Audyt systemów sprężonego powietrza

Fot. Festo

Każdy audyt stanowi systematyczną i niezależną ocenę danej organizacji, systemu, procesu, projektu lub produktu. Przedmiot audytu jest badany na zgodność z określonym punktem odniesienia. W szczególności audyt może dotyczyć również instalacji sprężonego powietrza w fabrykach i magazynach.

Punktem odniesienia do audytu może być lista kontrolna, przepisy prawa, normy oraz standardy lub przepisy wewnętrzne danej organizacji (procedury, polityki itp.). Audyt stanowi określenie poziomu zgodności z normą audytową oraz wskazanie możliwych niezgodności, stanowiących prawne, finansowe lub inne ryzyko dla przedmiotu badania. Należy podkreślić, że zespół audytowy nie polega jedynie na oświadczeniach audytowanego podmiotu i ma obowiązek uzyskać od jego przedstawicieli konkretne, materialne dowody, które świadczą o spełnieniu lub niespełnieniu autentyczności wymagań. Zarówno stopień szczegółowości, jak i sposób potwierdzania autentyczności dowodów, jest określany w wytycznych audytowych, zgodnie ze specyfiką dla danej branży.

W kontekście audytów instalacji sprężonego powietrza należy podkreślić, że bardzo często czynności w tym zakresie odnoszą się jedynie do pomiarów przepływu powietrza. Jednak dobrze wykonany audyt jest zdecydowanie dalej idący. Powinien dotyczyć bowiem dwóch obszarów, z których jeden obejmuje pobór i odbiór sprężonego powietrza, a drugi jego wytwarzanie. Do oceny każdego z tych obszarów konieczny jest pomiar czynników i mediów, będących na wejściu systemu oraz elementów wychodzących z każdej części instalacji. Ważna jest przy tym ocena celu, metodyki oraz oczekiwanych efektów. Na przykład niejednokrotnie audyty, które przeprowadzają dostawcy sprężarek, kończą się sprzedażą kolejnego urządzenia. Specjaliści zwracają przy tym uwagę, że rzadko wykonywane są takie pomiary, gdzie efektem jest nie kupienie, a wyłączenie działających sprężarek.

Jak zatem właściwie powinny być wykonane pomiary przepływu? Przede wszystkim ważne jest, aby powstał obszar poboru powietrza w całej fabryce czy magazynie. Analizę należy przeprowadzić wraz z pomiarem ciśnienia, łącznie z obliczeniem lub pomiarem jego spadków.

Etapy audytu

Typowy audyt sprężonego powietrza składa się z kilku etapów: przeglądu instalacji sprężonego powietrza w sprężarkowni i hali produkcyjnej, analizy strat z uwzględnieniem wycieków z instalacji oraz określenia uśrednionych kosztów produkcji sprężonego powietrza.

Audyt obciążenia sprężarek w sprężarkowni głównej odbywa się przy użyciu specjalnych urządzeń pomiarowych, których wyniki pracy pozwalają na sporządzenie raportu dotyczącego przebiegu zmienności poboru powietrza, obciążenia sprężarek oraz ciśnienia w czasie. Powstały raport obejmuje również wykresy przebiegu, statystyki oraz określenie wskaźników bieżącego, jednostkowego poboru energii. Wnioski końcowe powinny zawierać zalecenia dotyczące instalacji sprężonego powietrza w kontekście poprawy efektywności wytwarzania powietrza dla systemu oraz możliwych oszczędności.

Na rynku dostępne jest urządzenie Logger, które zbiera wszystkie istotne dane i przekazuje je do komputera, a ten na ich podstawie, tworzy wykres zużycia sprężonego powietrza. Przedstawiane są wahania zużycia, fazy biegu luzem, czas pracy i postoju sprężarek oraz przyporządkowanie wydajności każdej sprężarki do określonego zużycia sprężonego powietrza. Z uzyskanych danych specjalne oprogramowanie „System oszczędzania Kaeser” (KESS) wylicza zapotrzebowanie na energię kontrolowanej stacji sprężonego powietrza i porównuje je z zapotrzebowaniem stacji zoptymalizowanej. Oprócz tego KESS jest w stanie zasymulować różnego rodzaju alternatywne warianty systemowe. Na podstawie porównania przedstawionych wariantów oraz wyliczenia amortyzacji ustala się zakres wymaganej modernizacji.

Audyt przed wyborem sprężarki

O audyt warto zadbać w szczególności na etapie wyboru sprężarki. Koniecznie trzeba bowiem sprawdzić, czy sprężarka w ogóle jest potrzebna. Niejednokrotnie audyt udowadnia, że odpowiednie kroki optymalizacyjne pozwolą na uzyskanie większej wydajności istniejącej już instalacji sprężonego powietrza.

