Преимущества установки винтовых компрессоров

Снабжение некоторых предприятий сжатым воздухом по сей день осуществляется по старой, экономически неэффективной схеме...

     Исследования показывают, что на сегодняшний день компрессорное оборудование потребляет более 10% электроэнергии, расходуемой промышленностью. Естественно, что при таком огромном потреблении и высокой стоимости электричества любые решения, связанные с более экономичными схемами использования компрессорного оборудования, вызывают большой интерес у потребителей.
     На большинстве предприятий уже отходят от старой - централизованной модели снабжения производства сжатым воздухом и переходят к более совершенной и экономичной - децентрализованной модели. Причина, по которой это происходит, состоит в том, что новый метод обеспечения сжатым воздухом позволяет отказаться от использования централизованных компрессорных помещений и пневматических сетей большой протяжённости а, следовательно, даёт возможность избежать всех затрат, связанных с данным недостатком (потери составляют 20-30%). Децентрализованный способ предусматривает установку отдельных воздушных компрессоров непосредственно у каждого потребителя. Кроме того, что винтовые компрессоры позволяют экономить электроэнергию до 30% за счёт использования винтового блока последнего поколения GHH-rand и автоматического регулирования подачи воздуха в соответствии с потреблением, они имеют ряд преимуществ по сравнению с обычными поршневыми машинами:

  • период безремонтного пробега для винтовых компрессоров на порядок дольше, чем для стандартных поршневых компрессоров;

  • винтовые компрессоры не нуждаются в специально обученном персонале, который постоянно следил бы и обслуживал бы их;

  • они не требуют специально подготовленного фундамента, необходимо лишь иметь небольшую ровную площадку, которая смогла бы выдержать их вес. Это даёт возможность устанавливать компрессоры в непосредственной близости у потребителя сжатого воздуха;

  • к ним не требуется подвод/отвод охлаждающей воды, т.к. винтовой блок имеет воздушное охлаждение, а теплый воздух после охлаждения компрессора можно использовать для отопления помещения или подогрева воды - рекуперации;

  • винтовой блок в компрессорах имеет минимальную шумность и вибрацию;

  • винтовой компрессор полностью автоматизирован;

  • сжатый воздух на выходе из компрессора имеет минимальное остаточное содержание масла.

     Практика показывает, что на обрабатывающих производствах в среднем используется только 50-80% мощности компрессора. При этом обычные винтовые компрессора работают в режиме "холостой ход", а поршневые компрессора выбрасывают произведенный воздух в атмосферу, т.е. деньги за потребляемую электроэнергию уходят <в воздух>.
     В целях экономии энергетических затрат была специально разработана и внедрена одна из самых перспективных серий воздушных винтовых компрессоров Inversys с регулируемой производительностью.
      Основной причиной использования компрессоров серии Inversys с частотным приводом является то, что типичное потребление сжатого воздуха на предприятии в течение суток в разные дни недели значительно колеблется.
     Частотный преобразователь меняет скорость вращения электродвигателя и автоматически обеспечивает потребителя сжатым воздухом заданного давления, в требуемом количестве без образования излишков, что уменьшает энергопотребление.
     Данный тип компрессоров экономит до 36% электроэнергии, что позволяет окупить машину за срок не более двух лет!
      Основная экономия получается за счет отсутствия расхода электроэнергии при работе на холостом ходу (компрессор потребляет 20% мощности работая на холостом ходу) и разницы избыточного давления. На одну избыточную атмосферу экономится примерно 8% электроэнергии. При стандартной разницы верхнего и нижнего уровней давлений в 1,5 атм. экономия за счет разницы давлений составит 12%. Все компрессоры серии Inversys оснащены цифровыми системами управления, которые позволяют поддерживать давление на необходимом уровне с точностью до 0,1 атм., и это является ещё одним источником экономии электроэнергии.
     Также использование одного воздушного винтового компрессора с регулируемой производительностью, работающего совместно с обычными машинами, позволяет обычным компрессорам работать со 100%-ной нагрузкой (которая является оптимальной), что обеспечивает максимальную экономию электроэнергии.
     Исследования говорят, что значительная часть электроэнергии, подводимой к компрессору, безвозвратно преобразуется в тепло. Процентное соотношение потерь энергии выглядит следующим образом:

  • основная часть энергии рассеивается при охлаждении масла, примерно 72%;

  • потери в двигателе составляют 10%;

  • потери в концевом охладителе сжатого воздуха - 10%;

  • 3% уходит в окружающую среду;

  • 4-5% остается в сжатом воздухе.

     На сегодняшний день существуют технологии, которые позволяют рекуперировать 70-80% энергии, рассеиваемой при охлаждении масла, при этом отвод тепла не оказывает никакого влияния на основную функцию компрессора - производство сжатого воздуха. Отводимое тепло может быть использовано для различных нужд производства, например для обогрева помещения, в холодное время года или для подогрева воды (при использовании специальных теплообменников), которую можно использовать в технологических целях.
     Важным достоинством оборудования является применение серийных расходных материалов (фильтров, масел и т.д.), что оптимизирует затраты на эксплуатацию. Сама техника, соответствует стандартам ГОСТ / ISO / DIN, мало обслуживаемая, компактная и имеет изящный дизайн.
     В качестве примера, который покажет экономическую выгоду использования компрессора с частотным преобразователем, можно взять компрессор DVK 60 (мощностью 45 кВт), загруженный на 70% (5000 часов в год).

  1. Непроизводительные затраты на холостой ход:
    (20% от 45) х (30% от 5000 часов) = 13 500 кВт*час

  2. Затраты, связанные с тем, что переключение на холостой ход происходит не мгновенно, на одну разгрузку:
    (45-(20% от 45))/2 х (1/60 часа) = 0,3 кВт*час
    принимая среднюю частоту разгрузок 20 раз в час, суммарно за год получаем:
    5000 час х 20 разгр/час х 0,3 = 30 000 кВт*час

  3. Затраты, связанные с тем, что при разгрузке уже сжатый воздух сбрасывается в атмосферу.
    При объёме ресивера такого компрессора 80 л и средним расходе электроэнергии 0,126 кВт/час на 1 кубометр, за год получаем:
    5000 час х 20 разгр/час х 0,08 м3 х 0,126 кВт*час/м3 = 1 008 кВт*час

  4. Затраты, связанные с <лишним> давлением.
    Обычно простой компрессор, работая в режиме нагрузка/холостой ход, поддерживает давление в сети в диапазоне, составляющем примерно 1 бар. Компрессор с частотным регулированием поддерживает давление с точностью 0,1 бара при любой степени загрузки. А каждый лишний бар давления нагнетания увеличивает электропотребление компрессора на 6-8%.
    За год выигрыш составит:
    (1-0,1) х (7% от 45) х 5000 час = 14 175 кВт*час

  5. Затраты, связанные с утечкой сжатого воздуха из сети.
    Потери составляют примерно 25%, при этом скорость утечек воздуха пропорциональна давлению и ,соответственно, увеличивается на 10% с каждым дополнительным баром. Если конечное давление компрессора составляет 10 бар, то машина серии Inversys позволяет сэкономить 9% утечек (1-0,1 = 0,9).
    За год экономия составляет:
    5000 час х 9% от (25% от 45) = 5 063 кВт*час

     Общая годовая экономия электроэнергии при сравнении компрессора серии Inversys с обычным компрессором может составить:
13 500 + 30 000 + 1 008 + 14 175 + 5 063 = 63 746 кВт*час.

     И это лишь экономия на электроэнергии! С учетом экономии на ремонте и персонале очевидно -  современное компрессорное оборудование окупится в самые короткие сроки!