Содержание

Сколько стоит сжатый воздух?.

Цена сжатого воздуха – что на нее влияет и как снизить эту стоимость?.

Из чего состоит стоимость сжатого воздуха?.

1. Капитальные (инвестиционные) расходы..

2. Эксплуатационные расходы..

Примеры затрат на сжатый воздух в промышленности.

Расчет стоимости сжатого воздуха.

Лучшие практики управления системами сжатого воздуха.

1. Регулярное техническое обслуживание и ремонт.

2. Оптимизация использования сжатого воздуха.

3. Внедрение систем управления энергией (EMS)

4. Уменьшение потерь и оптимизация системы распределения.

5. Управление снабжением сжатого воздуха.

Небольшой кейс-стади – оптимизация системы сжатого воздуха на производственном предприятии 

 

Сколько стоит сжатый воздух?

Цена сжатого воздуха – что на нее влияет и как снизить эту стоимость?

Сжатый воздух является одним из наиболее широко используемых в промышленности энергетических носителей. Несмотря на то, что оно широко используется и считается дешевым, на практике оно генерирует значительные затраты, которые могут оказать большое влияние на общие операционные расходы предприятия. В этой статье мы обсудим различные аспекты, связанные со стоимостью сжатого воздуха, влияющие на его уровень факторы, а также методы оптимизации и их примеры для различных отраслей промышленности.

Из чего состоит стоимость сжатого воздуха?

1. Капитальные (инвестиционные) расходы

Капитальные расходы – это одноразовые расходы, связанные с приобретением и установкой системы сжатого воздуха. Они включают:

• Компрессоры – сердце каждой системы сжатого воздуха. В зависимости от типа (винтовые, поршневые, центробежные) и размера их цена может варьироваться от нескольких до нескольких сотен тысяч злотых за промышленные единицы с высокой производительностью.
• Воздушные резервуары – для хранения сжатого воздуха, необходимые для поддержания стабильности давления в системе. Стоимость резервуара зависит от его емкости и материала, из которого он изготовлен.
• Системы подготовки воздуха (фильтры, водоотделители, маслоотделители, осушители) – отвечают за удаление из сжатого воздуха разных типов загрязнений (твердые частицы, вода, масло). В зависимости от ожидаемого уровня подготовки стоимость этих решений может быть очень разной, а при высших требованиях к качеству воздуха даже высокой.
• Установка и трубопроводы – установка системы включает в себя монтаж компрессоров, системы подготовки воздуха, резервуаров и сети трубопроводов и труб, которые подают сжатый воздух к точкам потребления. Расходы на установку могут быть внушительными, особенно на крупных промышленных предприятиях.

2. Эксплуатационные расходы

Эксплуатационные расходы связаны с использованием системы сжатого воздуха. Они включают:

• Расходы на энергию – электроэнергия является основной составляющей эксплуатационных затрат системы производства сжатого воздуха. По оценкам, около 70-80% общей стоимости сжатого воздуха составляют затраты на энергию, необходимую для компрессоров и другого оборудования системы производства этой среды. Эти затраты переменны и зависят от многих факторов, включая цену закупки энергии на рынке, эффективность производственного оборудования, уровень давления, используемый, и масштаб источников потерь энергии.

Основными источниками потерь энергии являются:

• негерметичность – места, через которые сжатый воздух вытекает в атмосферу, что приводит к потерям, которые заставляют компрессоры работать чаще, а следовательно, потреблять дополнительную энергию.

• неправильная регулировка давления – поддержание чрезмерно высокого давления в системе приводит к излишнему, дополнительному потреблению энергии – компрессоры работают дольше и под большей нагрузкой. Каждый 1 бар избыточного давления увеличивает потребление энергии примерно на 7-8%.
• неэффективная система распределения – неправильно подобранные диаметры трубопроводов и трубок, чрезмерно длинные трассы прохождения воздуха и неправильно подобранные элементы проводящей установки могут увеличивать сопротивление потоку и приводить к дополнительным потерям давления, что превращается в необходимость большей нагрузки компрессоров – большие расходы энергии.
• Затраты на обслуживание и ремонт – регулярное техническое обслуживание, технические осмотры и ремонт системы, необходимые для обеспечения ее надежности и долговечности. Эти расходы включают замену фильтров, смазочных масел, уплотнителей, а также возможный ремонт компрессоров, устройств системы подготовки воздуха и элементов установки.
• Расходы на расходные материалы – фильтры, смазки и другие расходные материалы должны регулярно заменяться, что создает дополнительные расходы.

