Понимание общей стоимости сжатого воздуха

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 следует рассмотреть текущие потребности и запланированные расширения. Также рекомендуется учесть факторы, которые могут повлиять на установку сжатого воздуха, в том числе экологические нормы, возможности для энергосбережения, производственные потребности и запланированный рост.

Оптимизация работы компрессоров имеет большое значение для крупных отраслей промышленности, в которых требуется сжатый воздух. Если вы работаете в развивающейся отрасли, производство будет меняться со временем, в том числе будут меняться условия эксплуатации.

Основываясь на нашем опыте, всесторонний и объективный анализ ваших эксплуатационных потребностей поможет значительно снизить общие затраты. Поэтому очень важно, чтобы ваша система подачи сжатого воздуха соответствовала фактическим потребностям и имела потенциал для будущего расширения.

Ниже приведен список различных компонентов, которые вы можете использовать, и их влияние на общую стоимость систем сжатого воздуха.

• Воздушные компрессоры – это сама основная машина. Как уже отмечалось выше, в начальной цене учитывается лишь небольшая часть совокупной стоимости владения. Поскольку большая часть затрат приходится на потребляемую электроэнергию, разумно инвестировать в наиболее эффективную машину.

• Осушители и фильтры – эти компоненты особенно важны для чувствительных сфер применения, таких как пищевая промышленность и фармацевтика, поскольку они напрямую влияют на качество воздуха. Вам нужно правильное решение, подходящее именно для вашей отрасли, чтобы гарантировать соответствие стандартам.

• Конденсатоотводчики – интеллектуальные конденсатоотводчики с нулевыми потерями при необходимости сливают накопленный конденсат из системы сжатого воздуха. Это позволяет экономить энергию по сравнению с коденсатоотводчиками с таймером, которые выполняют слив с заданным временным интервалом, даже при отсутствии конденсата. 

• Трубопроводы – правильном образом организованная система трубопроводов устраняет ограничения подачи воздуха, падения давления и может сократить утечки воздуха.

• Воздушные ресиверы – возможные проблемы могут быть связаны с использованием ресиверов, в которых хранится сжатый воздух. Правильный выбор размера ресивера позволяет устранить нагрузку на вашу систему сжатого воздуха в результате ложных потребностей и необходимость в использовании дополнительных компрессоров. Он также помогает снизить колебания давления в системе. 

• Утечка воздуха – хотя многие недостатки можно устранить еще до начала работы системы, очень важно постоянно контролировать состояние оборудования. Такой контроль включает в себя обнаружение и устранение дорогостоящих утечек воздуха.

• Центральный контроллер – в системах с несколькими компрессорами решающее значение могут иметь центральные контроллеры. Они могут снизить средний диапазон давления, управлять производительностью компрессора и регулировать частоту вращения компрессора. 

• Рекуперация энергии – большую часть тепла, образующегося при работе воздушного компрессора, можно отвести и использовать, например, для обогрева помещений, воды или производственных процессов.

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).

Рабочее давление напрямую влияет на требования к электропитанию. Более высокое давление означает большее 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 выбрать наиболее эффективные решения, отвечающие 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 удаленный мониторинг и центральные органы управления. Это поможет оптимизировать всю систему и обеспечить максимальную производительность. Одним из популярных методов экономии энергии при использовании такого решения будет регулирование частоты вращения двигателя, поскольку он обладает значительным потенциалом.

Некоторые средства мониторинга также могут выявлять области низкой эффективности работы. 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. Утечка пропорциональна рабочему давлению, поэтому одним из способов ее устранения является ремонт оборудования с утечкой и снижение рабочего давления. Снижение давления всего на 0,3 бар сокращает утечку на 4%. Если утечка в установке производительностью 100 м3/мин составляет 12%, это снижение означает 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 небольшой компрессор для этого времени. 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, при больших расстояниях транспортировки тепла до места использования или изменении потребностей в течение года, целесообразно рассмотреть возможности продажи рекуперируемой энергии. Узнайте больше о рекуперации энергии в компрессорных установках.