ビジネスに最適なエアコンプレッサーを選択する方法
数か月前、新しいコンプレッサーを設置した後に電気代が予想をはるかに超えて跳ね上がった工場管理者から電話がありました。紙の上ではすべてがうまくいっているように見えました。ユニットには十分な容量があり、圧力定格は仕様書と一致しており、生産は滞りなく行われていました。
コンプレッサーが問題ではないことがわかりました。このシステムを設計した人は、プラントの絶対的なピーク需要に合わせてシステムを設計し、そこで停止しました。需要がはるかに低く、コンプレッサーがまだ稼働していて、あまり有用な仕事をしていないその日の残りの時間に何が起こったかをまったく見ていませんでした。
これはあなたが思っているよりも頻繁に見られます。
適切なコンプレッサーを選択するということは、モーターをスペックシートの数値と一致させることではありません。それは、空気が圧縮された瞬間から使用される瞬間までに空気に何が起こるかを理解することです。実際に適切に設計されたシステムは、安定した圧力を保持し、確実に動作し、そのためにエネルギーを無駄にしません。
コンプレッサーではなくプロセスから始める
コンプレッサーのモデルを見る前に、実際に何が空気を消費しているのかを理解する必要があります。
同じ需要曲線を持つプラントは 2 つとありません。 24 時間体制で稼働しているラインは、1 日に数時間、数台のエアツールを使用する作業場とはまったく別の問題です。したがって、機器の仕様を決める前に、検討する価値があります。
プラントが 7 bar で稼働し、年間 6,000 時間にわたって平均 18 m3/分、ピーク時には 30 m3/分に達するとします。 30 m3/min のピークに合わせてシステムのサイズを設定し、それが完了したと判断した場合、その寿命のほとんどを、効率をはるかに下回って稼働するシステムを構築したことになります。本当の仕事は、ピーク時に起こることとそれ以外の時に起こることのバランスをとることです。90%当時の。
大きいほど良いと考えないでください
これはおそらく私たちが遭遇する最も一般的な間違いです。最悪の場合を想定してサイジングを行うだけです。
確かに、コンプレッサーが大きいほどヘッドルームが大きくなります。しかし、効率的な動作範囲内でほとんどの時間をダラダラと過ごしている場合、必要かどうかに関係なく、そのヘッドルームに対して 1 時間ごとにお金を払っていることになります。 25 m3/min のピークに対応するサイズの 110 kW ユニットを考えてみましょう。プラントの実際の平均が 12 ～ 15 m3/min である場合、そのコンプレッサーは荷降ろしや非効率なサイクルに多くの時間を費やすことになります。それを数千時間合計すると、実質のお金になります。
実際に確認するのは、平均需要、最小需要、ピークが続く時間、ロード/アンロード パターン、およびコンプレッサーが使用する制御の種類です。
多くの場合、より良い解決策は 1 台の大きなコンプレッサーではなく、2 台または 3 台のコンプレッサーを連携させることです。 1 つは安定したベース荷重を処理する固定速度ユニット、スイングを追跡する可変速ユニット、そして故障した場合に備えて予備として保持されているものです。この組み合わせは、単一の大型マシンよりもはるかに実際の需要を追跡する傾向があります。
プレッシャーは人々が思っている以上にコストをもたらします
誰もが空気の流れに注意を払っています。プレッシャーは無視されますが、無視されるべきではありません。
吐出圧力を高くすると、より多くのエネルギーが必要となり、完全に停止します。そして、多くのプラントでは、実際に必要な圧力よりも高い圧力で稼働しています。生産に必要な圧力だからではなく、配電システムに漏れがあったり、規模が小さかったり、レイアウトが不適切であったりするためで、それを補うにはコンプレッサーの回転を上げるのが最も簡単な方法です。
たとえば、プロセスの使用時に必要な圧力は 7 bar だけですが、コンプレッサーは途中での損失を補うために 8.5 bar で稼働しているとします。追加の 1.5 バールは、下流の誰にも役に立ちません。配管の不良、フィルターの詰まり、取り付け金具の多さ、またはそもそもの配送作業が長すぎることの代償を支払っているだけです。
大まかな経験則として、吐出圧力が 1 バール増えるごとに約 6 バール増加します。7%あなたのエネルギー料金に。分配システム全体の総圧力降下を約 0.3 ～ 0.5 bar 未満に抑えることが推奨されます。私たちが測定したほとんどのプラントは、気づかないうちにそれをはるかに上回って稼働しています。
リークは実際にお金が流れる場所です
私たちは、完璧に優れた効率的なコンプレッサーを備えた多くの施設を立ち入りましたが、何年も誰も見ていなかった十数個の継手から空気が漏れている分配システムもありました。
1 回のリーク自体はそれほど多くないようです。 1 年間継続して実行すると、すぐに加算されます。
大まかなスケールの感覚は次のとおりです。7 bar の線圧で 3 mm の穴では、通常、約 1 m3/min の自由空気が失われます。これを年間 6,000 時間継続的に実行すると、およそ 360,000 m3 の空気が無駄になることになります。 7 bar システムの一般的な 1m3 あたり 0.11 ～ 0.13 kWh は、1 回の漏洩で年間 4,000 ～ 5,000 kWh 近くに相当し、ほとんどのプラントでは複数の漏洩があります。
コンプレッサーの交換について話し始める前に、工場内を歩いて確認してみる価値があります。
