Aerul comprimat, unde se duce energia

Aerul comprimat pare gratuit pentru cine îl folosește: deschizi un robinet și ai aer. Pentru cine plătește factura de curent, e altă poveste. Departamentul de Energie al SUA îl descrie ca „una dintre cele mai scumpe utilități dintr-o fabrică”. Cea mai mare parte din energia electrică intrată în compresor se transformă în căldură, iar din aerul produs o parte se pierde prin scurgeri sau alimentează utilizări care s-ar putea face altfel.

Problema de fond e organizatorică. Mentenanța are grijă ca aerul să existe, producția îl consumă, energeticianul vede factura totală. Nimeni nu răspunde de cât aer se produce și pentru ce.

Măsoară întâi

Fără cifre de pornire nu poți arăta ce ai câștigat. Ai nevoie de două lucruri în camera compresoarelor: puterea electrică absorbită (contor sau analizor de rețea pe alimentarea compresoarelor) și debitul de aer livrat în rețea (debitmetru pe colectorul principal). Dacă nu ai debitmetru, începe cu puterea și cu orele în sarcină și în gol din controlerul fiecărui compresor.

Lasă înregistrarea să meargă cel puțin o săptămână completă, cu tot cu weekend. Din ea scoți trei lucruri: consumul specific (kWh pe metru cub de aer), profilul de cerere pe schimburi și consumul când nu se produce nimic.

Testul de weekend e cel mai ieftin diagnostic pe care îl ai. Cu liniile oprite, dar rețeaua sub presiune, tot ce mai produc compresoarele merge în scurgeri și în consumatori care nu se opresc niciodată. Compară debitul (sau puterea) din acel interval cu media din timpul producției. Raportul îți dă o primă estimare a ponderii pierderilor. Fișa DOE despre scurgeri spune că acestea risipesc des până la 20-30% din debitul compresorului și dă ca țintă rezonabilă pentru o fabrică 5-10% din debitul total.

Scurgeri

Cea mai bună metodă de găsire, după aceeași fișă DOE, e detectorul cu ultrasunete, care aude șuieratul de înaltă frecvență pe care urechea nu îl prinde în zgomotul halei. Apa cu săpun merge și ea, dar e lentă.

Pașii care funcționează:

• Faci turul în pauze sau la începutul schimbului, când zgomotul de fond e mai mic.
• Fiecare scurgere primește o etichetă pe loc, cu număr, și intră într-o listă cu locul, mărimea estimată și data.
• Repari întâi scurgerile mari. Debitul printr-un orificiu crește cu pătratul diametrului, deci câteva găuri mari cântăresc mai mult decât zeci de mici.
• Verifici după reparație și închizi eticheta doar atunci.
• Repeți turul periodic. O campanie făcută o singură dată se pierde în câteva luni.

Locurile obișnuite sunt cuplajele rapide, furtunurile, racordurile, unitățile de filtrare-reglare-ungere, purjoarele de condens, robinetele și echipamentele de la capătul liniei.

Un detaliu des uitat: după ce repari scurgerile, compresoarele trebuie să producă efectiv mai puțin. Dacă unul merge mai mult în gol în loc să se oprească, economia rămâne pe hârtie. Reglează comanda după campanie.

Presiunea

Presiunea de rețea se stabilește de obicei după cel mai pretențios consumator, apoi crește „ca să fie” la fiecare plângere. Fiecare bar în plus costă de două ori: compresorul consumă mai mult, iar scurgerile și consumatorii nereglați trag mai mult aer, pentru că debitul lor crește cu presiunea. Carbon Trust spune că o reducere a presiunii cu 10% poate aduce o economie de energie de 5%.

Cum o cobori fără să oprești producția:

• Află ce presiune cere efectiv fiecare consumator important, din fișa tehnică, nu din obicei.
• Măsoară căderea de presiune între camera compresoarelor și punctele de consum. O cădere mare înseamnă filtre colmatate, conducte subdimensionate sau furtunuri prea lungi.
• Dacă un singur utilaj cere presiune mult peste restul, tratează-l local (amplificator de presiune sau rezervor tampon lângă el), nu ridica toată rețeaua pentru el.
• Coboară în trepte mici, cu câteva zile între ele, și urmărește dacă apar opriri sau rebuturi.

