Методика аудита систем воздухоснабжения - энергосбережение в производстве сжатого воздуха

Проблемы повышения конкурентоспособности и качества, снижения себестоимости производимой продукции являются основными для российской промышленности. Расчеты себестоимости продукции крупных промышленных предприятий показывают, что одной из главных затратных составляющих являются затраты электроэнергии, в структуре которых в числе самых больших - затраты на производство сжатого воздуха, применяемого как рабочая среда в технологических процессах (например, в химических производствах) и как энергоноситель (пневмоинструмент, пневмооснастка, пневмоавтоматика и т.д.) практически на всех предприятиях.

В целях энергосбережения в производстве сжатого воздуха был проведен анализ систем воздухоснабжения предприятий различных отраслей промышленности, который показал, что себестоимость производства сжатого воздуха оказывается недопустимо высокой, а качество низким.

Причин этому несколько:

  1. Снабжение сжатым воздухом предприятий выполняется, как правило, с центральной компрессорной станции. Некоторые потребители сжатого воздуха удалены на сотни и даже тысячи метров, в результате в трубопроводах имеют место большие гидравлические потери, конденсатные пробки, утечки, величина которых значительно превышает нормативные. Кроме того, жесткая централизация делает затруднительным снабжение различных потребителей сжатым воздухом различных уровней давления. Давление выбирается на уровне, необходимом самому «высокобарному» оборудованию, и многие потребители расходуют сжатого воздуха гораздо больше, чем это необходимо.
  2. На большинстве компрессорных станций установлены физически и морально устаревшие компрессорные агрегаты, имеющие удельный расход электроэнергии на 25 - 30% выше по сравнению с современными компрессорными агрегатами. Кроме того для этих компрессоров часто применяется водяное охлаждение с соответствующими затратами на водоподготовку.
  3. Регулирование производства сжатого воздуха компрессорной станцией в соответствии с потреблением производится, либо включением - выключением компрессоров, либо дросселированием (искусственным понижением давления ниже атмосферного) на всасывании, либо стравливанием избыточного воздуха в атмосферу, объем которого достигает 50% от производительности компрессоров. Это самые неэффективные способы регулирования.
  4. Потребители сжатого воздуха в подавляющем большинстве не имеют приборов учета потребляемого воздуха, что приводит к его нерациональному использованию, отсутствии стимулов к экономии.
  5. На компрессорных станциях, при транспортировке сжатого воздуха, у потребителей, как правило, отсутствуют, либо установлены малоэффективные, не автоматизированные, сепараторы влаги, осушители воздуха, конденсатоотводчики.

Таким образом, модернизация компрессорных станций, распределительных сетей, потребителей сжатого воздуха в сочетании с разумной децентрализацией и утилизацией сбросной теплоты является одним из существенных резервов снижения себестоимости и повышения качества продукции, эффективным мероприятием по энергосбережению в производстве сжатого воздуха.

Приступая к выбору оборудования для замены или модернизации компрессорных установок, лицам, ответственным за этот процесс, предстоит решить несколько непростых задач. Во-первых, на нашем рынке присутствует большое количество фирм, предлагающих оборудование с примерно одинаковыми техническими характеристиками, во-вторых, самих вариантов проведения замены оборудования может существовать великое множество. Например, можно оставить централизованную схему воздухоснабжения, заменив устаревшие поршневые компрессора на современные центробежные безмаслянные, или произвести полную децентрализацию с установкой винтовых компрессоров непосредственно у потребителей. Можно применить  смешанную схему, выделив низкобарных  потребителей в отдельную сеть, либо использовать, при монтаже систем сжатого воздуха,  компрессоры с регулированием производительности по воздуху путём изменения скорости вращения ротора  или периодического перекрывания впускного клапана. Разница в  затратах при различных вариантах может достигать сотен тысяч и даже  миллионов рублей.

