Upload
ditf-denkendorf
View
106
Download
3
Embed Size (px)
DESCRIPTION
This is a training module developed in the European project SESEC. More information and the full training can be found here: www.sesec-training.eu The SESEC project is designed to address the energy efficiency needs of the EU clothing industry. The Consortium relies on outstanding competences of the partners, spread over 6 countries (Bulgaria, Romania, Portugal, Italy, Germany, Belgium) to provide the missing energy efficiency benchmarks and ready-to-use solutions for the large number of SMEs as well as larger companies. The SESEC project has 4 major objectives: • To develop, test and offer an Energy Efficiency tool for clothing production, made up of guidelines and web-based applications, suitable for SMEs and large companies • To transfer the project results to the sector, EURATEX members and interested companies • To offer training and support to companies to implement energy-saving measures considering cost-effectiveness • To improve opportunities for energy-efficiency for the whole European clothing industry
Citation preview
Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of
the European Union 1
Komprimirani zrak
Sufinanciran o iz Programa Europske unijeInteligentna energije Europe
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of
the European Union 2
Pregled
Uvod Teorija
- Pristup (neke primjedbe)- Glavne komponente- Protok stlačenog zraka- Neprikladni korisnici zraka- Curenje (propuštanje)- Parametri koji utječu na potrošnju
Vježbe Slučaj iz prakse Sažetak
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of
the European Union 3Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
Uvod
Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of
the European Union 4 Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
ZRAK JE BESPLATAN….ALI KOMPRIMIRANI ZRAK
NIJE
ENERGETSKA UČINKOVITOST
POSTROJENJA ZA
KOMPRIMIRANI ZRAK JE DOSTA
NISKA
KOMOPRIMIRANI ZRAK STVARA TROŠKOVE KOJI SE
ČESTO NE UZIMAJU U OBZIR
Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of
the European Union 5 Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
Troškovi električne energije
Troškovi curenja (propuštanja)
Troškovi održavanja
Troškovi preinake postrojenja
Troškovi energije dosežu do 73% ukupnog životnog
ciklusa sustava komprimiranog zraka.
RAZLOZI PREKOMJERNOG
TROŠKA
Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of
the European Union 6
Razlozi pretjerane potrošnje
Pretjerana potrošnja zbog tehničkih problema: – Uporaba zastarjelih i energetski neučinkovitih električnih
motora– Neprikladni/neusklađeni sustavi distribucije zraka– Pretjerano propuštanje (curenje) zraka – Motori na komprimirani zrak koje pokreće vrući zrak
Pretjerana potrošnja zbog problema u rukovanju: – Uporaba previsokog tlaka– Motori na komprimirani zrak uključeni bez potrebe – Uporaba komprimiranog zraka za čišćenje
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of
the European Union 7
Optimizacija sustava za kompresiju zraka donosi uštede do 35%.
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of
the European Union 8 Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
Teorija
Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of
the European Union 9
Pristup (neke primjedbe)
1. Prepoznati koliko protoka zraka i pritiska svaki korisnički stroj treba
2. Pronaći pravo mjesto za svaki korisnički stroj
3. Pronaći pravo mjesto za strojeve na komprimirani zrak
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of
the European Union 10
GLAVNE KOMPONENTE
1. Filter za dovod zraka
2. Kompresor zraka,
električni motor i
upravljačka ploča
3. Tretiranje zraka (separator
ulja, sušilo, filtracija)
4. Spremnik
5. Mreža za distribucijuFonte: Improving air system performance DoE - Energy Efficiency and Renewable Energy
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of
the European Union 11
Protok komprimiranog zraka
- Neprikladne potrošače zraka
- Curenje
Protok zraka ima direktan utjecaj na potrošnju
Protok komprimiranog zraka ovisi o zahtjevima
Stoga, treba izbjeći:
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of
the European Union 12
Neprikladni potrošači zraka
Prijevoz praha pod niskim tlakom
Ventilacija
Tekućine- mješavine
Čišćenje općenito
Odstranjivanje proizvoda s greškom sa trake
Puhala
Mehanička ruka
Električne četke
Mehaničke mješalice
Ventilatori; Puhala
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of
the European Union 13
CURENJE (PROPUŠTANJE)
• Točne procjene sa specifičnom opremom
• Gruba procjena
Ako je više od 5% zahtjeva akciju!!
Kako procijeniti gubitke?
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of
the European Union 14
Parametri koji utječu na potrošnju
• L je rad
• M je maseni protok zraka
• R je univerzalna plinska konstanta,
• T1 je temperatura dovoda zraka (°K),
• β je omjer između tlaka na kraju i tlaka na početku kompresije
• m je eksponent transformacije (pretvorbe)
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of
the European Union 15
Izaberite prikladnu razinu
Povećanje za jedan bar tlaka zraka, uzrok je povećanja od 7%
energetske potrošnje
Ako proces zahtjeva dvije razine tlaka, dobro je provjeriti treba li instalirati
dva kompresora umjesto jednog (uz potrebu da se postigne najniži tlak
smanjenjem ventila).