- パイプ接続
- クイックカップリング
- バルブ
- 空気圧工具および装置
- もう使われていない路線も
半分の場合、利用可能な最も安価なアップグレードは、既存のものを修正するだけです。
空気の質は、空気の使い方に完全に依存します
ラインから出てくる圧縮空気はきれいです。そうではありません。周囲の空気には水分と油分が含まれており、圧縮するとそれらがすべて濃縮されます。
それがどの程度重要かは仕事によって異なります。一般的な製造では、通常、基本的な濾過と水分除去で対応できます。塗装ラインでは、表面の欠陥を避けるために、より乾燥した清潔な状態が必要です。食品や製薬の仕事では、完全にオイルフリーのエアが必要になることがよくあります。エレクトロニクス製造では、汚染についてさらに厳しくなっています。
生の圧縮空気を使用可能なものにするには、通常、乾燥機 (冷凍または乾燥剤)、ライン フィルター、油水分離器、レシーバー、およびそれらすべてを監視する何らかの方法が必要になります。コンプレッサーは出発点にすぎません。その後のすべては、その空気が実際に使用できるかどうかを決定します。
値札はこの決定における最小の数字です
多くの購入者は購入価格に注目し、そこで止まります。産業用コンプレッサーの場合、その数値は通常、総コストの中で最も重要ではありません。
エネルギーは実際のお金が使われる場所です。 90 kW のコンプレッサーを年間 6,000 時間、10 年間にわたって稼働させると、その耐用期間中の電気コストは、機械に支払った金額に比べて小さくなります。これはまた、わずかな効率改善が 10 年にわたって積み重なり、最終的には人々が期待するよりもはるかに重要なものになることを意味します。
数値を適切に計算すると、購入価格単独ではなく、購入価格、エネルギー使用量、メンテナンス、部品、サービス、予想耐用年数を合わせて検討することになります。
最も安価に購入できるコンプレッサーが、最も安価に稼働できるコンプレッサーであることはほとんどありません。
信頼性はオプションではありません
多くの工場では、圧縮空気が停止すると、生産も停止します。機器が停止し、品質が低下する可能性があり、ダウンタイムで時計が動き始めます。
コンプレッサーの故障による実際の費用が修理請求書に記載されることはほとんどありません。それは、ラインが停止している間に生産されなかったものに現れます。
そのため、信頼性計画では仕様書以外にも、コンプレッサーの実際の実績、現場でのサービスの提供速度、部品が実際に入手可能かどうか、どのような遠隔監視や予防保守が実施されているかなどが考慮されます。
ビジネスが現在ある場所だけでなく、ビジネスがどこに向かっているのかを考慮して構築する
今日の需要にぴったり合ったサイズのシステムは、生産が拡大したり、新しい機器が追加されたりすると、2 ～ 3 年で問題が発生する傾向があります。
何かを最終決定する前に、容量が増加する可能性があるかどうかを尋ねる価値があります。さらに多くの空気圧機器が登場するのでしょうか?需要はさらに変動するのでしょうか?コンプレッサー室には、将来的に 2 台目のユニットを設置できるスペースはありますか?
ほとんどの場合、後で規模の小さいシステムを取り壊すよりも、今すぐその計画を立てたほうが安く済みます。
重要なのはネームプレートではなくシステム全体です
コンプレッサーの選択は、決して kW 数を仕事に適合させることではありません。それは、その機械がその周囲のプロセス、建物、ビジネスにどのように適合するかを理解することです。
実際にうまく機能しているシステムは、安定した圧力、適切なエアフロー、低エネルギー使用、真の信頼性、管理しやすいメンテナンス、そして成長の余地を提供します。
適切なコンプレッサーは棚にある最大のものではありません。これは、ビジネスが実際に必要とするサイズに合わせたものであり、稼働している限り効率的、確実に、一貫して実行されます。
自分のシステムがどのような状況にあるのかがわからない場合は、空気監査 (実際の需要プロファイル、圧力降下、漏れ負荷、すべて想定ではなく測定) を行うのが、問題がコンプレッサーにあるのか、コンプレッサーにぶら下がっているすべてのものなのかを見つける最も早い方法です。
これはあなたが思っているよりも頻繁に見られます。
適切なコンプレッサーを選択するということは、モーターをスペックシートの数値と一致させることではありません。それは、空気が圧縮された瞬間から使用される瞬間までに空気に何が起こるかを理解することです。実際に適切に設計されたシステムは、安定した圧力を保持し、確実に動作し、そのためにエネルギーを無駄にしません。
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よくある質問
ほとんどの場合、分配システム内で徐々に圧力降下が蓄積し、フィルターの詰まりや新たな漏れが発生します。まずフィルターの差圧を確認してください。
必ずしもそうとは限りません。多くの場合、コンプレッサーには余力があり、新しいラインには適切なサイズの配管が必要なだけです。
圧力設定値を以前と比較して確認してください。技術者は、フラグを立てずに「安全のために」それをバンプアップすることがあります。
ユニット自体を設置する前に、コンプレッサー室の換気を確認してください。これは、2 台目のコンプレッサーまたは他の機器が近くに移動すると一般的です。
通常は、ドライヤが実際の空気の流れと一致していないか、レシーバのドレンが動作を停止していることが考えられます。季節ごとの周囲条件もチェックする価値があります。
