Jak wybrać odpowiednią sprężarkę powietrza dla swojej firmy
Kilka miesięcy temu zadzwonił do nas kierownik zakładu, którego rachunek za prąd po zainstalowaniu nowej sprężarki znacznie przekroczył oczekiwania. Na papierze wszystko wyglądało dobrze. Jednostka miała wystarczającą wydajność, ciśnienie znamionowe było zgodne z arkuszem danych technicznych, a produkcja przebiegała bez zakłóceń.
Okazało się, że problemem nie był kompresor. Ktokolwiek zaprojektował system, zwymiarował go pod kątem bezwzględnego szczytowego zapotrzebowania instalacji i na tym poprzestał — nigdy nie spojrzał na to, co działo się przez resztę dnia, kiedy zapotrzebowanie było znacznie niższe, a sprężarka nadal pracowała, po prostu nie wykonując zbyt wiele użytecznej pracy.
Widzimy to częściej, niż myślisz.
Wybór odpowiedniej sprężarki tak naprawdę nie polega na dopasowaniu silnika do numeru na karcie specyfikacji. Chodzi o zrozumienie, co dzieje się z powietrzem od momentu jego sprężenia do momentu użycia, a właściwie zaprojektowany system utrzymuje stałe ciśnienie, działa niezawodnie i nie marnuje na to energii.
Zacznij od procesu, a nie od kompresora
Zanim w ogóle przyjrzysz się modelom sprężarek, musisz zrozumieć, co tak naprawdę zużywa powietrze.
Nie ma dwóch zakładów o tej samej krzywej popytu. Całodobowa linia to zupełnie inny problem niż warsztat, w którym po kilka godzin dziennie używa się kilku narzędzi pneumatycznych. Zanim więc ktoś określi specyfikację sprzętu, warto się z nim zapoznać.
Załóżmy, że instalacja pracuje pod ciśnieniem 7 barów, średnio 18 m3/min, ale osiąga szczytową prędkość 30 m3/min przez 6000 godzin w roku. Jeśli dobierzesz rozmiar systemu do wartości szczytowej wynoszącej 30 m3/min i uznasz, że jest gotowy, zbudujesz urządzenie, które przez większość swojego życia będzie działać znacznie poniżej swojej wydajności. Prawdziwa praca polega na zrównoważeniu tego, co dzieje się w szczycie, z tym, co dzieje się w drugim przypadku90%tamtego czasu.
Nie zakładaj, że większe jest lepsze
Jest to prawdopodobnie najczęstszy błąd, z jakim się spotykamy: dobieranie rozmiaru w najgorszym przypadku i nic więcej.
Większy kompresor z pewnością zapewnia większą przestrzeń nad głową. Jeśli jednak większość czasu spędza na włóczeniu się w ramach swojego efektywnego zakresu działania, płacisz za tę rezerwę co godzinę, niezależnie od tego, czy tego potrzebujesz, czy nie. Weźmy jednostkę o mocy 110 kW dostosowaną do szczytowej wydajności 25 m3/min — jeśli rzeczywista średnia w instalacji wynosi 12-15 m3/min, sprężarka będzie spędzać dużo czasu na rozładunku lub nieefektywnej pracy cyklicznej. Dodaj do tego kilka tysięcy godzin i to są prawdziwe pieniądze.
W rzeczywistości zwracamy uwagę na średnie zapotrzebowanie, minimalne zapotrzebowanie, czas trwania szczytów, schemat ładowania/rozładowywania oraz rodzaj sterowania stosowanego przez sprężarkę.
W większości przypadków lepszym rozwiązaniem nie jest jeden duży kompresor — są to dwa lub trzy współpracujące ze sobą. Jedna jednostka o stałej prędkości obsługująca stałe obciążenie podstawowe, jednostka o zmiennej prędkości śledząca wahania i coś utrzymywanego w rezerwie na wypadek awarii. Ta kombinacja pozwala śledzić rzeczywisty popyt znacznie lepiej niż kiedykolwiek byłaby to w stanie zrobić pojedyncza, ponadgabarytowa maszyna.
Presja kosztuje więcej, niż ludzie zdają sobie sprawę
Wszyscy zwracają uwagę na przepływ powietrza. Presja jest ignorowana, a nie powinna.
Zwiększanie ciśnienia tłoczenia wymaga więcej energii, zatrzymanie. W wielu zakładach ciśnienie jest wyższe, niż jest faktycznie potrzebne — nie dlatego, że wymaga tego produkcja, ale dlatego, że system dystrybucji jest nieszczelny, ma za małe wymiary lub jest źle rozplanowany, a najłatwiejszym sposobem na zrekompensowanie tego jest uruchomienie sprężarki.
Załóżmy, że w momencie użycia proces potrzebuje tylko 7 barów, ale sprężarka pracuje pod ciśnieniem 8,5 bara, aby zrekompensować straty po drodze. To dodatkowe 1,5 bara nie pomoże nikomu na dalszym etapie przepływu — po prostu płaci za wadliwe rurociągi, zablokowane filtry, zbyt dużą liczbę złączek lub zbyt długi przebieg dystrybucji.
