеряемый в кВт·ч/м³ или кВт/(м³/мин), даёт представление об энергоэффективности системы сжатого воздуха. К сожалению, его не всегда можно узнать из спецификации компрессоров, зачастую в ней указана только механическая мощность на валу, но не фактическая потребляемая электрическая мощность.
Поскольку на удельную мощность влияют различные факторы, ее необходимо постоянно контролировать, чтобы вовремя принимать корректирующие меры. Даже эффективный и новый компрессор может работать неэффективно в некорректно спроектированной или настроенной системе.
Приемлемой удельной мощностью для эффективной системы можно считать величину 0,12 кВт·ч/м³ или 7,2 кВт/(м³/мин).
Стратегия оптимизации
Чтобы оптимизировать энергопотребление вашей системы сжатого воздуха, рекомендуется использовать системный двухэтапный подход.
Во-первых, по возможности минимизировать потребность в сжатом воздухе, вызванную производством и утечками. Затем можно точно определить фактическую потребность в сжатом воздухе.
При четко определенной потребности можно оптимизировать производство с точки зрения энергопотребления. Это гарантирует, что компрессоры и оборудование воздухоподготовки будут оптимально подобраны для удовлетворения фактического расхода.
Чтобы снижать энергозатраты системы сжатого воздуха, необходимо знать и понимать, за счет чего это возможно. Далее в статье представлен обзор различных мер по повышению эффективности и объясняется, как система мониторинга и учета может помочь в реализации этих мер. Этот подход соответствует тезису: "Невозможно улучшить то, что не измеряется".
Измерение и расчет затрат на производство сжатого воздуха
Для точного определения фактической производительности системы сжатого воздуха рекомендуется проводить измерения в течение как минимум семи дней. Это позволяет учесть различные условия эксплуатации и получить надежные и достоверные данные.
Лучшим решением является внедрение на предприятии стационарной системы постоянного мониторинга. Как правило, это эффективнее и выгоднее, чем проводить периодические измерения.
Пример подобной системы от компании CS INSTRUMENTS GmbH & Co. KG приведен на схеме ниже.
1. Комбинированный датчик IAC 500 для измерения параметров воздуха окружающей среды (атмосферное давление, относительная влажность и температура). Место установки компрессоров и климатические условия необходимо учитывать уже при проектировании станций сжатого воздуха. В процессе эксплуатации большие перепады температуры, например, между днем и ночью, приводят к неравномерному расходу сжатого воздуха.
2. Электрический счетчик CS PM 5110 для измерения потребляемой компрессором мощности.
3. Расходомер VD 500 для измерения производительности компрессоров, измеряет расход воздуха с высокой влажностью на выходе из компрессора.
4. Датчик точки росы FA 500 для контроля работы осушителя, оповещает об отказах осушителей во избежание коррозии и неисправности оборудования.
5. Расходомер VA 500, высокая точность и широкий диапазон измерений позволяют регистрировать потребление сжатого воздуха на предприятии и объем утечек в сети.
Пример расчета затрат на производство сжатого воздуха для этой схемы:
Удельная мощность компрессора 1 = CS PM 5110_1 / VD 500_1 = 17 472 кВт·ч / 145 600 м³ = 0,12 кВт·ч/м³.
Удельная мощность компрессора 2 = CS PM 5110_2 / VD 500_2 = 4 368 кВт·ч / 27 300 м³ = 0,16 кВт·ч/м³.
Общая удельная мощность на выработку сжатого воздуха = (Удельная мощность компрессора 1 + Удельная мощность компрессора 2) / VA 500 = (17 472 кВт·ч + 4 368 кВт·ч) / 172 900 м³ = 0,126 кВт·ч / м³.
Затраты на электроэнергию = 0,1 € / кВт·ч × 0,126 кВт·ч / м³ = 12,6 € / 1000 м³ = 0,0126 € / м³ × 172 900 м³ = 2 178,54 € за период измерений (1 неделя).
Если принять, что затраты на электроэнергию составляют 73 % от общих затрат на производство сжатого воздуха, то общие затраты = (Затраты на электроэнергию € / м³) / 73 % = 0,0126 € / м ³ / 73 % = 0,0173 € / м³ = 2 178 ,54 € / 73 % = 2 984,30 € за период измерений (1 неделя).
В следующей статье мы расскажем Где искать резервы для повышения энергоэффективности системы сжатого воздуха?
Узнать больше про услугу ПНЕВМОАУДИТА можно здесь