Parametri koji utječu na potrošnjuMaksimalni tlak
Radni tlak kompresora direktno utječe na potrošnju struje i energije.
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of
the European Union 16
• Povećanje operativnih troškova
• Manji promjeri, niži troškovi montaže, veći gubici i zbog toga- viši operativni
troškovi
• Pad tlaka u mreži (cijevima) nikad ne bi smio biti veći od 0,1 bara
• Završna obrada korištenih cijevi ima utjecaj na gubitke
Parametri koji utječu na potrošnjuPad tlaka
Pad tlaka u mreži (cijevima) nikad ne bi smio biti veći od 0,1
bara
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of
the European Union 17
• Manji rad je osiguran u slučaju izotermičke transformacije m = 1
• Rad je veći u slučaju stalne temperature m = 1,4
Parametri koji utječu na potrošnjuTip pretvorbe
Da se što više približimo izotermi (istoj temperaturi) moramo
otkloniti toplinu za vrijeme procesa kompresije
Otklonjena toplina može se koristiti
• Samo 10% od električne energije koju koristi kompresor se pretvara u
korisnu energiju koja komprimira zrak
• 90% električne energije se pretvara u toplinu koju treba otkloniti, ali ona se
može ponovno iskoristiti (za zagrijevanje okoliša, predgrijavanje zraka za
izgaranje, zagrijavanje vruće vode, predgrijavanje procesne vode)
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of
the European Union 18
Rad kompresora za komprimiranje zraka se povećava sa povećanjem
temperature dovoda zraka
• Temperatura na ulazu treba biti što je moguće u skladu sa trenutnim uvjetima
okoliša
• Ne koristite zrak iz kompresijskog prostora, uvijek je bolje da se koristi zrak
izvana
• Početna točka mora biti na sjeveru i u zasjenjenom području
Parametri koji utječu na potrošnjuTemperatura dovoda zraka
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of
the European Union 19
Kakvoća zraka ovisi o svom sadržaju:
• Štetnim česticama.
• Vodi (izražena u temperaturi rosišta tlaka zraka)
• Ulju (omjer)
• Materijalu od koje je sačinjena mreža i stanju u kojem se nalazi
Parametri koji utječu na potrošnjuKakvoća zraka
Kakvoća zraka mora biti prilagođena potrebama procesa.
Kakvoća zraka ima svoju cijenu.
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of
the European Union 20
VodaVoda dolazi iz atmosferske vlažnosti u zraku Odstranjivanje vode iz zraka može se učiniti:
- U središnjoj rashladnoj točki- na lokalnoj razini kroz parne zamke
Rashlađivanje je učinkovitije, ali skuplje sa stanovišta postrojenja i uporabe.Parne zamke imaju niže troškove montaže, ali zahtijevaju skuplje troškove održavanja i imaju gubitke zraka.
Parametri koji utječu na potrošnjuKakvoća zraka
Čestice koje zagađuju mogu se odstraniti ulaznim filterima
Ulje se može odstraniti filterima ili na izvoru koristeći bezuljne kompresore. Ta dva rješenja se trebaju procijeniti kao funkcija različitih troškova. Bezuljni kompresori povećavaju cijenu montaže Filteri povećavaju trošak održavanja i rada
Filteri se moraju redovito provjeravati
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of
the European Union 21
1. Start - stop (snage 5-10 kW)
2. Rad pod opterećenjem- čekanje - stop (snaga > 10 kW)
3. Kontrola brzine Kompresora
Sustav regulacije je pod utjecajem:
• Prevelikih kompresora
• Kontrola brzine kompresora
• Postojanja spremnika
Parametri koji utječu na potrošnjuSustav regulacije
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of
the European Union 22
• Zadovoljava iznenadne potrebe za zrakom
• Dozvoljava veću stabilnost u razini tlaka u mreži
• Smanjuje Stop & Go (pokretanje i zaustavljanje) kompresora
• Omogućava dimenzioniranje kompresora ispod maksimalnih vrijednosti
tlaka
• Opcija instalacije sekundarnih spremnika pored izdvojenih korisnika i/ili
periodičnih se može razmotriti
Dimenzioniranje spremnika
• Veličina spremnima ovisi o obimu promjena u potrebi za zrakom. Veličina
treba biti barem 10 puta veća od volumena kojeg proizvodi kompresor (l/s)
• Veličina spremnika utječe na dimenzioniranje kompresora
Parametri koji utječu na potrošnju SPREMNIK
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of
the European Union 23
• Nemojte predimenzionirati kompresor
• Spremnik
• Kontrola brzine kompresora
• Tip kompresora
• Visoko učinkovit motor
Parametri koji utječu na potrošnjuKompresor & kontrola
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of
the European Union 24
Nabava podataka o potrošnji električne energije
• Mogu li sačiniti specijalne mjere? (Visoki trošak, preciznije)
• Mogu li koristiti dostupne podatke? (niža cijena, manja
preciznost)
Parametri koji utječu na potrošnjuKako upravljati sustavom komprimiranog zraka
Procijenite troškove komprimiranog zraka
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of
the European Union 25 Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
Vježbe
Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of
the European Union 26
SMANJENJE CURENJA
Kakav je učinak rupice od 10 mm u mreži sa stlačenim zrakom (@ 7 bara tlak)
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
a. Gubitak do 10 kW
b. Gubitak do 40 kW
Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of
the European Union 27
PUKOTINA (mm)
Protok @ 7bar (l/s)
Gubitak snage (kW)
1 1,2 0,4
3 11,1 4
5 31 10,8
10 124 43
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
SMANJENJE CURENJA
Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of
the European Union 28 Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
VISOKO UČINKOVITE MAŠINE
Koliko možemo uštedjeti zamjenom standardne mašine s onom visoke učinkovitosti?
