Dobór sprężarek

Compressor Installation at PIL, Bolivia

Źródło: Atlas Copco

 

Produkcja sprężonego powietrza pochłania średnio mniej więcej 10% kosztów energii pobieranej przez zakład przemysłowy. Bardzo wiele firm ma sprężarki renomowanych firm o najwyższej jakości. W tym samym czasie bardzo wiele zakładów boryka się z problemami sprawności i integracji systemów produkcji powietrza. Statystycznie w Polsce pracuje bardzo wiele bardzo dobrych sprężarek, ale bardzo wiele z nich jest źle dobranych.

 

Co zatem należy zrobić, żeby poprawić sprawność istniejących systemów, albo jak dobrać sprężarki do nowego obiektu oraz jakimi kryteriami w takich sytuacjach się kierować?
Odpowiedź na tak postawione pytania jest na tyle obszerna, że trzeba ją podzielić na 2 podstawowe części: pierwsza dotyczyć będzie samego doboru sprężarek natomiast druga obejmie zagadnienia poprawy efektywności istniejących już systemów.
Dodatkowo jeszcze warto zwrócić uwagę na zagadnienie wyboru pomiędzy sprężarką olejową, a bezolejową. Przyznam, że w swoim 25-letnim życiu zawodowym spotkałem się z wieloma instalacjami w zakładach branży spożywczej, farmaceutyczno-kosmetycznej, chemicznej, czy nawet szpitali zasilanych sprężarkami z wtryskiem oleju oraz zakładami branży metalowej, motoryzacyjnej czy agd, zasilanymi sprężarkami bezolejowymi. Przykładów zaskakujących w tej dziedzinie spotkałem bardzo wiele, a sprawa wydaje się czasem przedmiotem specyficznego sporu „politycznego” wewnątrz korporacji kupującej sprężarki, dlatego dylemat wyboru pomiędzy sprężarkami bezolejowymi czy też smarowanymi olejem – pozostawimy na inną okazję. W tym artykule skupimy się na doborze urządzeń pod kątem ich optymalnej pracy i kosztów posiadania oraz procesu zakupowego.

 

Proces doboru sprężarek do nowo projektowanego obiektu
Istnieje kilka kluczowych parametrów, którymi powinien się kierować decydent.
1.    Zapewnienie parametrów oczekiwanych w procesie technologicznym (ilość powietrza np. w [m³/min], jego ciśnienie np. w [bar], jakość związana z dyspozycją normy PN-ISO 8573.1 – tj. resztkowa zawartość oleju, cząstek stałych i wilgoci) oraz łączny koszt posiadania sprężarki.
2.    Niezawodność (tu: dostaw powietrza).
3.    Trwałość (tu: zachowanie optymalnych parametrów systemu przez długi czas).
4.    Energooszczędność (tu: zachowanie sprawności układu i niskich nakładów na energię).
5.    Minimalizacja negatywnego wpływu na środowisko.
Kiedyś zapewnienie parametrów sprowadzało się do określenia, jakie jest maksymalne zapotrzebowanie na sprężone powietrze przy określonym ciśnieniu oraz jakie są wymogi czystości powietrza. Do tego trzeba było dobrać sprężarkę i układ uzdatniania. Jednak obecnie te proste zasady zostały zweryfikowane przez ekonomię. Otóż większość kosztów posiadania sprężarki w czasie jej „życia technicznego”, to koszty energii pobierane przez sprężarkę. I to właśnie kryterium jest najważniejsze przy doborze sprężarek. Np. dla 5-letniej pracy sprężarki na dwie zmiany zaledwie 20% stanowią koszty jej zakupu, a koszty serwisu stanowią ok. 10%.

image001_m

Rys. 1. Struktura kosztów posiadania sprężarki przez 5 lat jej pracy na dwie zmiany

 

Im sprężarka więcej pracuje (np. na 3 zmiany przez 365 dni) – tym koszty energii stanowią istotniejszą większość kosztów ogólnych. Jaka zatem powinna być odpowiedź na pytanie o zapewnienie właściwych ilościowo i jakościowo dostaw powietrza? Odpowiedź należy oprzeć przynajmniej na uproszczonym profilu zmienności zapotrzebowania na powietrze po to, żeby można było dobrać właściwą sekwencję kilku sprężarek możliwie najlepiej – nadążnie – w sposób prawie liniowy – dopasowujących się do potrzeb użytkownika.
Jeśli jako kryterium przyjmiemy koszty energii – system powinien być więc elastyczny. Takie kryterium najlepiej wypełnić stosując jedną sprężarkę o wydajności regulowanej w możliwie liniowy sposób, z możliwie najszerszym zakresem regulacji (np. sprężarka śrubowa zmiennoobrotowa), z możliwie najwyższą sprawnością w całym zakresie regulacji. O to jest trudno, bo nie wszyscy dostawcy sprężarek mogą budować je tak, żeby regulowały się w szerokim zakresie. Nie wszyscy są w stanie budować je tak, żeby miały sprawność wysoką w całym zakresie regulacji. Nie jest to niczyja wina.
Budowanie agregatu sprężarkowego, to zwykle kompromis pomiędzy uzyskiwaniem wysokiej sprawności, a kosztem komponentów. Najdroższy komponent, to tzw. „stopień śrubowy”, zwany modułem sprężającym, czy też jednostką główną, sercem sprężarki.

 

Oil-free rotary screw

Źródło: Atlas Copco

 

Authors

Related posts

Góra
English