Persluchtproductie en - verdeling

Transcriptie

1 1 Inleiding De keuze van de compressor Regelingen van compressoren Belang van de persluchtdruk De aanzuiglucht Het persluchtverdeelnet Warmterecuperatie Werkdruk Flowmeting... 8 Een initiatief van: Met steun van: blz 1/8

2 1 Inleiding De productie en distributie van perslucht verbruikt tot 10% van de elektrische energie in de industrie. Persluchtinstallaties zijn dikwijls niet correct ontworpen, worden niet optimaal uitgebaat of worden niet goed onderhouden. Er is een neiging om te geloven dat perslucht goedkoop is niettegenstaande slechts 5 à 10% van de verbruikte (elektrische) energie omgezet wordt in nuttige mechanische energie op de werkplaats. De bedrijfsvoeringskost van een persluchtinstallatie over zijn gehele levensduur bedraagt het veelvoudige van de initiële installatie- en onderhoudskost. Perslucht is dus een dure energievorm! 12% 10% 3% 75% Aankoop onderhoud installatie energie FVO/mei 2011 blz 2/8

3 2 De keuze van de compressor Als men een nieuwe compressor wil aanschaffen, kan men slechts een goede keuze maken als men weet hoeveel perslucht de verschillende gebruikers nodig hebben en dit verdeeld over de tijd. Een grondige analyse van het persluchtverbruik vooraleer men een nieuwe investering plant is zeer leerrijk. Het kan nuttig zijn lokaal een geëigende compressor te installeren indien de persluchtvraag sterk afwijkt van de rest van het persluchtsysteem. 3 Regelingen van compressoren Start - Stop Vollast - Nullast Combinatie Start/Stop en Vollast/Nullast Proportionele aanzuigklep Combinatie proportionele aanzuigklep en Vollast/Nullast Snelheidsregeling of frequentiesturing FVO/mei 2011 blz 3/8

4 Naargelang de belasting van het persluchtnet kan men met een geschikte regeling veel energie besparen! Indien meerdere compressoren naast elkaar staan, worden zij in een cascadeconfiguratie uitgebaat waardoor eenheden in en buiten dienst gesteld worden in functie van de capaciteitsvraag. Deze configuraties worden normaliter regeltechnisch aangestuurd door een microprocessor. Schakel de compressor(en) uit wanneer er voor een lange periode geen vraag is naar perslucht! kw ES 37 met 1.5 m3 tank Max 9 bar, Min 8.5 bar persluchtverbruik, m 3 /min VS 40 ES 37 Vergelijking tussen toerentalregeling en vollast/nullast 4 Werkdruk Een persluchtinstallatie moet bij de laagst mogelijke druk bedreven worden. Het luchtverbruik van de meeste perslucht-aangedreven toestellen zoals pneumatische werktuigen, persluchtpistolen, verfpistolen,... verhoogt bij verhoogde werkdruk. Kleine verbruikers die een hogere werkdruk vereisen, moeten voorzien worden door een lokale compressor.. Een verlaging van de luchtdruk met 1 bar geeft een verlaging van de energie kosten van 6-10%. 5 De aanzuiglucht Energie kan bespaard worden indien de installatie goed uitgebaat wordt. De aanzuiglucht moet bijvoorbeeld betrokken worden uit een koele, propere en droge ruimte buiten het gebouw. Een verlaging van de aanzuigluchttemperatuur met 6 C za l de compressoropbrengst met 2% doen stijgen. De koeling van de compressor is één van de meest belangrijke factoren om een bedrijfszekere en energiezuinige bedrijfsvoering te garanderen. FVO/mei 2011 blz 4/8

5 6 Het persluchtverdeelnet De hoofdleidingen dienen zo gedimensioneerd te worden dat een maximale persluchtvraag resulteert in een maximale drukval van 0,1 à 0,2 bar bij een maximale luchtsnelheid van 6 m/s. Om rekening te houden met een eventuele toekomstige uitbreiding worden de piping, kleppen, filters en andere netwerkelementen gekozen voor een dubbele nominale compressorcapaciteit. Lekverliezen geven aanleiding tot belangrijke en onnodige kosten en verlagen het energetisch rendement van de installatie. Diameter lek Lucht verlies bij Energie verlies bij Kosten bij mm 6 bar (l/s) 12 bar (l/s) 6 bar (kwh) 12 bar (kwh) 6 bar ( ) 12 bar ( ) ,488 6, ,984 16, ,840 63,360 (Verlies per jaar indien de compressor niet afgeschakeld wordt bij volgende voorwaarden: bedrijfsuren en elektriciteitstarief: 0,06 /kwh Source: ) Implementeer een regelmatige lekcontrole en onderhoudsbeurt; controleer ook de persluchtaangedreven werktuigen op persluchtlekken FVO/mei 2011 blz 5/8

6 7 Warmterecuperatie Een eenvoudige manier om de compressorwarmte te recupereren realiseert men door de opgewarmde lucht bij een luchtgekoelde compressor als ruimteverwarming toe te passen tijdens de winter; tijdens de zomer dient men deze verwarmde koellucht naar buiten af te leiden. Slechts 5% van de verbruikte (elektrische) compressorenergie is nodig voor de gewenste luchtdrukverhoging. De resterende 95% van de verbruikte energie komt vrij als warmte. Onderstaande figuur toont een warmtebalans van een schroefcompressor en geeft aan dat 85 à 95% van de gegenereerde warmte verwijderd wordt met behulp van koeling (water-, oliekoeling). Een aanzienlijke energiebesparing kan gerealiseerd worden door een optimalisatie van de recuperatie van deze afvalwarmte. Deze warmte is meestal beschikbaar op 50 à 60 C bij een luchtgekoelde en tot op 90 C (95 C) bij een waterge koelde installatie Motorwarmte: 9% Warmte-aanbod 100% Oliewarmte 75% 2% 3% Stralingswarmte van compressor Warmte in perslucht Na-koeler: 11% 95% Nuttige warmte voor warmterecuperatie Niettegenstaande aanzienlijke energiebesparingen mogelijk zijn door gebruik te maken van de afvalwarmte, moet iedere individuele situatie vanuit een economisch standpunt geëvalueerd worden. Meestal zijn bijkomende investeringen nodig. Gedecentraliseerde persluchtstations zijn hier voordeliger daar de persluchtverbruiker en de potentiële warmtegebruiker naast elkaar voorkomen; de warmtetransportverbindingen blijven ook beperkt in afstand. Een eenvoudige manier van warmterecuperatie is het gebruik van de warme lucht om nabijgelegen magazijnen te verwarmen in de winter. FVO/mei 2011 blz 6/8

7 FVO/mei 2011 blz 7/8

8 8 Flowmeting Meten van persluchtdebieten gebeurt meer en meer omdat het toelaat meer inzicht te krijgen in het persluchtverbruik: power input in kw outlet volume V2 outlet pressure p2 intake temperature T1 intake pressure p1 intake humidity Frel1 outlet temperature T2 : a) Bewijs van de compressor capaciteit b) Bewijs van het totale luchtverbruik in een firma c) Informatie over het verbuik door bedrijfsonderdelen en of machines d) Meer informatie over kosten calculatie van het gemaakte produkt e) Vaststellen van de hoeveelheid lekkages (bijvoorbeeld in het weekend) Financiele kosten in Euro/jaar % Lekkages 30 % lekkages 50 % lekkages Capaciteit van de compressor [kw] FVO/mei 2011 blz 8/8