a. Do 1%
b. Do 5%
Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of
the European Union 29 Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
SNAGA [kW]
VISOKO UČINKOVITI MOTOR
Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of
the European Union 30 Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
SMANJENJE TEMPERATURE PRI USISAVANJU ZRAKA
Kakva je ušteda energije koja se može dobiti hlađenjem dovoda zraka za 5°C?
a. Do 2%
b. Do 10%
Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of
the European Union 31 Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
Tehnička literatura navodi da
smanjenje od 5°C ulazne temperature
kompresora (s obzirom na uobičajenu
temperaturu) stvara uštede od 2%
godišnje potrošenih kWh.
SMANJENJE TEMPERATURE PRI USISAVANJU ZRAKA
Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of
the European Union 32
Slučaj iz prakse
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of
the European Union 33
Slučajevi iz praksePorsche
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
Opis:
Godine1997, sustav komprimiranog zraka proizvodnje "postrojenja2 " njemačke
automobilske industrije Dr. Ing hc F. Porsche AG u blizini Stuttgarta sastojao se od
vijčanog kompresora – hlađen vodom ( kapaciteta 22,2 m3/min, FAD) plus četiri
klipna kompresora hlađena vodom kapaciteta 15 m3/min svaki.
Maksimalni radni tlak bio je 8,7 bara.
Analiza sustava komprimiranog zraka, koju provode stručnjaci za tvorničke
kompresore, primijetili su da potrebe za komprimiranim zrakom variraju između
15 i 65 m3/min. Obradom svih relevantnih podataka definiran je novi sustav
komprimiranog zraka s optimalnom uporabom energije.
Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of
the European Union 34
Akcije koje su poduzete:
Novi sustav podijeljen je u dvije faze i sastojao se samo od vijčanih kompresora
hlađenih zrakom.
Najveća opterećenja su zadovoljena uporabom triju mašina sa kapacitetom 5.62
m3/min FAD svaki, dok je osnovno opterećenje zadovoljeno sa četiri kompresora
sa FAD-om od 16.4 m3/min svaki.
Središnji kontrolni sustav upravlja sa svih sedam kompresora.
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of
the European Union 35
Rezultati:
Optimizacija sustava komprimiranog zraka omogućila je da izračunamo trošak
energije i uštedimo na energiji.
Radni tlak smanjen je sa 8,5 na 7,5 bara a specifična snaga ukupne stanice za
kompresiju smanjena je sa 8,19 na 6,19 kW / (m3/min).
Ukupne uštede bile su 483.000 kWh električne energije na godinu.
Nadalje oko € 55.000 je ušteda jer se nije koristila voda za hlađenje.
Optimizacija sustava komprimiranog zraka je izvedena s razumnim rokom
otplate investicije.
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of
the European Union 36
Sažetak
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of
the European Union 37
Pretjeranu energetsku potrošnju kroz komprimirani zrak
mogu prouzročiti tehnički, ali i problemi rukovanja
(ponašanja).
Putem optimizacije postrojenja na komprimirani zrak
moguće su uštede do 35%.
Smanjenje curenja (propuštanja) može utjecati na
20% energetskih ušteda.
Uvođenje motora s visokom energetskom
učinkovitosti može utjecati na do 5 % energetske
uštede.
Smanjenje od 5 °C temperature zraka na ulazu u
kompresor dopušta uštede od 2% godišnje potrošenih
kWh.
Ponavljanje
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak