Menu
Przecieki sprężonego powietrza: koszt energii ukryty w dźwięku

Przecieki sprężonego powietrza: koszt energii ukryty w dźwięku

Typowy przemysłowy system sprężonego powietrza traci 20–30% wydajności z powodu nieszczelności. Nieszczelności są słyszalne, ale koszty nie są im przypisywane. Kwartalny program ultradźwiękowy: wykrywanie — oznaczanie — naprawa — przypisywanie kosztów.
Przecieki sprężonego powietrza: koszt energii ukryty w dźwięku

Kluczowe wnioski

  • Sprężone powietrze jest w większości zakładów najdroższym medium pod względem energii dostarczonej na jednostkę i jednocześnie najbardziej nieszczelnym. Typowy przemysłowy system sprężonego powietrza traci 20–30% swojej wydajności na nieszczelnościach — energia opłacona, wytworzona i uwolniona do atmosfery bez wykonania pracy.
  • Nieszczelności nie są ukryte. Są słyszalne. Problem polega na tym, że koszt jest niewidoczny: nikt nie przypisuje rachunku za prąd sprężarki do konkretnych nieszczelności je powodujących, więc nieszczelności nigdy nie trafiają na listę priorytetów konserwacyjnych.
  • Program wykrywania i naprawy nieszczelności jest jedną z najbardziej opłacalnych czynności konserwacyjnych, ponieważ oszczędność energii jest ciągła, a koszt naprawy minimalny. Bariery nie są techniczne; nieszczelności sprężonego powietrza leżą w luki między utrzymaniem ruchu (które je naprawia) a działem energetycznym (który płaci za nie).
  • Rozwiązaniem jest kwartalny przegląd nieszczelności z wykorzystaniem detektora ultradźwiękowego, oznaczenie każdej nieszczelności i wystawienie zlecenia pracy, a następnie przypisanie oszczędności energii, aby wartość programu była widoczna. Zakłady, które stosują ten system, zauważają, że naprawa nieszczelności zwraca się szybciej niż niemal każda inna inwestycja konserwacyjna.

Dlaczego nieszczelności sprężonego powietrza nigdy nie są naprawiane

Przejdź się po większości zakładów i usłyszysz nieszczelności: syk przy złączce, gwizd przy szybkozłączce, sapnięcie od zużytej uszczelki cylindra. Wszyscy je słyszą. Prawie nikt ich nie naprawia. Powodem jest luka w przypisywaniu kosztów.

Sprężarka pracuje ciężej, żeby utrzymać ciśnienie systemu wobec nieszczelności. Dodatkowa praca widoczna jest na rachunku za prąd sprężarki. Ale nikt nie łączy kosztu energii z konkretnymi nieszczelnościami, które go powodują. Zespół utrzymania ruchu, który mógłby naprawić nieszczelności, nie płaci rachunku za energię; dział energetyczny, który płaci, nie naprawia nieszczelności. Nieszczelność pozostaje w tej luce, słyszalna i niezauważona, przez lata.

Matematyka jest brutalna. Pojedyncza niewielka nieszczelność, taka którą można usłyszeć, ale ledwo poczuć, może kosztować znaczną ilość energii elektrycznej rocznie przy pracy 24/7. Zakład z kilkudziesięcioma takimi nieszczelnościami traci realne pieniądze ciągle. Jednak ponieważ żadna pojedyncza nieszczelność nie jest dramatyczna, a koszt nigdy nie jest przypisany, nie trafiają one na listę priorytetów. Fragment artykułu o wskaźnikach KPI w produkcji omawia przypisywanie kosztów energii, które czyni to widocznym.

Skala strat

Sprężone powietrze jest drogie, ponieważ jego wytwarzanie jest nieefektywne. Duża część energii elektrycznej zużytej przez sprężarkę tracona jest w postaci ciepła; tylko część kończy jako użyteczne sprężone powietrze. Dlatego każda jednostka sprężonego powietrza uciekająca przez nieszczelność reprezentuje kilka jednostek energii elektrycznej zmarnowanej wcześniej w łańcuchu. Dlatego nieszczelność, która wydaje się mała pod względem objętości powietrza, jest duża pod względem kosztów.