Примеры затрат на сжатый воздух в промышленности

1. Автомобильная промышленность

В автомобильной промышленности сжатый воздух широко используется, в частности, для покраски, питания пневматических инструментов, автоматизации производственных линий. Расходы на сжатый воздух в таком предприятии могут достигать даже миллионов злотых в год.

Оптимизация:

• Модернизация компрессоров – замена старых конструкций компрессоров на современные агрегаты с более высокой энергоэффективностью может значительно снизить эксплуатационные расходы.
• Выявление и устранение утечек – регулярные проверки установок и устранение утечек могут снизить затраты на энергию даже на 20-30%.
• Автоматизация системы – внедрение систем управления и мониторинга сжатого воздуха позволяет оптимизировать работу компрессоров и адаптировать давление в системе к реальным потребностям, что также способствует экономии.

2. Пищевая промышленность

В пищевой промышленности сжатый воздух используется для различных процессов, таких как упаковка, этикетирование, внутренний транспорт, а также среда для очистки и осушки. Повышенные требования к качеству воздуха (чистота, влажность) означают, что расходы, связанные с фильтрацией и осушением воздуха, могут быть значительными.

Оптимизация:

• Энергоэффективные осушители сжатого воздуха — выбор энергоэффективных осушителей воздуха, которые минимизируют потребление энергии, одновременно поддерживая высокое качество воздуха, может значительно снизить эксплуатационные расходы.
• Системы рекуперации энергии – использование отработанного тепла компрессоров для отопления или других промышленных процессов может принести дополнительную экономию.

3. Химическая промышленность

В химической промышленности сжатый воздух является ключевым для многих процессов, таких как транспортировка материалов, питание систем управления и обеспечение производственных процессов. Из-за высоких требований к надежности и безопасности расходы на сжатый воздух в этом секторе могут быть очень высокими.

Оптимизация:

• Применение компрессоров с переменным потоком – компрессоры с регулировкой скорости вращения могут адаптировать производительность к переменной потребности в сжатом воздухе, что позволяет снизить потребление энергии.
• Программы энергоэффективности – внедрение комплексных программ энергоэффективности, включающих как модернизацию оборудования, так и оптимизацию операционных процедур, может значительно снизить общие затраты, связанные со сжатым воздухом.

Расчет стоимости сжатого воздуха

Правильное определение себестоимости производства сжатого воздуха на данном промышленном предприятии заключается в сравнении затрат на эксплуатацию системы за определенный промежуток времени с количеством сжатого воздуха, производимого системой за этот период:

Со стороны затрат на эксплуатацию системы следует учесть:

1. Стоимость электроэнергии – количество электроэнергии, потребленной системой производства сжатого воздуха (зависит от мощности компрессоров, времени их работы, уровня эффективности), умноженное на цену приобретения единицы электроэнергии.
2. Расходы на обслуживание – затраты, связанные с сервисными и ремонтными работами. Они могут быть постоянными (например, абонентской платой за обслуживание) или переменными (зависят от количества вмешательств и замененных деталей).
3. Расходы на расходные материалы – фильтры, смазки, масла и другие расходные материалы.

Лучшие практики управления системами сжатого воздуха

Чтобы максимизировать эффективность и минимизировать затраты, связанные с сжатым воздухом, предприятия должны внедрить ряд практик управления своими системами сжатого воздуха.

Ниже приведены ключевые стратегии, способствующие оптимизации этих систем:

1. Регулярное техническое обслуживание и ремонт

Регулярные обзоры и техническое обслуживание системы сжатого воздуха имеют ключевое значение для поддержания ее эффективности и надежности:

• Периодические обзоры — планирование регулярных обзоров компрессоров, систем очистки воздуха, резервуаров и элементов установки позволяет выявлять проблемы на ранней стадии и предотвращать аварии, прежде чем они произойдут.
• Замена фильтров и смазочных масел - циклическая замена воздушных фильтров, смазочных масел и других расходных материалов обеспечивает чистоту воздуха и надлежащее функционирование компрессоров.
• Калибровка элементов системы контроля - поддержание высокой точности систем контроля давления и потока путем регулярной калибровки входящих в их измерительных приборов.

