Csökkentse energiafelhasználását sűrítettlevegő-rendszerében. akár. 60%-kal

Átírás

1 Csökkentse energiafelhasználását sűrítettlevegő-rendszerében akár 60%-kal

2 Sok cég keresi a megtakarítási lehetőségeket a gyártás során annak érdekében, hogy az egyre inkább kiéleződő versenyben talpon maradjon. Gyakran találnak is módot rá az általában már évek óta működő sűrítettlevegő rendszereikben. Az energia költségek akár 60%-át meg lehet takarítani mind a gyártó berendezéseknek, mind magának a rendszernek az optimalizálásával. Ez a célkitűzés azonban csak akkor érhető el, ha a sűrítettlevegő-rendszert teljes egésznek tekintik. Az előállítástól kezdve az előkészítésen és az elosztáson keresztül egészen a berendezésig, minden területet figyelembe kell venni és részenként elemezni a későbbi intézkedések megválasztásához. Fontos, hogy a vizsgálathoz szükséges felszerelés alkalmasnak legyen megbízható elemzés végrehajtására és dokumentálására. A méréseknek számos esetben pozitív hatásuk van, mivel csökkentik a jövőben szükséges karbantartásokat. További hozadéka, hogy mivel a potenciális hibalehetőségeket kiküszöbölik, a folyamat általános megbízhatósága és a termelékenység is növekszik. Ez a kiadvány információval szolgál az alábbi témákban: Mennyibe kerül a sűrített levegő előállítása és mennyibe kerülnek a szivárgások? Hol lehet potenciális energia-megtakarításokat megvalósítani a sűrítettlevegő rendszerekben? Hogyan lehet ezeket a potenciális energia-megtakarításokat azonosítani? Kinek és milyen intézkedéseket kell hozni, és kinek kell azokat végrehajtani? Gyakorlati példa

3 Copyright 2013, Festo AG & Co. KG 3 Mennyibe kerül a sűrített levegő előállítása? A sűrítettlevegő költségét rendszerint Nm³-enként fejezik ki (0,1 bar és 20 C esetén ISO 6358 szerint, vagy a legtöbb kompresszor gyártó m³ enként ISO 1217:2009, C függelék szerint). Ezeket a költségeket az állandó és a változó költségek összegéből és a kompresszorállomás éves szállított kibocsátásából számítják: Beruházási költségek 9 % Karbantartási költségek 14% Levegő-előállítás energiaköltsége 77 % Termék élettartam költsége: 15 év Kompresszor kimenet: 160 kw Állandó költségek Változó költségek Sűrítettlevegő felhasználás évente ISO 1217-nek megfelelően: 20 C, 1000 mbar Átlagos sűrítettlevegő költség: 1,9 cent/nm³ 3. ábra: Sűrítettlevegő-előállítás költségei 3 A sűrítettlevegő-előállítás átlagos költségeinek számítása 1. ábra: A sűrített levegő átlagos költségének kiszámítása Az éves állandó költségek a következőket tartalmazzák: a befektetések amortizációja, kamat, terület használati költségek. A változó költségek összetevői: energiaköltségek a kompresszorok teljes terhelési periódusaira és üresjárataira, a fogyóanyagok költségei, pl. olaj, hűtőközeg, stb. karbantartási és javítási költségek. A költségek legnagyobb részét, mintegy 75%-át az energiaköltségek teszik ki 1,1 Nm³ sűrített levegő előállításához a mai kompresszorállomásoknak Wh energiára van szükségük (sűrítettlevegő index [kwh/nm³]). 0,18 0,16 0,14 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 [kwh/m³ szabványos működési feltételekkel] Nem megfelelő tartomány Izotermikus kompresszió Kompresszor hatékony működési tartománya Jelenleg műszakilag megvalósítható Termodinamikailag nem lehetséges tartomány 0,00 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 9,0 9,5 10,0 10,5 11,0 11,5 12,0 12,5 13,0 Névleges nyomás [bar ref.] 2. ábra: Sűrítettlevegő-mutatók kompresszorállomásokra 2 A sűrítettlevegő költségek akár 30%-kal is csökkenthetők központi hőveszteség újrahasznosító rendszerrel (waste heat recovery system (WHR) a megtakarítás a fűtési költségek megtakarításából származik. Így például melegvizes hőveszteség újrahasznosító rendszer esetén a kompresszor hőkibocsátásának akár 72%-a hasznosítható hőként, vagy ha csak levegő hűtés van, az érték akár 90% is lehet. A sűrítettlevegő előállítás költségei a gyakorlatban a 1,5 cent/nm³ és 2,7 cent/nm³ közötti tartományba esnek. A nagy ingadozás számos tényező függvénye. Ezek közül a legfontosabbak: a villamos energia költsége kw-onként, az egyes kompresszorok fajlagos kibocsátása, azaz a kompresszor típusa, intelligens átfogó vezérlőrendszer alkalmazása, a cég / a kompresszorok mérete, a beáramló levegő atmoszférikus jellemzői, (sűrűség, páratartalom, stb.). Egy 6 bar relatív nyomású rendszerhez a sűrítettlevegő átlagos ára 1,9 cent/nm³. Ez a következő feltételezéseken alapul: előállítási költség 120 Wh/Nm³ (8 bar rel. a kompreszszornál), villamos energia költsége 12 cent/kwh, az energiaköltség aránya a többi költséghez: 75 % a 25 %-hoz. A sűrítettlevegő-előállítás egyedi, gyárspecifikus költségeinek számítása A lehetséges megtakarítások pontos elemzéséhez lényeges, hogy minden egyes kompresszor állomásra meghatározzák az egyedi, Nm³-enkénti sűrítettlevegő költségeket. A Nm³-enkénti sűrítettlevegő-költségeket nagyon pontosan meg lehet határozni a villamos energia igényből és az aktuális szállítási mennyiségből. Erre a célra gyakran az adatlapban megadott szállítási mennyiségeket veszik alapul. A mért pillanatnyi szállítási menynyiség azonban a bemeneti körülményektől függően ingadozik, és emiatt ugyanakkor kell mérni, amikor az energiafogyasztást. 1 EnEffAH projekt Energiahatékonyság a hajtómű és handling technológia területén folytatott gyártás során ( ); Tanulmány: Sűrített levegős rendszerek az Európai Unióban Fraunhofer Institution ISI (2000) 2 EnEffAH projekt ( ) 3 Tanulmány: Sűrített levegős rendszerek az Európai Unióban Fraunhofer Institution ISI (2000)

4 4 Copyright 2013, Festo AG & Co. KG Ha nem lehet pontos mérést végezni, a sűrítettlevegő költségeket durva becsléssel lehet megállapítani. Ehhez ismerni kell a kompresszorok műszaki adatait, mint pl.: névleges teljesítmény [kw] és névleges szállított mennyiség [Nm³/h] a kívánt nyomásszinten [bar rel.], az egyedi gépek átlagos kihasználtsági aránya, munkaidő a gyárban. Ezeket az értékeket és a helyi villamos energia árat [Eur/kW] lehet használni a sűrítettlevegő-költségek [Eur/Nm³] és az éves költségek [Eur] becsléséhez a felhasznált sűrített levegő mennyiségéhez [Nm³] képest. Annak érdekében, hogy megállapítsuk a gyártási műveletek alatti költségeket, a következő értékeket kell megállapítani: 1. Felhasznált energia [kw] mint a teljes terheléssel és a terhelés nélkül felhasznált energia összege Teljes terheléssel = névleges teljesítmény [kw] * kapacitáskihasználási arány [%] Terhelés nélkül 30 % * névleges teljesítmény [kw] * (100% - kapacitáskihasználási arány [%]) Megjegyzés: a pillanatnyi teljesítmény általában akár 30%-kal is nagyobb lehet, mint a névleges teljesítmény; ezt figyelembe kell venni a becslésnél 2. Szállítási teljesítmény [Nm³/h] a gyártási műveletek alatt Szállítási teljesítmény = kapacitáskihasználási arány [%] * névleges szállítási teljesítmény [Nm³/h] 3. Sűrítettlevegő-index [kwh/nm³] Sűrítettlevegő-index = (teljesítmény teljes terheléssel + terhelés nélkül) [kw]/szállítási teljesítmény [Nm³/h] 4. Sűrítettlevegő-költség [EUR/Nm³] Sűrítettlevegő-költség > (1/75%) * sűrítetettlevegő-index [kwh/ Nm³] * elektromos energia költsége [Eur/kW] Megjegyzés: A sűrítettlevegő-költség általában 75% energiaköltségből és 25% egyéb költségből áll. 5. Éves fogyasztás költsége [Eur/év] Költségek gyártási munkaórák [óra/év] * szállítási teljesítmény [Nm³/h] * sűrítetettlevegő-index [kwh/nm³] * elektromos energia költsége [Eur/kW] Annak érdekében, hogy a fogyasztásról teljes képet nyerjünk, a nem gyártási műveletek során keletkező esetleges szivárgások költségét is számba kell venni, ugyanezzel a módszerrel. Hogyan keletkeznek a szivárgások és milyen többletköltségeket okoznak? Hogyan keletkeznek a szivárgások? Az elektromos rendszerek standby fogyasztásához hasonlóan, ma (még) műszakilag nem lehet elkerülni a szivárgásokat a sűrítettlevegős rendszerekben. A mai technikával azonban megvalósítható a szivárgások mértékének gazdaságilag elfogadható szintre csökkentése a sűrített levegő helyes felügyeletével és a szivárgások folyamatos ellenőrzésével. Az elkerülhető szivárgások sokfélék és változatosak Installációs és rendszeres hibák, mint pl. a nem eléggé vagy túlságosan meghúzott csavarok és tömítések, vagy olyan mechanikai sérülések, mint amelyet a csövek kidörzsölődése okoz A pneumatikus alkatrészek általános helytelen kezelése, például nem megfelelően levágott csövek következtében Szivárgások, amelyeket a pneumatikus alkatrészek kopása okoz Kémiai behatások a pneumatikus alkatrészek üzemeltetési körülményei miatt, a helytelenül megválasztott anyagok következtében Mennyibe kerülnek a szivárgások? Még a kis szivárgások is jelentős megtakarítási lehetőségeket jelenthetnek. Az alábbi táblázatokban látható, mennyi levegő vész el egy adott átmérőjű lyukon keresztül történő szivárgással és hogy ez milyen járulékos költségeket okoz: Szivárgás mértéke Nl/perc nyomás 0,5 mm 1,0 mm 1,5 mm 2,0 mm 2,5 mm 3,0 mm 3 bar bar bar bar bar bar Költségek/év nyomás 0,5 mm 1,0 mm 1,5 mm 2,0 mm 2,5 mm 3,0 mm 3 bar bar bar bar bar bar Szivárgás okozta költségek egy év alatt, 24 óra/365 nap működésre, 1,9 cent/nm³ sűrítettlevegő költséggel számolva. A nagy szivárgások ahol a levegő távozása világosan hallható rendkívül költségesek és azon nyomban meg kell szüntetni azokat. A közepes és kis szivárgásokat (0,5 mm-nél kisebb átmérőjű lyukakon keresztül történő szivárgások) szivárgásellenőrző berendezéssel egyszerűen fel kell deríteni és mihamarabb meg kell szüntetni. Ökölszabály: a meglévő rendszerekben felfedezhető szivárgások 20%-a okozza az elkerülhető költségek 80%-át. Megéri a szivárgások gyors kijavítása, mivel minden megszüntetett szivárgás azonnal energiát és ezzel költséget takarít meg.

5 Copyright 2013, Festo AG & Co. KG 5 Hol lehet potenciálisan energiát megtakarítani a sűrítettlevegős rendszerekben? A szivárgások felfedezése alapvető tényező a potenciális energia-megtakarítási helyek meghatározásában. Az integrált elemzés részeként a sűrítettlevegős rendszereknek mind a négy területét számba kell venni: a sűrített levegő előállítása, a levegő előkészítése, a sűrített levegő elosztása, a sűrített levegő alkalmazásai. Sűrítettlevegő előállítás Alkalmazás Sűrítettlevegő elosztás Sűrítettlevegő előkészítés 4. ábra: Lehetséges megtakarítások a teljes sűrítettlevegő rendszerben Az átlagos potenciális megtakarítások a rendszer egyes területein eltérő nagyságúak. Értékük attól függ, hogy az energia-megtakarítási intézkedések az adott területen alkalmazhatók-e, mennyire költséghatékonyak és mekkora megtakarítást jelentenek. A következőkben ajánlott intézkedések olyan meglévő sűrítettlevegős rendszerre vonatkoznak, amelyet nem korszerűsítettek az utóbbi 5 évben. Hogyan lehet a potenciális energia-megtakarítási lehetőségeket azonosítani? Sokféle módszer van a sűrített levegős rendszerekben a potenciális megtakarítások megvalósítására; ezeknek különböző a hatásuk a rendszer adott részétől függően. Legelőször is ajánlott egy sűrítettlevegő-audit végzése, azaz a