Jeżeli zakup kompresora okaże się konieczny, to dzięki audytowi zostaną pozyskane informacje na temat wydajności, rodzaju oraz konfiguracji sprężarki. Sposób użycia nowej sprężarki w aplikacji warunkuje bowiem zastosowanie modelu stałoobrotowego lub z falownikiem. W kontekście konfiguracji niejednokrotnie uwzględnia się też zabudowę kilku mniejszych sprężarek, zamiast jednej o większej mocy.

Audyt przed wyborem sprężarki ułatwi wybór najefektywniejszego rozwiązania, stosownie do potrzeb fabryki. Odpowiedni dobór sprężarki (sprężarek), układów sterowania, uzdatniania sprężonego powietrza i jego dystrybucji (przesyłu) determinuje koszty użytkowania określonego rozwiązania, zwłaszcza że koszty energii elektrycznej stanowią ponad 70% kosztów łącznych eksploatacyjnych instalacji sprężonego powietrza. Im lepiej dopasowany układ sprężarkowy, tym efektywniejsza (mniej energochłonna) produkcja sprężonego powietrza.

Usługi audytu na rynku

Firma Aria-C wykonuje audyt, zaczynając od pomiarów wielkości wycieków sprężonego powietrza, z określeniem kolejności ich usuwania. Jednocześnie mierzony jest pobór powietrza w części produkcyjnej, ilość powietrza produkowanego oraz ilość energii pobranej na te potrzeby. Kluczową rolę odgrywa analiza zmienności poboru w czasie. W ten sposób użytkownik zyskuje informacje o tym, jaki jest koszt produkcji powietrza oraz jaki jest jednostkowy pobór mocy na 1 m3 powietrza. Wyniki są interpretowane w taki sposób, by określić wskazówki dotyczące możliwości zmniejszenia zużycia energii.

Metoda pomiarowa Measurement Box firmy Atlas Copco jest nieinwazyjna, a pomiar wykonuje się po stronie elektrycznej sprężarek. W ten sposób zyskuje się obraz całkowitego obciążenia sieci sprężonego powietrza widzianej ze sprężarkowni. Jest przy tym możliwe wykonywanie symulacji komputerowych po to, aby precyzyjnie dobrać najefektywniejszą konfigurację sprężarek. Konfiguracja obejmuje dobór liczby i wielkości sprężarek oraz ustalenie odpowiednich nastaw ciśnieniowych. W efekcie zapewniony jest optymalny wybór sprężarki, unikając jej przewymiarowania. Warto przypomnieć, że przewymiarowane sprężarki oznaczają duży udział biegu jałowego, czyli energii zużytej na ich bezproduktywną pracę (na biegu jałowym sprężarka pobiera 20–22% mocy znamionowej zużywanej na pracę w dociążeniu bez sprężania powietrza).

Fot. Atlas Copco

Usługę audytu sprężonego powietrza oferuje również firma Pneumat System. Po wykonaniu audytu powietrza dostarczana jest pisemna analiza z wnioskami oraz sugerowanym programem naprawczym. Oprócz tego dostarczany jest raport z nieszczelności ze wstępnym oszacowaniem i dokumentacją fotograficzną i oznaczonymi punktami krytycznymi. Usunięcie nieszczelności może być wykonane przez pracowników firmy Pneumat System lub we własnym zakresie. Istotną rolę odgrywają przy tym pomiary wykonane po zakończeniu modernizacji w obiekcie (audyt porealizacyjny).

Podsumowanie

Usługi obejmujące audyt cieszą się dużym uznaniem w obiektach, gdzie postawiono na kontrolowanie procesu przepływu powietrza i generowanie oszczędności w tym zakresie. Należy podkreślić, że im większe zużycie medium, tym większa możliwość poczynienia oszczędności.

Najprostszy audyt obejmuje wykonanie pomiarów przepływu powietrza, ciśnieniowego punktu rosy sprężonego powietrza oraz temperatury i ciśnienia. Istotne jest przy tym wykrywanie i eliminacja nieszczelności instalacji pneumatycznej. Daleko idący audyt powinien pozwolić na pozyskanie wielu informacji na temat możliwych oszczędności zarówno w wytwarzaniu, jak i przesyle sprężonego powietrza.

Autor: Damian Żabicki – dziennikarz, redaktor, autor tekstów, specjalizujący się w tematyce technicznej i przemysłowej. Specjalista public relations firm z branży technicznej.