2. Оптимизация использования сжатого воздуха

Эффективное управление использованием сжатого воздуха в различных областях применения может значительно снизить затраты:

• Оценка эффективности использования – обзор использования сжатого воздуха с точки зрения его эффективности – устранение неэкономических решений.
• Применение энергоэффективных решений – минимизация потребления путем применения высокоэффективных пневматических решений, подобранных в соответствии с применением.
• Обучение сотрудников – обучение сотрудников эффективному использованию сжатого воздуха, например, умение выявлять проблемы чрезмерного потребления, немедленное сообщение об их возникновении, отключение питания, когда оно не используется, и т.д.

3. Внедрение систем управления энергией (EMS)

Современные системы управления энергией могут значительно повысить эффективность систем сжатого воздуха:

• Автоматизация и мониторинг — внедрение систем автоматизации и мониторинга, которые адаптируют работу компрессоров к текущим потребностям, что позволяет оптимизировать потребление энергии.

• Анализ данных и отчетность — использование инструментов для анализа данных и отчетности для выявления тенденций, оптимизации процессов и быстрого реагирования на нарушения.

• Интеграция с IT-инфраструктурой – интеграция систем управления энергией с другими информационными системами на предприятии, что позволяет лучше управлять ресурсами и оптимизировать процессы.

4. Уменьшение потерь и оптимизация системы распределения

Минимизация потерь энергии в системе сжатого воздуха имеет ключевое значение для снижения эксплуатационных расходов:

• Герметизация системы — регулярная проверка и герметизация всех соединений и элементов системы распределения воздуха для предотвращения длительных утечек.
• Оптимизация трубопроводов – обеспечение того, чтобы трубопроводы были правильно подобраны по диаметру и длине, чтобы минимизировать потери давления.
• Изоляция трубопроводов – изоляция воздушных трубопроводов для уменьшения потерь тепла и влаги, что может улучшить эффективность всей системы.

5. Управление снабжением сжатого воздуха

Эффективное управление снабжением сжатого воздуха может помочь оптимизировать потребление энергии:

• Управление нагрузкой – проведение анализа спроса на сжатый воздух в разные периоды и адаптация работы компрессоров к изменяющимся потребностям.

• Хранение сжатого воздуха – использование резервуаров под давлением для накопления сжатого воздуха в периоды низкого спроса и использование его в периоды высокого спроса.
• Автоматизация управления – внедрение систем автоматического управления компрессором, которые могут динамически адаптировать производство сжатого воздуха к текущим потребностям, что минимизирует потребление энергии.

Небольшой кейс-стади – оптимизация системы сжатого воздуха на производственном предприятии

Чтобы проиллюстрировать, как эти стратегии могут быть реализованы на практике, рассмотрим кейс-стад производственного предприятия, занимающегося производством автомобильных деталей.

Ситуация на старте

Завод обладал устаревшей системой сжатого воздуха с несколькими поршневыми компрессорами с низкой энергоэффективностью. Со стороны потребления система характеризовалась многочисленными утечками и неправильно подобранными трубопроводами, что приводило к высоким эксплуатационным затратам.

Какие меры мы приняли?

1. Энергетический аудит – был проведен комплексный аудит, определивший основные источники потерь энергии, включая негерметичность и неправильную конфигурацию элементов системы распределения.
2. Модернизация компрессоров – старые поршневые компрессоры были заменены современными энергоэффективными винтовыми компрессорами с регулировкой скорости вращения.
3. Устранение истоков – было произведено выявление истоков и устранены все выявленные источники потерь.

4. Оптимизация трубопроводов – Применены трубопроводы с лучше подобранными диаметрами (устранение сужений) и сокращенными путями прохождения.
5. Внедрение EMS – Внедрена система управления энергией, которая контролирует потребление энергии и автоматически адаптирует работу компрессоров к текущей потребности.

Результаты внедрения

• Снижение энергопотребления – после модернизации энергопотребление снизилось на 25%, что привело к значительной экономии операционных расходов.
• Уменьшение потерь воздуха – устранение негерметичности и оптимизация системы распределения привели к уменьшению потерь воздуха на 30%.
• Улучшение надежности системы – современные винтовые компрессоры и лучшее качество установки повысили надежность системы сжатого воздуха, что уменьшило простоту в производстве.

Если Вы заинтересованы в реализации решений в области измерения и оптимизации расходов, связанных с потоком сжатого воздуха, приглашаем к сотрудничеству!