meglévő rendszer pontos elemzése az energia-hatékonyság szempontjából (az energia hatásos és hatékony használata). Annak érdekében, hogy a teendőkre gazdasági szempontból megfelelően átgondolt és a potenciális megtakarításokat a maguk teljességében kiaknázó ajánlásokat fejlesszenek ki, a jó audit négy különböző területre terjed ki: a teljes rendszer, a sűrítettlevegő-előállítás, a levegőelőkészítés és a levegő konkrét felhasználása. Fontos: az auditot a kérdéses sűrítettlevegő-rendszerhez kell adaptálni, mivel minden egyes rendszer másféle és mivel az egyes vállalatok célkitűzése is változó. A következőkben található annak ismertetése, mit kell figyelembe venni az audit során és milyen a jó audit felépítése. 1. Költség-megtakarítási intézkedések a sűrített levegő előállításában, energiaelemzés alkalmazásával Alkalmazás 49 % Előállítás 34 % Előkészítés 1 % Elosztás 16 % 5. ábra: Az intézkedések költséghatékonysága a sűrített levegős rendszer egyes területein 1 4 Tanulmány: Sűrítettlevegő rendszerek az Európai Unióban ISI (2000) Lényeges pont a kompresszorállomás alapos energia-elemzése, hogy megbízható állításokat tehessünk az üzem vagy a vállalat sűrítettlevegő-költségeiről és ennek a területnek a megtakarítási lehetőségeiről. A következő célok érhetők el az energia-elemzéssel A kompresszor állomás(ok) fogyasztási profiljainak megalkotása: a profilok dokumentálják a sűrítettlevegő-igényt, beleértve a különböző működési időszakok alatti fogyasztás ingadozást is Információgyűjtés a teljes rendszerről, annak energia tartalékairól és a megtakarítási lehetőségek feltárása Az egyedi, üzem-specifikus sűrítettlevegő költségek kiszámítása Megvalósítás A fogyasztási profilokhoz a sűrítettlevegő-előállítás számos paraméterét rögzítik, néhányat párhuzamosan, viszonylag hosszú időn (legalább 7 nap) keresztül, így különösen az alábbiakat: az egyes kompresszorok elektromos energiafogyasztása, pillanatnyi szállítási értékek/sűrítettlevegőfogyasztás, levegőnyomás a központi légtartályban és a sűrített levegős hálózatban röviddel az alkalmazás előtt. Fontos, hogy a rögzítés az állásidők és a hétvége alatt is folyamatos legyen.

6 6 Copyright 2013, Festo AG & Co. KG Speciális mérőeszközt szoktak használni a fogyasztási profil meghatározására. A vizsgálati eszközöket rendszerint a működés közben is lehet installálni, így nem szükséges a sűrítettlevegő-ellátás megszakítása az installáláshoz. A megfigyelt adatokat a mért értékek felhasználásával kiértékelhetők és minőségileg értelmezhetők annak érdekében, hogy minősítsük a szivárgásokat és létrehozzuk a költségelemzést. Ahhoz, hogy ezt megtegyük, ki kell számítani a kompresszorok kihasználtságát (terhelés alatti/terhelés nélküli ciklusok/óra), a teljes szivárgási térfogatot az állásidőkben, valamint egyéb más változókat. 2. Költség-megtakarítási intézkedések a sűrítettlevegő előkészítésében, a sűrítettlevegő-minőség elemzésének alkalmazásával A sűrített levegős alkalmazások ellátása optimális minőségű sűrített levegővel nagyon fontos, ha a folyamat megbízhatóság a cél. A levegő-előkészítés fázisában eltávolítják a környező levegőben jelenlévő részecskéket (olaj, víz és szilárd szennyezők) és a levegőt az előírt nyomásnak megfelelően komprimálják. 