mgr inż. Wojciech Halkiewicz Gospodarka energetyczna sprężonym powietrzem" Seminarium Optymalizacja zużycia energii w zakładach przemysłowych Gdańsk 23.05.2012
CO TO JEST GOSPODARKA ENERGETYCZNA SPRĘŻONYM POWIETRZEM? Czy wiesz jaki jest Wasz wskaźnik [kwh/m 3 ] i ile kosztuje u Was 1 m 3 powietrza? Jaki jest zakres regulacji ciśnienia, jakie są spadki na instalacji? Czy wycieki są u Was pod kontrola i jakiej są wielkości? Ile kwh energii zużywane jest na sprężone powietrze na 1 tonę produktu, ile powietrza zużywa się na 1 tonę produktu? Czy to jest monitorowane?
KRÓTKO O WSKAŹNIKACH 1 bar ciśnienia wymaga ~7% mocy sprężarki 1 bar za wysokie ciśnienie zwiększa wycieki o 13 % Średnia wielkość wycieków, to 30% powietrza produkowanego Zalecana prędkość w rurociągu 5-10 m/s Pobór energii do produkcji, to ~0,111 kwh/m 3
O NAS Jesteśmy niezależną od koncernów sprężarkowych grupą specjalistów zajmujących się generowaniem oszczędności w systemach sprężonego powietrza. Szczycimy się ponad 20 letnim doświadczeniem w branży sprężonego powietrza. Wiarygodny i precyzyjny pomiar jest podstawą naszej pracy. Nie da się bowiem poprawić procesu, którego nie można zmierzyć.
POMIARY PODSATWOWE DLA PROWADZENIA GOSPODARKI ENERGETYCZNEJ SPRĘŻONYM POWIETRZEM Pomiar przepływu sprężonego powietrza Jego ciśnienia i strat ciśnienia na sieci Mocy pobieranej przez sprężarki Opcjonalnie - ciśnieniowego punktu rosy Oczekiwane wskaźniki do monitoringu, to: [kwh/m 3 ]; [zł/m 3 ]; p; Δp; wielkość wycieków, punkt rosy
CZYNNOŚCI RUTYNOWE OBSŁUGOWE SYSTEMU Detekcja ultradźwiękowa wycieków 1-2 razy w roku Kalibracja urządzeń pomiarowych lub audyty weryfikacyjne Monitoring oraz nadrzędne sterowanie Systematyczne obserwowanie trendów
POMIAR PRZEPŁYWU, CIŚNIENIA ORAZ MOCY Jakie jest faktyczne zapotrzebowanie zakładu na sprężone powietrze i jak kształtuje się zmiana zapotrzebowania w czasie? Jak stabilne jest ciśnienie i jakie są jego spadki na rurociągach? Czy wycieki znajdują się w akceptowalnym zakresie? Jakie powinny być optymalne parametry zainstalowanych sprężarek?
POMIAR PRZEPŁYWU, CIŚNIENIA ORAZ TEMPERATURY Precyzyjne pomiary z dużą dokładnością w całym zakresie pomiarowym, kalibrowane na sprężonym powietrzu, z wyjściem RS485 (odczyt 3 parametrów z 1 urządzenia). Możliwe do montażu i demontażu (kalibracja i czyszczenie) - także pod ciśnieniem bezinwazyjnie. Możliwość łatwego wyprowadzenia lub zapisów danych na potrzeby analiz raportów i monitoringu. Uwaga! Inne urządzenia do pomiaru powietrza mokrego i suchego!
POMIAR PRZEPŁYWU, CIŚNIENIA ORAZ MOCY Pomiar przepływu powietrza mokrego (za sprężarkami) połączony z pomiarem mocy sprężarek jest jedynym źródłem faktycznej wiedzy na temat efektywności sprężarek. Znajomość faktycznego kosztu wyprodukowania 1m 3 sprężonego powietrza jest podstawą prowadzenia gospodarki sprężonym powietrzem. Odpowiednie oprogramowanie umożliwia analitykę przebiegu zmienności strumienia powietrza, symulację i dobór właściwych sprężarek i ich systemów sterowania lub ich wyłączanie gdy nie są potrzebne.
