Ocena wydajności instalacji sprężonego powietrza na podstawie analizy pracy sprężarek

Transkrypt

1 Wydział Maszyn Roboczych i Transportu Zakład Maszyn Spożywczych i Transportu Żywności Ocena wydajności instalacji sprężonego powietrza na podstawie analizy pracy sprężarek dr inż. Karolina Perz

2 Plan prezentacji 1. Charakterystyka sprężonego powietrza 2. Zanieczyszczenia sprężonego powietrza 3. Budowa instalacji sprężonego powietrza 4. Koszty wytworzenia sprężonego powietrza 5. Badanie wydajności instalacji sprężonego powietrza na podstawie analizy pracy sprężarek 6. Podsumiowanie 2

3 Charakterystyka sprężonego powietrza Mieszanina gazów: bez smaku, bez zapachu, bez barwy. Ciśnienie wyższe od atmosferycznego 3

4 Charakterystyka sprężonego powietrza Podstawowe funkcje sprężonego powietrza: przenoszenie energii oraz sygnałów sterujących, odprowadzanie ciepła, smarowanie powierzchni ruchowych. 4

5 Zanieczyszczenia sprężonego powietrza Typy zanieczyszczeń: Cząstki stałe: kurz, sadza, Woda Olej piasek, powietrze o najwyższej klasie jakości powinno być wolne od bakterii i mikroorganizmów. 5

6 Budowa instalacji sprężonego powietrza A filtr wlotowy, B- sprężarka, C- separator cyklonowy, D zbiornik wyrównawczy, E osuszacz ziębniczy, F osuszacz adsorpcyjny, G mikrofiltr, I filtr dokładny, K aktywny węgiel, L filtr sterylny 6

7 Koszty wytworzenia sprężonego powietrza Szacunkowy rozdział wydatków ponoszonych przy wytwarzaniu sprężonego powietrza 7

8 Źródła oszczędności energii w sieciach sprężonego powietrza 1. Redukcja wycieków powietrza 2. Redukcja strat ciśnienia wynikających z tarcia 3. Prawidłowe projekty całych instalacji sprężonego powietrza 4. Częstsze wymiany wkładów filtrów 5. Unowocześnienie sprężarek 6. Napędy zmiennoobrotowe 7. itd. 8

9 Badanie wydajności instalacji sprężonego powietrza na podstawie analizy pracy sprężarek Celem badań jest ocena stanu instalacji sprężonego powietrza w zakładzie przemysłu spożywczego w ujęciu energetycznym oraz zaproponowanie alternatywnego rozwiązania by optymalnie wykorzystać energię. 9

10 Badanie wydajności instalacji sprężonego powietrza na podstawie analizy pracy sprężarek Obiektem badań był zespół sprężarek Gardner Denver typ ES wydajność znamionowa 69 l/s moc silnika znamionowa 30 kw Airpol typ NW 30 wydajność znamionowa 89 l/s moc silnika znamionowa 30 kw Ingersroll Rand typ SSR UP wydajność znamionowa 87 l/s moc silnika znamionowa 30 kw 10

11 Badanie wydajności instalacji sprężonego powietrza na podstawie analizy pracy sprężarek 11

12 Badanie wydajności instalacji sprężonego powietrza na podstawie analizy pracy sprężarek Dane obliczeniowe dla poszczególnych sprężarek Gardner Denver Airpol Ingersroll Rand Czas pracy na dociążeniu (h) 14,5 41,3 35,0 Czas pracy na odciążeniu (h) 41,5 67,1 4,0 Czas postoju (h) 86,5 34,1 103,7 Ilość cykli dociążenie/odciążenie Zużycie energii na dociążeniu (kwh) Zużycie energii na odciążeniu (kwh) Całkowite zużycie energii (kwh)

13 Badanie wydajności instalacji sprężonego powietrza na podstawie analizy pracy sprężarek Sprężarka Airpol cechowała się największym zużyciem energii na biegu jałowym, a także wykonała najwięcej cykli dociążenie/odciążenie. Z tej przyczyny przeprowadzono symulację polegającą na zastąpieniu sprężarki Airpol, sprężarką Atlas Copco 45 VSD o zmiennej prędkości obrotowej. 13

14 Badanie wydajności instalacji sprężonego powietrza na podstawie analizy pracy sprężarek Dane obliczeniowe dla poszczególnych sprężarek Gardner Denver Airpol Atlas Copco Ingersroll Rand Czas pracy na dociążeniu (h) 14,5 0,0 41,3 95,4 35,0 25,5 Czas pracy na odciążeniu (h) 41,5 0,1 67,1-4,0 0,2 Czas postoju (h) 86,5 142,5 34,1 47,3 103,7 116,9 Ilość cykli dociążenie/odciążenie Zużycie energii na dociążeniu (kwh) Zużycie energii na odciążeniu (kwh) Całkowite zużycie energii (kwh)

15 Badanie wydajności instalacji sprężonego powietrza na podstawie analizy pracy sprężarek 15

16 Podsumowanie Badania w zakładzie przemysłu spożywczego wykazały, że w wyniku zastosowania kompleksu trzech sprężarek sterowanych systemem dociążenie/odciążenie, przy dość dynamicznym charakterze rozbioru powietrza, znaczna ilość energii (1624 kwh w przeciągu tygodnia) marnowana jest na biegu jałowym sprężarek. 16

17 Podsumowanie Zastosowanie sprężarki ze zmienną prędkością obrotową sprawiło, iż cały układ dostosował się do dynamicznego charakteru rozbioru powietrza. Dzięki takiemu rozwiązaniu można ograniczyć ilość energii marnowanej na biegu jałowym. Ilość zaoszczędzonej energii w symulowanym układzie wynosi 1531 kwh w przeciągu tygodnia, co przekłada się na kwh w skali rocznej, czyli około złotych. 17

18 Dziękuję za uwagę 18