7. ábra: A sűrített levegő minőségének mérése 6. ábra: Sűrítettlevegő-előállítás energia elemzése A leggyakrabban alkalmazott intézkedések a következők A nyomásesések csökkentése a kompresszor és a léghálózat nyomásával együtt Megjegyzés: A kompresszornál a 7 bar értékről 6 bar értékre történő nyomáscsökkentés az energiafogyasztásban átlagosan 6 %-os megtakarítást eredményez. Fölérendelt globális vezérlő rendszer alkalmazása a terhelés nélküli veszteségek minimalizálására, csúcsterhelések esetére szabályozott kompresszorok alkalmazása a jelentősen ingadozó levegőfogyasztású profilokhoz. A szivárgások elhárítása a gyártócsarnok szintjén. A sűrítettlevegő-ellátás lekapcsolása. Hulladékhő újrahasznosítása. A sűrített levegőben nem kívánatos az olaj, a víz és a szennyező részecskék jelenléte, különösen az élelmiszeriparban vagy az orvostechnológiával foglalkozó vállalatoknál. Azonban a sűrített levegős alkalmazások alkatrészei is megkívánják a sűrített levegő minőségének legalább egy meghatározott szintjét azokon a gyártó területeken is, ahol nem kell megfelelni a szigorú szabványoknak. A pneumatikus termékek neves gyártói termékeik számára általában megkövetelik az átlagos sűrítettlevegő minőséget ( szerint, max. 40 µm szennyező részecske, nyomás harmatpont +3 C és maradó olajtartalom 5 mg/m³). A durvább részecskék például megnövelik a kopást és károsítják a tömítéseket. Az energiaköltségek és a működési költségek megnövekednek, például a tömítések károsodása, korrózió vagy a csővezetékek eltömődése miatt. Gyakran nem tervezett termelés-leállás az eredmény. Célkitűzések A sűrített levegő minőségének ellenőrzése és a kívánt állapothoz vagy minőségi osztályhoz illesztése, ha szükséges Gépek meghibásodásának elkerülése Karbantartási költségek csökkenése A pneumatikus alkatrészek élettartamának növelése

7 Copyright 2013, Festo AG & Co. KG 7 Megvalósítás Víz- és maradék olajtartalom mérése a központi vagy a decentralizált levegő előkészítés után A nyomás alatti harmatpont és a víztartalom meghatározása az abszolút légnyomásra vonatkoztatva A decentralizált levegő-előkészítés szemrevételezése a felhasználás helyén Az eredmények dokumentálása és értékelése Intézkedések meghatározása a sűrítettlevegő-minőség javítása érdekében, pl. szűrők vagy decentralizált adszorpciós szárítók használata Megvalósítás A teljes sűrítettlevegő-rendszer módszeres ellenőrzése a gyártócsarnokban és rendszerszinten A fellelt szivárgások osztályozása és megjelölése a szivárgás mennyisége szerint A szivárgások dokumentálása minden, a szivárgás megszüntetéséhez lényeges adattal, mint pl. szükséges pótalkatrészek, becsült javítási idő, stb. Üzem-specifikus cselekvési terv készítése a szivárgás megszüntetésére Szivárgások megszüntetése A szivárgásokat ultrahangos érzékelővel keresik meg és ezt a műveletet általában működés közben is végre lehet hajtani. Ezzel a speciális berendezéssel még a kis szivárgások is felderíthetők. 8. ábra: Festo AirBox, sűrítettlevegő-fogyasztás és -minőség egyszerű mérésére szolgáló eszköz A legtöbb vállalatnál a szivárgásvizsgálatot külső szolgáltató cégre bízzák. A professzionális szolgáltatók gyűjtik az adatokat a szivárgás-ellenőrzések során, így a szivárgások gyorsan és rendszeresen megszüntethetők. A sűrített levegő minőségelemzéséhez speciális mérőeszközre van szükség. 3. Költség-megtakarítási intézkedések a teljes rendszerhez, a gyártócsarnok és a rendszer szintjén, szivárgás érzékelés és megszüntetés alkalmazásával A sűrített levegő költségeinek csökkentésében a legnagyobb összetevő a szivárgások egész rendszerre kiterjedő, rendszeres beazonosítása és azok megszüntetése A meglévő, viszonylag régi rendszereknél mindenekelőtt ajánlatos a szivárgások felderítése és megszüntetése. Mind a gyakorlat, mind számos tanulmány azt mutatja, hogy különösen a régebbi rendszerek azok, ahol nagyobb megtakarítási lehetőségek vannak és amelyeket könnyű is megtalálni. A levegőellátó-egységekbe beépített érzékelő technika (nyomás/átáramlás) lehetővé teszi az automatikus szivárgásmenedzselő rendszer alkalmazását. 9. ábra: Szivárgások ellenőrzése a sűrítettlevegő-elosztásban Az az ideális, ha a megfigyelt adatok minden érintett számára beleértve a karbantartó személyzetet, a kezelőket és az üzemvezetőket egy adatbázisban, központi helyen hozzáférhetők, ahol minden intézkedés dokumentált. Ezeket az értékelésekhez és az időszaki összehasonlításokhoz is lehet használni. Célkitűzés Szivárgások beazonosítása a teljes sűrítettlevegőrendszerben és ezt követően azok megszüntetése

