Зміст

Скільки коштує стиснене повітря?.

Ціна стисненого повітря – що на неї впливає і як знизити цю вартість?

З чого складається вартість стисненого повітря?.

1. Капітальні (інвестиційні) витрати.

2. Експлуатаційні витрати.

Приклади витрат на стиснене повітря в промисловості

Розрахунок вартості стисненого повітря.

Найкращі практики управління системами стисненого повітря.

1. Регулярне технічне обслуговування та ремонт.

2. Оптимізація використання стисненого повітря.

3. Впровадження систем управління енергією (EMS)

4. Зменшення втрат та оптимізація системи розподілу.

5. Управління постачанням стисненого повітря.

Невеликий кейс-стаді - Оптимізація системи стисненого повітря на виробничому підприємстві

 

Скільки коштує стиснене повітря?

Ціна стисненого повітря – що на неї впливає і як знизити цю вартість?

Стиснене повітря є одним з найбільш широко використовуваних в промисловості енергетичних носіїв. Незважаючи на те, що воно широко використовується і вважається дешевим, на практиці воно генерує значні витрати, які можуть мати великий вплив на загальні операційні витрати підприємства. У цій статті ми обговоримо різні аспекти, пов'язані з вартістю стисненого повітря, фактори, що впливають на його рівень, а також методи оптимізації та їх приклади для різних галузей промисловості.

З чого складається вартість стисненого повітря?

1. Капітальні (інвестиційні) витрати

Капітальні витрати – це одноразові витрати, пов'язані з придбанням та встановленням системи стисненого повітря. Вони включають:

• Компресори - серце кожної системи стисненого повітря. Залежно від типу (гвинтові, поршневі, відцентрові) та розміру, їх ціна може варіюватися від декількох до декількох сотень тисяч злотих за промислові одиниці з високою продуктивністю.
• Повітряні резервуари - для зберігання стисненого повітря, необхідні для підтримки стабільності тиску в системі. Вартість резервуара залежить від його місткості та матеріалу, з якого він виготовлений.
• Системи підготовки повітря (фільтри, водовіддільники, масловіддільники, осушувачі) - відповідають за видалення з стисненого повітря різних типів забруднень (тверді частинки, вода, масло). Залежно від очікуваного рівня підготовки, вартість цих рішень може бути дуже різною, а при вищих вимогах до якості повітря навіть високою.
• Установка та трубопроводи – установка системи включає монтаж компресорів, системи підготовки повітря, резервуарів та мережі трубопроводів і труб, які подають стиснене повітря до точок споживання. Витрати на установку можуть бути значними, особливо на великих промислових підприємствах.

2. Експлуатаційні витрати

Експлуатаційні витрати пов'язані з поточним використанням системи стисненого повітря. Вони включають:

• Витрати на енергію - електроенергія є основною складовою експлуатаційних витрат системи виробництва стисненого повітря. За оцінками, близько 70-80% загальної вартості стисненого повітря складають витрати на енергію, необхідну для приводу компресорів та іншого обладнання системи виробництва цього середовища. Ці витрати є змінними і залежать від багатьох факторів, включаючи ціну закупівлі енергії на ринку, ефективність виробничого обладнання, рівень тиску, що використовується, та масштаб джерел втрат енергії.

Основними джерелами втрат енергії є:

• негерметичність - місця, через які стиснене повітря витікає в атмосферу, що призводить до втрат, які змушують компресори працювати частіше, а отже, споживати додаткову енергію.

• неправильне регулювання тиску - підтримання надмірно високого тиску в системі призводить до зайвого, додаткового споживання енергії - компресори працюють довше і під більшим навантаженням. Кожен 1 бар надмірного тиску збільшує споживання енергії приблизно на 7-8%.
• неефективна система розподілу - неправильно підібрані діаметри трубопроводів і трубок, надмірно довгі траси проходження повітря та неправильно підібрані елементи провідної установки можуть збільшувати опір потоку та призводити до додаткових втрат тиску, що перетворюється на необхідність більшого навантаження компресорів – більші витрати енергії.

Витрати на обслуговування та ремонт – регулярне технічне обслуговування, технічні огляди та ремонт системи необхідні для забезпечення її надійності та довговічності. Ці витрати включають заміну фільтрів, мастил, ущільнювачів, а також можливий ремонт компресорів, пристроїв системи підготовки повітря та елементів установки.