POMIAR PRZEPŁYWU, CIŚNIENIA ORAZ TEMPERATURY DOBRY POMIAR TO NIE TYLKO DOBRY SPRZĘT ALE PRZEDE WSZYTKIM WIEDZA, CO GDZIE I JAK MIERZYĆ ORAZ JAK ZINTERPRETOWAĆ WYNIK.
OPROGRAMOWANIE I WYNIKI POMIARÓW Kalkulacja potencjału oszczędności energii i pieniędzy
OPROGRAMOWANIE I WYNIKI POMIARÓW Możliwość pomiaru i analizy: - kilku sprężarkowni jednocześnie -przepływu powietrza - ciśnienia, spadków ciśnień - temperatury powietrza sprężonego, powietrza w sprężarkowni, powietrza zasysanego, etc. - temperatury ciśnieniowego punktu rosy - mocy elektrycznej na sprężarkach
OPROGRAMOWANIE I WYNIKI POMIARÓW Ustawienie parametrów na loggerach wykonywane jest zdalnie. Potem należy już tylko zainstalować je na instalacji i przycisnąć przycisk START. Efektem jest możliwość pełnej analityki mierzonych parametrów podczas pomiaru wg tej samej podstawy czasu.
DETEKCJA ULTRADŹWIĘKOWA Ultradźwiękowa detekcja wycieków pozwala na jednoznaczne zlokalizowanie punktów nieszczelności, a posiadane przez nas oprogramowanie umożliwia szczegółowe wyliczenie kosztów ponoszonych z tytułu konkretnego wycieku. Obliczamy również emisję gazów cieplarnianych związaną z produkcją traconej energii elektrycznej.
DETEKCJA ULTRADŹWIĘKOWA Usuwanie wycieków jest najistotniejszym elementem generowania oszczędności w systemach sprężonego powietrza. Aby umożliwić skuteczną eliminację nieszczelności, w oparciu o wyniki należy przygotować czytelny i jednoznaczny raport wraz z analizą.
MONITORING I NADRZĘDNE STEROWANIE Posiadanie zdalnego monitoringu stanowi solidną podstawę do prowadzenia gospodarki energetycznej sprężonym powietrzem, a także do negocjacji lepszych stawek za obsługę serwisową. Diagnostyka sieci sprężonego powietrza ułatwia i zwiększa efektywność pracy służb utrzymania ruchu.
MONITORING I NADRZĘDNE STEROWANIE 100% 10% koszty serwisu 20% koszty zakupu 80% 2 40% 70% koszty energii elektrycznej 20% 0% 0% 1 100% TRYB ENERGETYCZNY - realizuje rotację pracy sprężarek w trybie optymalizującym zużycie energii. Tryb zalecany przy współpracy sprężarek o różnych wydajnościach. Sterownik dokonując odpowiednich przeliczeń, włącza i wyłącza sprężarki w takiej kolejności, która zapewnia w danym momencie najniższy pobór energii niezbędny do utrzymania w sieci zadanego ciśnienia. Dodatkowo, uaktywniony tryb rotacji czasowej zapewnia równe wykorzystanie sprężarek o takiej samej wydajności.