8 8 Copyright 2013, Festo AG & Co. KG 4. Megtakarítási intézkedések a sűrítettlevegős alkalmazásokhoz a sűrítettlevegő-fogyasztás elemzésének alkalmazásával Sűrítettlevegő-fogyasztás elemzése Az, hogy ismerjük a gyártócsarnok és ezzel minden egyes gép sűrítettlevegő-fogyasztását, létfontosságú előfeltétel a sűrítettlevegő-ellátás és -elosztás optimális megtervezésének és konfigurálásának a rendszer szintjén. A rendszer csővezetékeinek optimális konfigurálása és a decentralizált levegő előkészítés megfelelő kiépítése segít: elkerülni a kiesés okozta nyomáscsökkenést és az ehhez tartozó termelékenység csökkenést, véget vetni a túlzott tápellátás okozta szükségtelen energiafogyasztásnak. Ez utóbbi akkor áll fenn, ha a decentralizált levegő tápellátás nyomásszintje túl magas, például ha rendkívül nagy áramlási ellenállás van a rendszerben vagy ha szükségtelenül sok szűrőfokozatot alkalmaznak ahhoz, hogy előállítsák a megkívánt sűrítettlevegő-minőséget. További előny még, hogy ha az egyes rendszerek fogyasztása ismert, akkor a standard fogyasztástól való jókora eltérések korai figyelmeztető jelek, például egy meglévő vagy éppen kialakuló hibára. Megvalósítás Egyedi gépek és alkalmazások pontos sűrítettlevegő-fogyasztásának mérése mind állásidő, mind üzemelés alatt. Különféle jellemzők elemzése: fogyasztás gépi ciklusonként, percenkénti átlagfogyasztás, átlagos nyomás, max./min. nyomás, max./min. levegő áramlás. A mérési eredmények értékelése és dokumentálása. Itt is speciális mérőeszközt használunk. A mért adatokat tárolni kell a rákövetkező elemzéshez. Gépek energiahatékonyságának elemzése A sűrítettlevegő-fogyasztás elemzéséből származó adatok kiegészítéseként a következő információkat kell még gyűjteni ahhoz, hogy az energiahatékonysági intézkedéseket pontosan tudjuk értékelni és meg tudjuk határozni: alkalmazott pneumatikus alkatrészek (különösen a levegő fúvókák, tömítő levegő) és hajtóművek, az alkatrészek mérete és a csatlakozó alkatrészek, az alkalmazással szemben támasztott műszaki követelmények (erő, sebesség, stb.). A rendszerek energiahatékonyságát módszeresen felül kell vizsgálni (pl. minden egyes alkalmazás tényleges sűrítettlevegő-felhasználása az előírthoz képest) annak érdekében, hogy azonosítani tudjuk a gazdasági hasznosságot és a műszakilag megvalósítható optimalizálási intézkedéseket. Célkitűzések A sűrítettlevegős alkalmazások elemzése a lehetséges energia-optimalizálási potenciál szempontjából A hasznos és a műszakilag megvalósítható optimalizálási intézkedések meghatározása 10. ábra: Sűrítettlevegő fogyasztás mérése Megvalósítás A sűrítettlevegős alkalmazások beazonosítása és elemzése az energia felhasználás szempontjából Célkitűzések Az egyes gépek pillanatnyi sűrítettlevegő-fogyasztásának meghatározása, mint kiindulás a gép sűrítettlevegő-ellátásának optimalizált kialakításához Az egyes gépek szivárgási veszteségének meghatározása A különféle jellemzők meghatározása annak érdekében, hogy biztosítsák viszonylag hosszú időtartamon keresztül az összehasonlíthatóságot és lefektessék a rendszerfelügyelet alapjait