Витрати на витратні матеріали - фільтри, мастила та інші витратні матеріали повинні регулярно замінюватися, що створює додаткові витрати.

Приклади витрат на стиснене повітря в промисловості

1. Автомобільна промисловість

В автомобільній промисловості стиснене повітря широко використовується, зокрема, для фарбування, живлення пневматичних інструментів, автоматизації виробничих ліній. Витрати на стиснене повітря в такому підприємстві можуть сягати навіть мільйонів злотих на рік.

Оптимізація:

• Модернізація компресорів - заміна старих конструкцій компресорів на сучасні агрегати з вищою енергоефективністю може значно знизити експлуатаційні витрати.
• Виявлення та усунення витоків - регулярні перевірки установок та усунення витоків можуть знизити витрати на енергію навіть на 20-30%.
• Автоматизація системи - впровадження систем управління та моніторингу стисненого повітря дозволяє оптимізувати роботу компресорів та адаптувати тиск в системі до реальних потреб, що також сприяє економії.

2. Харчова промисловість

У харчовій промисловості стиснене повітря використовується для різних процесів, таких як пакування, етикетування, внутрішній транспорт, а також як середовище для очищення та осушення. Підвищені вимоги до якості повітря (чистота, вологість) означають, що витрати, пов'язані з фільтрацією та осушенням повітря, можуть бути значними.

Оптимізація:

• Енергоефективні осушувачі стисненого повітря — вибір енергоефективних осушувачів повітря, які мінімізують споживання енергії, одночасно підтримуючи високу якість повітря, може значно знизити експлуатаційні витрати.
• Системи рекуперації енергії - використання відпрацьованого тепла компресорів для опалення або інших промислових процесів може принести додаткову економію.

3. Хімічна промисловість

У хімічній промисловості стиснене повітря є ключовим для багатьох процесів, таких як транспортування матеріалів, живлення систем управління та забезпечення виробничих процесів. Через високі вимоги до надійності та безпеки, витрати на стиснене повітря в цьому секторі можуть бути дуже високими.

Оптимізація:

• Застосування компресорів із змінним потоком — компресори з регулюванням швидкості обертання можуть адаптувати продуктивність до змінної потреби в стисненому повітрі, що дозволяє зменшити споживання енергії.
• Програми енергоефективності - впровадження комплексних програм енергоефективності, що включають як модернізацію обладнання, так і оптимізацію операційних процедур, може значно знизити загальні витрати, пов'язані зі стисненим повітрям.

Розрахунок вартості стисненого повітря

Правильне визначення собівартості виробництва стисненого повітря на даному промисловому підприємстві полягає в порівнянні витрат на експлуатацію системи за певний проміжок часу з кількістю стисненого повітря, виробленого системою за цей період:

З боку витрат на експлуатацію системи слід врахувати:

1. Вартість електроенергії - кількість електроенергії, спожитої системою виробництва стисненого повітря (залежить від потужності компресорів, часу їх роботи, рівня ефективності), помножена на ціну придбання одиниці електроенергії.
2. Витрати на обслуговування - витрати, пов'язані з сервісними та ремонтними роботами. Вони можуть бути постійними (наприклад, абонентська плата за обслуговування) або змінними (залежать від кількості втручань і замінених деталей).
3. Витрати на витратні матеріали - фільтри, мастила, оливи та інші витратні матеріали.

Найкращі практики управління системами стисненого повітря

Щоб максимізувати ефективність і мінімізувати витрати, пов'язані зі стисненим повітрям, підприємства повинні впровадити ряд практик управління своїми системами стисненого повітря.

Нижче наведено ключові стратегії, які можуть сприяти оптимізації цих систем:

1. Регулярне технічне обслуговування та ремонт

Регулярні огляди та технічне обслуговування системи виробництва стисненого повітря мають ключове значення для підтримання її ефективності та надійності:

• Періодичні огляди — планування регулярних оглядів компресорів, систем очищення повітря, резервуарів та елементів установки дозволяє виявляти проблеми на ранній стадії та запобігати аваріям, перш ніж вони відбудуться.
• Заміна фільтрів та мастил - циклічна заміна повітряних фільтрів, мастил та інших витратних матеріалів забезпечує чистоту повітря та належне функціонування компресорів.
• Калібрування елементів системи контролю - підтримання високої точності систем контролю тиску та потоку шляхом регулярної калібрування вимірювальних приладів, що входять до їх складу.

