Print

Vzduch = peníze

-- 28.06.2017

Úniky stlačeného vzduchu jsou nákladné a až příliš často jsou přehlíženy.

Stlačený vzduch není zadarmo. Když srovnáváme procentní podíl příkonu s dodanou hodnotou, špatně provozovaný systém stlačeného vzduchu může stát více než voda, elektřina, pára, ba dokonce více než zemní plyn. Úniky vzduchu mohou rovněž zpomalit provozní činnosti v podniku, neboť spotřebovávají více energie, než je nutné pro dodávku stlačeného vzduchu. Pokud k tomu dochází nekontrolovaně a po příliš dlouhou dobu, tyto úniky vzduchu mohou vést ke zbytečným odstávkám výroby.

Úniky stlačeného vzduchu jsou nejen přímým zdrojem ztrátové energie, ale mohou také přispět k poklesu tlaku systému, kvůli čemuž pneumatická zařízení pracují s nižší účinností a zkracují tak svůj životní cyklus. Úniky a netěsnosti stlačeného vzduchu mají na svědomí častější cyklování zařízení, čímž se zvyšuje doba provozu vzduchových kompresorů, což vede k dalším požadavkům na údržbu a možným prodloužením neplánovaných prostojů.

Jednoduše řečeno, úniky vzduchu přispívají ke zbytečnému navyšování kapacity kompresoru. Úniky, které jsou spojeny s obvyklým problémem vyšších než požadovaných provozních tlaků systému, vedou k tomu, co je všeobecně nazýváno jako „umělá poptávka“. To vše negativně ovlivňuje efektivitu výroby a zkracuje životnost téměř všech systémů a pneumatických nástrojů. Kombinace nadměrné spotřeby energie a zkrácené životnosti zařízení je dvojí ránou pro hospodářský výsledek podniku.

Například malá výrobní společnost uvažovala o koupi druhého vzduchového kompresoru s vyšším výkonem, než jaký provozovala v současné době. Před provedením nákupu si však objednali kontrolní audit systému stlačeného vzduchu. A udělali dobře! Výsledky auditu jasně prokázaly, že více než 75 000 dolarů ze 100 000 dolarů, které společnost každoročně vynakládala na dodávku stlačeného vzduchu, bylo zbytečně promrháno kvůli únikům stlačeného vzduchu, nekontrolované poptávce a nesprávným aplikacím.

Instalace většího vzduchového kompresoru by tento problém jen zkomplikovala; zvýšila by se totiž spotřeba energie. To, co společnost skutečně potřebovala, byl program na vzdělávání pracovníků údržby, jenž by se týkal zkušebních postupů a technologií, které by eliminovaly plýtvání energiemi a umožnily by podniku pracovat efektivněji. 

Hledání úniků

Existuje přesvědčení, že úniky vzduchu se nejčastěji objevují v hlavním rozvodu nad zemí; to je samozřejmě pravda, ale jen částečně. Skutečné problémy se obvykle nacházejí v přízemních výškách ve vzduchových hadicích, v hadicových spojkách a armaturách, v rychlospojkách, ve filtrech, v regulátorech a maznicích.

Existuje několik dalších příčin úniků, jež jsou často přehlíženy a které je třeba mít na paměti:

  • Netěsnosti u pneumatických válců se nejčastěji projevují kolem těsnění táhel nebo pístů.
  • Úniky kolem pístového těsnění se projeví na výfukovém kanálku regulačního ventilu válce.
  • Potrubní armatury mohou být uvolněné, protože zařízení bylo nainstalováno nesprávně anebo bylo těsnění během instalace aplikováno nesprávně.
  • Na nízké kvalitě vstupních materiálů sice můžete zpočátku ušetřit, ale nezapomeňte, že levné věci vás nakonec mohou vyjít na velké peníze.
  • Nesprávně umístěné potrubí může způsobovat budoucí netěsnosti.
  • V případě příležitostného nárazu vysokozdvižných paletových vozíků nebo jiných zařízení pro manipulaci s materiálem do potrubních přípojek může dojít k prasknutí příslušných armatur.
  • Někdy jsou úniky výsledkem lidské chyby či lajdáctví; někteří pracovníci to prostě neřeší a nevadí jim, že používají netěsnicí nářadí nebo zanedbávají svou povinnost uzavřít ventily a zastavit přívod vzduchu v případech, kdy pro danou aplikaci není přívod stlačeného vzduchu aktuálně zapotřebí nebo se výroba na několik dní zastavila. 