9 Copyright 2013, Festo AG & Co. KG 9 A következő 12 energiahatékonysági intézkedés segítséget nyújt ehhez. Ezeket be lehet vezetni, de bevezetésüket legalábbis meg kell fontolni minden sűrített levegős rendszer és az elektromos hajtóműveket alkalmazó rendszerek esetén is. Energia lekapcsolás A rendszerek lekapcsolása amíg nincs gyártás Súlycsökkentés Az elektromos és pneumatikus hajtóművek optimális kombinációja (pl. pneumatikus Z tengelyek, megfogók, stb.) Csövek hosszának (nem az átmérőnek!) csökkentése Decentralizált szelepszigetek használata Optimális cső elrendezés Nyomásszint csökkentése Rendszer nyomásának csökkentése túlméretezés esetén Nyomáscsökkentés a hengerek visszafutási löketénél Nyomáskiesések csökkentése Optimális cső átmérők, kevesebb csővezetéki ellenállás Hálózati nyomás csökkentése Szivárgások csökkentése Rendszeres szivárgás ellenőrzés Az üzemi körülményeknek megfelelő alkatrészek használata A pneumatikus alkatrészek professzionális összeszerelése Súrlódás csökkentése Megfelelő alkatrész kiválasztás Egyszeres működésű hajtómű használata kettősműködésű helyett Megfelelő geometriájú légfúvókák Hatékony szabályozás és vezérlés A működési profilhoz adaptált, optimalizált vezérlők Táplevegő az igényeknek megfelelően Energia újrahasznosítás Központi hőveszteség újrahasznosítás Kaszkád nyomásszintek alkalmazása Megfelelő méretezés Optimális méret A tervező szoftver eszközök használata Levegőtakarékos kapcsolások használata Vákuumgenerátor ellenőrzött kikapcsolással Légfúvókák időzített használata (nem fújnak állandóan) Kinek kell és milyen energiahatékonysági intézkedést hozni? Erre a kérdésre nincs egyetemes válasz. Az intézkedéseket egyedileg, az adott üzemre vagy vállalatra vonatkozóan kell meghatározni. Az, hogy melyik intézkedés éri meg egyáltalán, számos tényezőtől függ, mint pl. a sűrített levegős rendszer állapota, a kihasználtság mértéke. A gép energiahatékonysági elemzésének területén ezek közvetlenül az alkalmazástól függnek. Ehhez járul még az is, hogy az egyedi intézkedéseket mindig felül kell vizsgálni a teljes fogyasztás függvényében, annak érdekében, hogy megbizonyosodjunk a konkrét optimalizálási intézkedés gazdasági hatékonyságáról. A jó szolgáltató legelőször is megkérdezi a vevőtől, mik a követelményei és a célkitűzései, és csak ezután lát neki a legfontosabb 3 intézkedés meghatározásának, a vevővel együtt. A Festo esetében ezt mint egy elő-auditot végezzük. Ezalatt meghatározzuk az alapadatokat ahhoz, hogy felépítsük a sűrítettlevegő-rendszer állapotának képét, és hogy beazonosítsuk a vevő szükségleteit. Ezek az adatok határozzák meg a további megközelítéseket és tervezett intézkedéseket. Milyen gyorsan térülnek meg a költségmegtakarító intézkedések? A gyakorlatból kiindulva a megtérülési idő egy és két év között van. A legtöbb energia megtakarítási projektben ezen az időkereten belül érték el a beruházás megtérülését (return on investment ROI). A gyors ROI érdekében döntő tényező a meghatározott intézkedések azonnali bevezetése. Hogyan garantálják a hosszú idejű megtakarításokat? Ha a sűrítettlevegő rendszert egyszer már optimalizálták és naprakész állapotba hozták, fontos biztosítani energiahatékonyságát és ezzel költséghatékonyságát. Ennek két módja van. Egyrészről ezt szerviz és karbantartási szerződésekkel lehet elérni, azaz rendszeres szivárgás ellenőrzésekkel, sűrítettlevegő-minőség elemzésekkel, az egyes gépek karbantartásával. Különbség van általában a megelőző karbantartás (csatlakozók meghúzása, kenés) az ellenőrzés (károsodások keresése) és a javító karbantartás (alkatrészek cseréje) között. Alternatív lehetőség a know-how átvétele a szolgáltatótól a vállalathoz, ami megfelelő oktatás kérdése. Ily módon a tudás felépíthető és biztosítható a vállalaton belül.