2. Оптимізація використання стисненого повітря

Ефективне управління використанням стисненого повітря в різних сферах застосування може значно знизити витрати:

• Оцінка ефективності використання – огляд використання стисненого повітря з точки зору рівня його ефективності – усунення неекономічних рішень.
• Застосування енергоефективних рішень – мінімізація споживання шляхом застосування високоефективних пневматичних рішень, підібраних відповідно до застосування.
• Навчання співробітників – навчання співробітників ефективному використанню стисненого повітря, наприклад, вміння виявляти проблеми надмірного споживання, негайне повідомлення про їх виникнення, вимкнення живлення, коли воно не використовується, тощо.

3. Впровадження систем управління енергією (EMS)

Сучасні системи управління енергією можуть значно підвищити ефективність систем стисненого повітря:

• Автоматизація та моніторинг — впровадження систем автоматизації та моніторингу, які адаптують роботу компресорів до поточних потреб, що дозволяє оптимізувати споживання енергії.

• Аналіз даних та звітність — використання інструментів для аналізу даних та звітності з метою виявлення тенденцій, оптимізації процесів та швидкого реагування на порушення.

• Інтеграція з ІТ-інфраструктурою — інтеграція систем управління енергією з іншими інформаційними системами на підприємстві, що дозволяє краще управляти ресурсами та оптимізувати процеси.

4. Зменшення втрат та оптимізація системи розподілу

Мінімізація втрат енергії в системі стисненого повітря має ключове значення для зниження експлуатаційних витрат:

• Герметизація системи — регулярна перевірка та герметизація всіх з'єднань і елементів системи розподілу повітря для запобігання тривалим витокам.
• Оптимізація трубопроводів - забезпечення того, щоб трубопроводи були правильно підібрані за діаметром і довжиною, щоб мінімізувати втрати тиску.
• Ізоляція трубопроводів - ізоляція повітряних трубопроводів для зменшення втрат тепла і вологи, що може поліпшити ефективність всієї системи.

5. Управління постачанням стисненого повітря

Ефективне управління постачанням стисненого повітря може допомогти оптимізувати споживання енергії:

• Управління навантаженням - проведення аналізу попиту на стиснене повітря в різні періоди та адаптація роботи компресорів до мінливих потреб.

• Зберігання стисненого повітря - використання резервуарів під тиском для накопичення стисненого повітря в періоди низького попиту та використання його в періоди високого попиту.
• Автоматизація управління - впровадження систем автоматичного управління компресором, які можуть динамічно адаптувати виробництво стисненого повітря до поточних потреб, що мінімізує споживання енергії.

Невеликий кейс-стаді - Оптимізація системи стисненого повітря на виробничому підприємстві

Щоб проілюструвати, як ці стратегії можуть бути реалізовані на практиці, розглянемо кейс-стаді виробничого підприємства, що займається виробництвом автомобільних деталей.

Ситуація на старті

Завод мав застарілу систему стисненого повітря з декількома поршневими компресорами з низькою енергоефективністю. З боку споживання система характеризувалася численними витоками та неправильно підібраними трубопроводами, що призводило до високих експлуатаційних витрат.

Які заходи ми вжили?

1. Енергетичний аудит - було проведено комплексний аудит, який визначив основні джерела втрат енергії, включаючи негерметичність і неправильну конфігурацію елементів системи розподілу.
2. Модернізація компресорів - старі поршневі компресори були замінені сучасними енергоефективними гвинтовими компресорами з регулюванням швидкості обертання.
3. Усунення витоків - було проведено виявлення витоків і усунуто всі виявлені джерела втрат.

4. Оптимізація трубопроводів – Застосовано трубопроводи з краще підібраними діаметрами (усунення звужень) та скороченими шляхами проходження.
5. Впровадження EMS – Впроваджено систему управління енергією, яка контролює споживання енергії та автоматично адаптує роботу компресорів до поточної потреби.

Результати впровадження

• Зниження енергоспоживання – після модернізації енергоспоживання знизилося на 25%, що призвело до значної економії операційних витрат.
• Зменшення втрат повітря – усунення негерметичності та оптимізація системи розподілу призвели до зменшення втрат повітря на 30%.
• Покращення надійності системи – сучасні гвинтові компресори та краща якість установки підвищили надійність системи стисненого повітря, що зменшило простої у виробництві.

Якщо Ви зацікавлені у впровадженні рішень у сфері вимірювання та оптимізації витрат, пов'язаних із потоком стисненого повітря, запрошуємо до співпраці!