Uvedené nevelké úniky v místech, kde bychom je ani moc nečekali, jsou opravdu největšími přispěvateli, protože obvykle se jich v rámci celého podniku nachází velké množství. 

Úniky, tlak a umělá poptávka

Výše v článku jsme se zmínili o tom, že ztráty způsobené úniky a vyšší tlak v systému stlačeného vzduchu vedou k umělé poptávce. Nyní se podívejme na některé vzorce, které nám pomohou pochopit tento koncept trochu lépe.

Hodnoty pro tlaky vyšší než 15 psig lze vypočítat podle následujícího přibližného vzorce sestaveného S. A. Mossem.

M = rychlost úniku v librách za sekundu

A = plocha úniku ve čtverečních palcích

C = součinitel průtoku

P1 = celkový vstupní tlak v psia

T1 = vstupní teplota ve stupních Rankina (70 + 460 = 530) 

Hmotnostní průtoky (M) se převádějí na objemové průtoky (cu ft/min) pomocí činitele hustoty 14,7 psia, 70 F, 0 % RH, což je 0,07494 lb/cu ft. 

Zde je příklad úniku vzduchu o velikosti 1/8 palce:

A = πd 2/4 = 3,14 × (0,125) 2/4 = 0,0123 in2

C = součinitel průtoku = 1

P1 = 100 psig = 114,7 psia

T1 = (70 + 460 = 530) druhá odmocnina 530 = 23.0217

M = .0326 lb/sek (libra za sekundu)

Vzduch při 70 °F a 14,7 psia váží 0,07494 lb/cu ft (0,0326 lb/sek × 60 sek/min) / 0,07494 lb/cu ft = 26.1 cu ft/min (kubická stopa za minutu) 

Pro jednodušší přehled výsledků daného vzorce zde uvádíme tabulku (nahoře), která zobrazuje ztrátu stlačeného vzduchu, založenou na specifickém průměru otvoru, stejně jako na zvýšení ztráty úniku vzduchu při stoupajícím tlaku systému.

V průmyslovém prostředí používáme orientační pravidlo v situacích, kdy se odvoláváme na hodnoty výkonu motoru kompresoru (kW) s tím, že zvyšováním (nebo snižováním) tlaku v systému lze zvýšit spotřebu v kW následujícím způsobem: při každém zvýšení tlaku o 2 psig potřebujeme zvýšit energii o 1 % k dosažení tohoto zvýšeného tlaku v systému (nebo naopak, a to v případě, kdy se tlak snižuje). Takže poměr 2 : 1 je naším výchozím bodem.

Při úniku vzduchu a zvýšení tlaku nám poměr vychází téměř 1 : 1. Z tabulky je patrné, že zvýšení tlaku ze 100 psig na 125 psig vede ke ztrátě stlačeného vzduchu o dalších 22 cfm. Z toho vyplývá, že pokud můžete snížit tlak systému, můžete současně snížit míru úniků stlačeného vzduchu a ušetřit díky snížení spotřeby energie na pohon motoru. 

Dimenzování systému

Poté, co opravíte velké množství netěsností a snížíte tlak systému, se vám může stát, že zjistíte, že provozujete vzduchové kompresory, které jsou pro váš systém příliš velké. Pokud tomu tak je, kompresory budou provozovány velmi neefektivně při pohledu na konkrétní výkon (kW/100 cfm). Například některé kompresorové zařízení běžící na 70 % své kapacity může stále spotřebovávat přibližně až 90 % energie.