Ogólna zasada jest taka, że każdy dodatkowy bar ciśnienia tłoczenia dodaje około 6-7%do Twojego rachunku za energię. Dobrą praktyką jest utrzymywanie całkowitego spadku ciśnienia w systemie dystrybucyjnym poniżej około 0,3-0,5 bara. Większość roślin, które zmierzyliśmy, osiąga wyniki znacznie powyżej tego poziomu, nie zdając sobie z tego sprawy.
Wycieki to miejsce, w którym faktycznie idą pieniądze
Weszliśmy do wielu obiektów z doskonale dobrą, wydajną sprężarką i systemem dystrybucji, z którego wycieka powietrze z tuzina armatury, której nikt nie sprawdzał od lat.
Jeden wyciek sam w sobie nie wydaje się dużo. Używaj go nieprzerwanie przez rok, a wyniki szybko się sumują.
Oto przybliżone poczucie skali: 3-milimetrowy otwór przy ciśnieniu w układzie 7 barów zazwyczaj traci około 1 m³/min wolnego powietrza. Jeśli pracujesz tak nieprzerwanie przez 6000 godzin w roku, otrzymasz około 360 000 m3 zmarnowanego powietrza. Przy typowym poziomie 0,11–0,13 kWh na m3 w przypadku systemu 7 barów oznacza to około 4000–5000 kWh rocznie z jednego wycieku – a większość zakładów ma ich więcej niż jeden.
Zanim ktokolwiek zacznie mówić o wymianie sprężarki, warto obejść fabrykę i sprawdzić:
- Połączenia rurowe
- Szybkozłącza
- Zawory
- Narzędzia i sprzęt pneumatyczny
- Linie, które już nawet nie są używane
W połowie przypadków najtańszą dostępną aktualizacją jest po prostu naprawienie tego, co już jest.
Jakość powietrza zależy całkowicie od tego, co z nim robisz
Sprężone powietrze wychodzące z przewodu wygląda na czyste. Tak nie jest. Powietrze otoczenia przenosi wilgoć i olej, a kompresja skupia to wszystko.
To, jak bardzo to ma znaczenie, zależy od pracy. Ogólna produkcja zwykle radzi sobie z podstawową filtracją i usuwaniem wilgoci. Linie farby wymagają bardziej suchej i czystszej powłoki, aby uniknąć defektów powierzchni. W przemyśle spożywczym i farmaceutycznym często potrzebne jest całkowicie wolne od oleju powietrze. Produkcja elektroniki staje się jeszcze bardziej rygorystyczna w zakresie zanieczyszczeń.
Przejście z surowego sprężonego powietrza do czegoś użytecznego zwykle oznacza suszarki (chłodzone lub ze środkiem pochłaniającym wilgoć), filtry liniowe, separatory olej-woda, odbiorniki i pewien sposób monitorowania tego wszystkiego. Sprężarka to tylko punkt wyjścia – wszystko później decyduje, czy powietrze faktycznie nadaje się do użytku.
Cena jest najmniejszą liczbą w tej decyzji
Wielu kupujących koncentruje się na cenie zakupu i na tym poprzestaje. W przypadku sprężarek przemysłowych liczba ta stanowi zwykle najmniej ważną część całkowitego kosztu.
Energia jest tam, gdzie trafiają prawdziwe pieniądze. Używaj sprężarki o mocy 90 kW przez 6000 godzin rocznie przez dziesięć lat, a koszt energii elektrycznej w tym okresie przewyższa kwotę, jaką zapłaciłeś za maszynę. Oznacza to również, że niewielka poprawa wydajności, nałożona na przestrzeni dekady, ma w efekcie o wiele większe znaczenie, niż ludzie się spodziewają.
Kiedy prawidłowo obliczymy liczby, bierzemy pod uwagę cenę zakupu, zużycie energii, konserwację, części, serwis i oczekiwany okres użytkowania – razem, a nie samą cenę zakupu.
Kompresor, który jest najtańszy w zakupie, rzadko jest tym, który jest najtańszy w eksploatacji.
Niezawodność nie jest opcjonalna
W wielu zakładach, jeśli sprężone powietrze zatrzymuje się, produkcja zatrzymuje się wraz z nim. Sprzęt wyłącza się, jakość może się obniżyć, a zegar zaczyna biec w przypadku przestoju.
Rzeczywisty koszt awarii sprężarki prawie nigdy nie jest wykazywany na fakturze za naprawę. Pojawia się w tym, co nie zostało wyprodukowane, gdy linia była nieczynna.
Dlatego też planowanie niezawodności wykracza poza specyfikację i uwzględnia takie rzeczy, jak rzeczywista historia działania sprężarki, szybkość realizacji serwisu na miejscu, dostępność części oraz rodzaj zdalnego monitorowania i konserwacji zapobiegawczej.
Twórz z myślą o tym, dokąd zmierza firma, a nie tylko tam, gdzie jest
System dostosowany dokładnie do dzisiejszego zapotrzebowania zwykle staje się problemem w ciągu dwóch lub trzech lat, gdy produkcja wzrośnie lub zostanie dodany nowy sprzęt.