Из вышесказанного следует, что для выбора наиболее эффективного варианта замены компрессорного оборудования необходимо предварительное исследование характера потребления воздуха подразделениями предприятия, состояния пневмосетей, с последующим технико-экономическим обоснованием нескольких  вариантов модернизации системы воздухоснабжения. Это и составляет суть такой инжиниринговой услуги как пневмоаудит.

Базовым элементом проведения пневмоаудита является наличие достоверных данных по потреблению сжатого воздуха на предприятии. Компания ООО «ТЭМС», г. Нижний Новгород, освоила уникальную технологию проведения прямых замеров расхода сжатого воздуха. Ее применение позволяет в кратчайшие сроки определить параметры расходов сжатого воздуха в различных точках пневмосети в динамике. Для установки переносного прибора-расходомера достаточно лишь небольшой врезки на прямом участке трубопровода.

Результатом измерения являются графики следующего вида (а так же таблицы в формате Excel):

С помощью этих графиков/таблиц можно определить характер потребления сжатого воздуха подразделениями предприятия. Это позволяет выбрать оборудование максимально подходящее для того или иного подразделения.

Например, значительные по величине и времени колебания в потреблении сжатого воздуха указывают на эффективность применения на этом участке винтового компрессора с регулируемым электроприводом, а относительно большой и стабильный расход сжатого воздуха свидетельствует о возможности применения центробежных компрессоров. Измерение потребления воздуха в период простоя оборудования (обеденный перерыв), позволяет выявить величину непроизводительного расхода воздуха (утечек) и оценить эффективность мероприятий по их предотвращению. Проведение измерений в точках непосредственного производства и потребления сжатого воздуха даёт возможность выявления «слабых мест» , т.е. участков с большими падениями давления, и позволяет выдавать рекомендации по оптимизации пневмосетей. Следует отметить, что существуют аналитические методы определения потребления сжатого воздуха подразделениями предприятия, основанные на паспортных данных воздухопотребляющих установок и данных о загрузке установок Однако, точность этих методов далека от удовлетворительной а реальное потребление воздуха может сильно отличаться от паспортного вследствие физического износа оборудования.

По итогам замеров производится технико-экономическое обоснование нескольких вариантов размещения оборудования при монтаже систем сжатого воздуха. Данные варианты приводятся к сопоставимому виду, прежде всего по энергопотреблению и затратам на техническое обслуживание. И, в конечном итоге, заказчику остаётся только выбрать наиболее предпочтительный для него вариант.

ООО «ТЭМС», г.Нижний Новгород, предлагает ниже перечисленные услуги по модернизации компрессорных станций, отдельных компрессорных установок предприятий:

  • аудит конечных потребителей, распределительной пневмосети, производства сжатого воздуха с технико-экономическим обоснованием предлагаемых мероприятий по энергосбережению и реконструкции существующих систем;
  • проектирование систем сжатого воздуха, выполнение проектных работ по созданию оптимальной системы воздухоснабжения исходя из уровня и режима потребления сжатого воздуха;
  • проектирование и поставка компрессорных станций;
  • поставка, монтаж систем сжатого воздуха, пусконаладка оборудования (компрессорные машины, устройства подготовки воздуха, воздухопроводы, система контроля и управления) отечественного и иностранного производства как в стандартной комплектации, так и по специальному заказу, который включает в себя:
    • различное климатическое исполнение;
    • различные виды приводов, включая регулируемый;
    • различные системы охлаждения;
    • различные уровни автоматики;
    • различные типы пуска (мягкий пуск, частотно регулируемый пуск).
  • сервисное обслуживание поставленного оборудования в гарантийный и после-гарантийный (по отдельному договору) сроки, включая возможность аварийно-технического обслуживания на месте нахождения оборудования.

Сотрудничество с ООО «ТЭМС» может включать как весь вышеперечисленный комплекс услуг, так и начинаться с любого этапа (например, проведение аудита с инструментальными замерами параметров и расхода сжатого воздуха, заключение договора на поставку, монтаж систем сжатого воздуха, компрессорного оборудования, проектирование систем сжатого воздуха, проектирование и поставку компрессорных станций, выполнение проектных работ по привязке приобретенного оборудования и т.д.).