Utilizări nepotrivite

Fișa DOE despre utilizări nepotrivite le numește direct: curățenie, uscare și răcire de proces cu aer comprimat, răcirea oamenilor, generatoare de vid pe aer, răcitoare vortex fără termostat, echipamente oprite sau abandonate rămase sub presiune. Alternativele sunt banale: suflante de joasă presiune, ventilatoare, perii, duze eficiente, pompe de vid dedicate.

Furtunul deschis folosit la suflat șpanul sau praful e cazul cel mai vizibil. O duză montată pe pistol reduce debitul și zgomotul. Pentru utilaje care stau între cicluri, o electrovalvă care taie aerul la intrare când utilajul e oprit închide și scurgerile din interiorul lui.

Fă un tur al halei cu lista asta în mână și notează fiecare utilizare. Discuția cu șefii de linie e mai ușoară când arăți ce aer consumă o anumită stație noaptea.

Comanda compresoarelor

Cu mai multe compresoare, fiecare cu presostatul lui, ajungi des la situația în care două sau trei merg parțial încărcate sau în gol în același timp. Un compresor în gol consumă energie fără să livreze aer. Un controler central care pornește și oprește mașinile după cerere, cu una singură care preia variația, rezolvă mare parte din asta.

Compresorul cu turație variabilă are sens acolo unde cererea variază mult în timpul zilei sau între schimburi. Ca regulă de configurare, el preia variația, iar mașinile cu turație fixă merg la sarcină plină pe baza de consum. Dacă profilul măsurat arată o cerere aproape constantă, turația variabilă aduce puțin. De aici și ordinea: întâi măsori și reduci cererea, apoi alegi echipamentul. Altfel cumperi un compresor dimensionat pentru scurgeri.

Rezervoarele de aer bine dimensionate dau timp sistemului de comandă și reduc pornirile dese.

Căldura și condensul

Aproape toată energia electrică absorbită de compresor iese sub formă de căldură, prin uleiul de răcire și aerul de răcire. Pe compresoarele răcite cu aer, aerul cald poate fi dus iarna în hală sau în depozit, cu o clapetă care îl evacuează afară vara. Pe cele răcite cu ulei sau apă, un schimbător poate preîncălzi apa caldă menajeră sau apa de proces. Merită verificat cu furnizorul compresorului ce kit de recuperare există pentru modelul tău.

Purjoarele de condens sunt o sursă tăcută de pierderi. Cele temporizate deschid la intervale fixe, indiferent dacă e condens sau nu, și eliberează aer de fiecare dată. Cele blocate în poziție deschisă suflă continuu. Purjoarele cu senzor de nivel (fără pierdere de aer) elimină problema. Verifică-le la fiecare tur de scurgeri.

Cine răspunde și ce se face lunar

Numește o persoană care răspunde de aerul comprimat ca sistem, de la compresor până la consumator. Nu trebuie să facă totul singură, dar ea ține cifrele și lista de acțiuni.

O rutină lunară care încape într-o zi de lucru:

• Citește consumul specific (kWh pe metru cub) și compară-l cu luna trecută.
• Repetă măsurătoarea în gol într-un weekend sau într-o oprire planificată.
• Fă turul cu ultrasunete pe o zonă din hală, prin rotație, și actualizează lista de etichete.
• Verifică purjoarele, căderea de presiune pe filtre și presiunea setată la compresoare.
• Raportează într-un rând, la ședința de producție, câte scurgeri s-au găsit și câte s-au reparat.

Dacă vrei un prim pas pentru săptămâna viitoare, programează înregistrarea de putere pe un weekend și uită-te la ce consumă compresoarele când fabrica stă.

Dacă ai date din fabrica ta sau o întrebare, discută în grupul de WhatsApp „Energie & Utilități”.