MONITORING I NADRZĘDNE STEROWANIE Układy sterownia pracą sprężarek Nadzór nad praca urządzeń uzdatniania sprężonego powietrza oraz urządzeń peryferyjnych Wizualizacja (raporty, wykresy, podsumowania, monitoring)
Nr 1 90 kw - 10bar (1997) Nr2 132kW- 10 bar (1999) Nr 3 90 kw- 10 bar (2003) SUMARYCZNIE Ilość godzin pracy łącznie [h]na dzień 10.09.2010 58500 70000 40900 Moc elektryczna pod obciążeniem łącznie z wentylatorem [kw] 99,04 143,01 95,8 337,85 Ilość godzin pracy na biegu luzem [h] 5000 6000 5000 Moc elektryczna na biegu luzem łącznie z wentylatorem [kw] 28,13 32,36 22,27 82,76 Ilość godzin pracy pod obciążeniem [h] 53500 64000 35900 Energia pobrana łącznie pod obciążeniem [kwh] 5298640 9152640 3439220 17890500 Energia pobrana łącznie na biegu luzem [kwh] 140650 194160 111350 446160 Energia elektryczna pobrana przez sprężarkę w jej życiu [kwh] 5439290 9346800 3550570 18336660 Stawka za 1 kwh [zł] 0,33 0,33 0,33 0,33 Łączny koszt energii w życiu sprężarki [zł] 1794965,7 3084444 1171688,1 6051097,8 Koszty zakupu [zł] 103000 140000 124000 367000 Koszty serwisu [zł] 65000 140000 75000 280000 Wydajność sprężarki [m 3 /h] 780 1236 834 2850 Ilość powietrza wyprodukowana w życiu sprężarki [m 3 ] 41730000 79104000 29940600 150774600 Jednostkowy wskaźnik poboru energii [kwh/m 3 ] 0,130 0,118 0,119 0,122 Łączny koszt produkcji powietrza [zł] 1962965,7 3364444 1370688,1 6698097,8 Jednostkowy koszt produkcji 1 m3 powietrza [zł/m 3 ] 0,047 0,043 0,046 0,044 Średnia ilość godzin pracy pod obciążeniem rocznie 4115,38 5818,18 5128,57 15062,14 Średnia ilość godzin pracy rocznie 4500,00 6363,64 5842,86 16706,49 Średnio-roczny koszt produkcji powietrza 150997,36 305858,55 195812,59 652668,49 Potencjał oszczędności - rocznie z centralnego sterowania - przy histerezie regulacji 0,5 bar Potencjał oszczędności - z wycieków ograniczonych o połowę RAZEM 45 687 zł 65 267 zł około 100.000,-zł na rok
MONITORING I NADRZĘDNE STEROWANIE Monitoring to nie tylko wgląd w wyniki pomiarów w czasie rzeczywistym ale także możliwość przygotowywania raportów oraz zestawień obejmujących dłuższy okres czasu. Bądź świadom tendencji wzrostu bądź spadku zapotrzebowania określonych wydziałów oraz całego zakładu. Szybko i precyzyjnie sporządzaj dokumentację niezbędną do planowania inwestycji lub kalkulacji kosztów produkcji.
EKSPERTA MOGĄCEGO ZWERYFIKOWAĆ I UMOŻLIWIĆ MONITORING EFEKTYWNOŚCI SYSTEMÓW
MONITORING I NADRZĘDNE STEROWANIE Obecnie produkowane systemy monitoringu są wstanie uwzględnić dane z bardzo wielu różnych czujników rozmieszczonych na całej rozciągłości sieci sprężonego powietrza
MONITORING I NADRZĘDNE STEROWANIE A następnie przetworzyć je wszystkie do postaci zbiorczych wykresów bądź symulacji poddających się łatwej analizie. Możliwy jest nawet zdalny podgląd procesów zachodzących w sieci sprężonego powietrza przez Internet.
PODSUMOWANIE Ostatnie dwadzieścia lat nie przyniosło zasadniczych zmian w sposobie konstruowania sprężarek. Powstała natomiast możliwość prowadzenia DOSTĘPNYCH CENOWO rzetelnych pomiarów i wszechstronnej analizy danych. W konsekwencji produkcja, akumulacja, dystrybucja i zużycie sprężonego powietrza stały się procesami, którymi da się zarządzać.
PODSUMOWANIE Niezależni eksperci to dziś grupka pionierów promujących podejście do sprężonego powietrza jako do medium energetycznego, a nie tylko gazu atmosferycznego. Działania ekspertów umożliwiły ich partnerom uzyskanie oszczędności liczonych w milionach złotych.
PODSUMOWANIE
PODSUMOWANIE Pozostajemy do Państwa dyspozycji: mgr inż. Wojciech Halkiewicz Tel. 61 834 35 80; 604 51 54 52 wh@aria-c.pl www.aria-c.pl www.7bar.pl
Systemy sprężonego powietrza w Unii Europejskiej, Raport końcowy, Październik 2000, ISBN 3-932298- 16-0 Jak oszczędzać energię w systemach sprężonego powietrza Wojciech Halkiewicz, Fundacja na Recz Efektywnego Wykorzystania Energii, Katowice 2009. Materiały informacyjne Gardner Denver Materiały informacyjne, obliczenia i analizy będące własnością Vector Sp. z o.o. Materiały będące własnością www.aria-c.pl Biuletyny BCAS