Tam, kde je instalováno několik kompresorů najednou, můžete zvážit vypnutí některé z jednotek, zatímco v rámci systému s jedním kompresorem můžete přemýšlet o pořízení menšího kompresoru. V mnoha instalacích je kompresor s plynulou regulací otáček (VSD) schopen dokonale zapadnout do aplikace, protože se jednoduše přizpůsobuje aktuální poptávce bez ztráty energie, aniž by docházelo k částečnému neefektivnímu zatížení.

Pojďme si to celé shrnout: Méně netěsností a nižší tlak v systému = lepší a dlouhodobější provozování pneumatických zařízení. Kromě toho můžete instalací VSD pohonu s plynulými otáčkami ušetřit až 35 % energie na pohon motoru.

Každá společnost, která se zavázala snižovat náklady na energii, by měla provést průzkum úniků stlačeného vzduchu ve svém podniku. Mnoho podniků by mohlo dosahovat lepších hospodářských výsledků, jelikož existuje spoustu dodavatelů elektrické energie, kteří nabízejí významné slevy pro výrobce, již realizují programy na ochranu energie.

Až si příště všimnete úniku vzduchu, neignorujte to! Je to sice jenom vzduch, ale vzduch v tomto případě znamená peníze. Místo toho podnikněte příslušné kroky. Nechte si udělat kontrolní audit vašeho systému stlačeného vzduchu, abyste zjistili, zda se náhodou nepotýkáte s umělou poptávkou a zda máte správně zavedený plán na úsporu energií. Nakolik se vám podaří udržet stlačený vzduch ve vašem systému, natolik se budou držet peníze ve vaší peněžence. Ř&Ú 

Bob Baker je manažer odborného výcviku ve společnosti Atlas Copco Industrial Air Division v USA.

Autor: Bob Baker, Atlas Copco Industrial Air Division


Sponzorované odkazy

 
Aktuální vydání
Reklama

Navštivte rovněž

  •   Události  
  •   Katalog  

Události

Moderní technologie pro farmaceutický průmysl IV
2017-09-21 - 2017-09-21
Místo: Kongresové centrum Praha
MSV 2017 - Mezinárodní strojírenský veletrh
2017-10-09 - 2017-10-13
Místo: Výstaviště Brno
MSV Tour
2017-10-09 - 2017-10-13
Místo: Výstaviště, Brno
DeburringEXPO
2017-10-10 - 2017-10-12
Místo: Exhibition Centre Karlsruhe, Rheinstetten, Germany

Katalog

Schneider Electric CZ, s. r. o.
Schneider Electric CZ, s. r. o.
U Trezorky 921/2
158 00 Praha 5
tel. 00420737266673

Panasonic Electric Works Europe AG
Panasonic Electric Works Europe AG
Veveří 3163/111
616 00 Brno
tel. +420 541 217 001

Brady s.r.o
Brady s.r.o
Na Pantoch 18
831 06 Bratislava
tel. +421 2 3300 4862

ABB s.r.o.
ABB s.r.o.
Štětkova 1638/18
14000 Praha 4
tel. +420739552216

všechny firmy
Reklama



Tematické newslettery






Anketa


Na horách/u moře
Na chalupě/chatě v tuzemsku
Co je to dovolená?

O nás   |   Reklama   |   Mapa stránek   |   Kontakt   |   Užitečné odkazy   |   Bezplatné zasílání   |   RSS   |   Partneři   |   Blogy   |   
Copyright © 2007-2017 Trade Media International s. r. o.
Navštivte naše další stránky
Trade Media International s. r. o. Trade Media International s. r. o. - Remote Marketing Továrna - vše o průmyslu Control Engineering Česko Řízení a údržba průmyslového podniku Inteligentní budovy Almanach produkce – katalog firem a produktů pro průmysl Konference TMI