10 10 Copyright 2013, Festo AG & Co. KG Ki hajtsa végre a költség-megtakarító intézkedéseket? Annak érdekében, hogy a lehető legjobban kiaknázzák a megállapított megtakarítási lehetőségeket, ajánlatos a meghatározott intézkedéseket azonnal végrehajtani. Ne felejtsük el: minden nap pénzmegtakarítást jelent! Audit Tervezés Bevezetés Karbantartás Oktatás és tanácsadás Nagyon hasznos, ha van egy olyan partner, aki ismeri a sűrített levegős rendszereket, a legújabb technológiákat és birtokában van a megfelelő know-how tudásnak. A szolgáltatás csomag ideális esetben minden szolgáltatást tartalmaz az audittól a tervezésen keresztül egészen az optimalizálási intézkedések bevezetéséig és a személyzet oktatásáig. A szolgáltatáscsomag tanúsítva kell legyen, például az ISO/DIS nek megfelelően. Ez biztosítja, hogy alkalmas és minősített energia-megtakarítási méréseket fog kapni a megrendelő. Összefoglalás 11. ábra: Holisztikus szolgáltatáscsomag energia-megtakarításhoz a sűrítettlevegős rendszerekben Gyakran előfordul azonban, hogy a vállalat számára nem áll rendelkezésre elegendő forrás ahhoz, hogy minden intézkedést bevezessen házon belül. Sokszor nincs elég ideje rá a személyzetnek, vagy nincsenek meg a szükséges mérőeszközök vagy a megfelelő know-how nem áll rendelkezésre. Azon kívül, hogy a mérési eredményeket helyesen kell értelmezni, gyakran már a tartalék alkatrészek kifutottak és a termékekre megadott helyettesítők sem kaphatók többé. Röviden, sok különféle szempontot kell észben tartani ahhoz, hogy közel kerüljünk az optimumhoz, ami az energia fenntartást illeti. Az optimális energiahasználat integrált megközelítése a sűrített levegős rendszerekben számos előnyt jelent a rendszerek üzemeltetői számára: csökkenő energia-költségek és ennek eredményeképpen csökkenő működési költségek, csökkenő karbantartási és szerviz költségek, növekvő folyamat biztonság, csökkenés a nem tervezett állásidőkben és az ehhez tartozó költségekben. Az, hogy melyik intézkedést éri meg bevezetni, a körülményektől és a kezelő célkitűzéseitől függ. Számos tanulmány és kutatási projekt (Green Carbody Technologies 2013, EnEffAH 2012, Compressed Air Systems in the European Union, 2000) igazolja, hogy különösen a szivárgásellenőrzés és -megszüntetés olyan kis költségű módszer, amely jelentősen hozzájárul a sűrítettlevegő költségeinek csökkentéséhez. Mint bármely más technológia, a sűrítettlevegőrendszerek is hatékonyak, ha professzionális módon használják és tartják karban. 12. ábra: Sűrítettlevegő-energiahatékonysági audit ISO/DIS szerint, TÜV-SÜD tanúsítás

11 Copyright 2013, Festo AG & Co. KG 11 Egy gyakorlati példa Vevő Globális élelmiszergyártó cég Intézkedések Szivárgás feltárás és megszüntetés üzemi szinten Kezdeti állapot Üzem: kb m² Installált kompresszor kimenet: 410 kw Sűrítettlevegő-fogyasztás: 40 m³/perc Üzemi órák: óra/év Kompresszor nyomása: 6 bar rel. Sűrített levegő fogyasztás: m³/ év Sűrített levegő átlagára: 1,8 cent/m³ Sűrített levegő költsége: Euró/év A sűrítettlevegő-audit eredménye Azonosított szivárgások: 296 Összes sűrítettlevegő-veszteség: 1,6 millió m³/év Szivárgási veszteség: Euró/év Csökkenés az éves CO2 kibocsátásban: kb. 160 t Projekt összes költsége (beleértve a pótalkatrészeket is): Euró Felhasznált források ISO/DIS EnEffAH projekt Energiahatékonyság a hajtómű és handling technológia területén folytatott gyártás során ( ); Tanulmány: Sűrítettlevegő-rendszerek az Európai Unióban Fraunhofer Institution ISI (2000) Green Carbody Technologies kutatási projekt, 2013 Szerzők Jürgen Billep Service Management Festo AG & Co. KG, Germany Helko Fleischhacker Service Management Festo AG & Co. KG, Germany A sűrített levegő költségének 10 % csökkenése: Megtakarítás euróban: /év Megtérülési idő: 13 hónap Sűrített levegő költsége euró/év 350, , , , , ,000 50, % A szolgáltatás előtt A szolgáltatás után 13. ábra: A sűrítettlevegő 10%-a volt megtakarítható a szivárgások megszüntetésével

12 Információkérő lap Telefax: Festo Kft. Lukács Andrea Küldő neve: Cég: Postacím: Telefon: Fax: További információt kérek a Festo cég alábbi termékéről, illetve szolgáltatásáról: Hengerek Szelepek, szelepszigetek Levegőelőkészítők Kiegészítő elemek Festo energiamegtakarítási szolgáltatás Handling- és pozícionálás DVD-katalógus Oktatás/tanfolyamok Személyes kapcsolatfelvételt kérek Kérem küldjenek meghívót az e témában tartandó szakmai rendezvényekre Kérem küldjenek a negyedévente megjelenő Festo hírlevélből html formában, en nyomtatott formában, postán Festo Automatika Kft Budapest, Csillaghegyi út Hotline: (+36 1) Telefax: (+36 1) hotline_hu@festo.com (ajánlatkérés/megrendelés) info_hu@festo.com (általános kérdések) Festo a közösségi oldalakon FestoMagyarorszag 2014/01/FESS