Zanim cokolwiek sfinalizujesz, warto zadać sobie pytanie: czy pojemność prawdopodobnie wzrośnie? Czy nadejdzie więcej sprzętu pneumatycznego? Czy popyt będzie bardziej zmienny? Czy w pomieszczeniu sprężarek jest w ogóle miejsce na drugie urządzenie?
Planowanie tego teraz jest prawie zawsze tańsze niż późniejsze wyburzanie niewymiarowego systemu.
To zależy od całego systemu, a nie od tabliczki znamionowej
Wybór sprężarki nigdy tak naprawdę nie polegał na dopasowaniu liczby kW do zadania. Chodzi o zrozumienie, w jaki sposób maszyna wpasowuje się w proces, budynek i otaczający ją biznes.
System, który faktycznie działa dobrze, zapewnia stabilne ciśnienie, właściwy przepływ powietrza, niskie zużycie energii, prawdziwą niezawodność, łatwą konserwację i przestrzeń do rozwoju.
Właściwy kompresor nie jest największy na półce. Jest to rozwiązanie dopasowane do rzeczywistych potrzeb firmy — działające wydajnie, niezawodnie i konsekwentnie przez cały okres eksploatacji.
Jeśli nie masz pewności, na czym stoi Twój system, audyt powietrza — rzeczywisty profil zapotrzebowania, spadek ciśnienia, obciążenie nieszczelnością, wszystko zmierzone, a nie zakładane — jest zazwyczaj najszybszym sposobem sprawdzenia, czy problemem jest sprężarka, czy wszystko, co z nią wisi.
Widzimy to częściej, niż myślisz.
Wybór odpowiedniej sprężarki tak naprawdę nie polega na dopasowaniu silnika do numeru na karcie specyfikacji. Chodzi o zrozumienie, co dzieje się z powietrzem od momentu jego sprężenia do momentu użycia, a właściwie zaprojektowany system utrzymuje stałe ciśnienie, działa niezawodnie i nie marnuje na to energii.
Dalsze czytanie
- 5 pytań, na które musisz odpowiedzieć przed zakupem sprężarki powietrza
- Rafinerie ropy naftowej, zakłady chemiczne, porty i obiekty przemysłowe — sprężarka powietrza z silnikiem wysokoprężnym firmy Kotech zasila systemy pianowe tam, gdzie ma to największe znaczenie.
- Czyste powietrze, zero ryzyka: bezolejowe sprężarki KOTECH dla lotnisk.
- Jednostopniowy czy dwustopniowy? Sprężarka Kotech zapewnia 80–88%Wydajność w wymagających zastosowaniach przemysłowych
- Sprężarka KOTECH – Dlaczego dwustopniowa
- Czy kropla oleju może uziemić całą flotę? Bezolejowe sprężarki KOTECH zapewniają bezpieczeństwo operacji na lotniskach.
- Górnictwo i eksploracja: dlaczego zwykłe sprężarki nie przetrwają ani jednego lata.
- Czyste powietrze na żądanie: bezolejowe sprężarki KOTECH zapewniają nieprzerwaną pracę lotnisk.
Dalsze czytanie
- Instrukcja konserwacji obrotowej sprężarki śrubowej
- Jak wybrać niezawodny sprzęt na sprężone powietrze do trudnych warunków
- Inżynieria odśrodkowych sprężarek powietrza: zasady, dobór i zastosowania przemysłowe
- Ukryty koszt sprężonego powietrza: dlaczego najniższa cena zakupu nie zawsze jest najlepszym wyborem
- Sprężarka powietrza z silnikiem Diesla 185 CFM – Fire Truck Foam Sy
- 5 pytań, na które musisz odpowiedzieć przed zakupem sprężarki powietrza
- Rafinerie ropy naftowej, zakłady chemiczne, porty i obiekty przemysłowe — sprężarka powietrza firmy Kotech z silnikiem wysokoprężnym zasila systemy pianowe tam, gdzie ma to największe znaczenie.
- Czyste powietrze, zero ryzyka: bezolejowe sprężarki KOTECH dla lotnisk.
Powiązane przypadki stosowane
Często zadawane pytania
Prawie zawsze w systemie dystrybucji narasta powolny spadek ciśnienia – zatkany filtr lub nowy wyciek. Najpierw sprawdź różnicę ciśnień filtra.
Nie koniecznie. Często sprężarka ma wolne moce produkcyjne, a nowa linia potrzebuje jedynie własnego rurociągu o odpowiednich wymiarach.
Sprawdź nastawę ciśnienia w stosunku do wartości zadanej wcześniej. Technicy czasami podbijają ten problem „dla bezpieczeństwa”, nie zaznaczając tego.
Przyjrzyj się wentylacji pomieszczenia sprężarki przed samym urządzeniem — zdarza się to często, gdy w pobliżu pojawia się druga sprężarka lub inny sprzęt.
Zwykle jest to suszarka niedopasowana do rzeczywistego przepływu powietrza lub odpływ odbiornika, który przestał działać. Warto sprawdzić także sezonowe warunki otoczenia.