Badania przemysłowe konsekwentnie wskazują, że straty sprężonego powietrza z powodu nieszczelności wynoszą 20–30% całkowitej produkcji sprężonego powietrza w zakładach bez aktywnego programu wykrywania nieszczelności. Dla zakładu, który pracuje z kilkoma sprężarkami ciągle, te 20–30% to znaczący roczny koszt energii, zwykle największe możliwe do uniknięcia marnotrawstwo energii w zakładzie — większe niż oświetlenie, większe niż większość nieefektywności procesowych. Artykuł o analizie strat produkcji wyjaśnia, jak łączy się to z szerszym obrazem strat.

Program wykrywania i naprawy nieszczelności

Krok 1: Przegląd ultradźwiękowy

Nieszczelności sprężonego powietrza emitują dźwięk ultradźwiękowy, częstotliwości powyżej słyszalności ludzkiej, nawet gdy są zbyt małe, by je usłyszeć bezpośrednio. Detektor ultradźwiękowy zamienia te sygnały na dźwięk słyszalny i lokalizuje miejsce nieszczelności. Technik z detektorem może przeszukać system sprężonego powietrza zakładu w ciągu jednego lub dwóch dni, znajdując nieszczelności niezauważalne dla ludzkiego ucha.

Przegląd generuje listę: każda nieszczelność, jej lokalizacja, szacowana powaga. Szacunek jest ważny, ponieważ pozwala programowi priorytetyzować największe nieszczelności jako pierwsze.

Krok 2: Oznacz i zleć każdą nieszczelność

Każda wykryta nieszczelność otrzymuje fizyczną etykietę w miejscu i zlecenie pracy w systemie CMMS. Oznaczenie zapobiega zapomnieniu nieszczelności między przeglądem a naprawą. Zlecenie pracy zawiera lokalizację, szacunek powagi i oszacowany roczny koszt, dzięki czemu naprawa ma widoczną wartość przypisaną. Fragment o systemach zarządzania zleceniami pracy wyjaśnia, jak te bilety wygenerowane przez przegląd są priorytetyzowane.

Krok 3: Naprawa przy najbliższym oknie konserwacyjnym

Większość napraw nieszczelności sprężonego powietrza jest trywialna: dokręcenie złącza, wymiana szybkozłączki, zamiana zużytej uszczelki, wymiana odcinka przetartego węża. Nie wymagają specjalisty ani długiego okna czasowego; mieszczą się w kategorii prac konserwacyjnych wykonywanych przy okazji. Bariery nigdy nie leżały po stronie trudności naprawy; problemem było to, że nieszczelność nigdy nie trafiała na listę.

Krok 4: Przypisz oszczędność

Po rundzie napraw mierzy się zużycie energii sprężarki w porównaniu z bazą sprzed napraw. Redukcja to wartość programu, przypisana z powrotem do zespołu utrzymania ruchu, który wykonał pracę. To przypisanie utrzymuje finansowanie programu; bez niego oszczędność energii jest niewidoczna, a program konkuruje o czas konserwacji z bardziej widocznymi pracami. Fragment o harmonogramie konserwacji zapobiegawczej wyjaśnia, jak kwartalny przegląd staje się stałym programem zamiast jednorazowej akcji.

Dlaczego to jedna z najbardziej opłacalnych działań konserwacyjnych

Trzy powody, dla których naprawa nieszczelności sprężonego powietrza przewyższa większość inwestycji konserwacyjnych:

  • Oszczędność jest ciągła. Naprawiona nieszczelność oszczędza energię 24 godziny na dobę, codziennie, tak długo jak pozostaje naprawiona. W przeciwieństwie do jednorazowej naprawy zapobiegającej pojedynczej awarii, naprawa nieszczelności zwraca się ciągle.
  • Koszt naprawy jest trywialny. Większość napraw zajmuje kilka minut i wymaga taniej części. Stosunek oszczędności do kosztu naprawy jest ogromny.
  • Wykrywanie jest tanie. Detektor ultradźwiękowy to niedrogie narzędzie, które spłaca się już przy pierwszym przeglądzie. Brak potrzeby instalowania czujników czy integrowania oprogramowania.

Połączenie ciągłej oszczędności, niskiego kosztu naprawy i taniego wykrywania sprawia, że naprawa nieszczelności zwraca się szybciej niż niemal każda inna aktywność konserwacyjna. Jedynym powodem, dla którego nie jest to powszechne, jest luka w przypisywaniu kosztów, która trzyma nieszczelności poza listą priorytetów. Artykuł o analizie przyczyn źródłowych wyjaśnia, jak powtarzające się nieszczelności na tych samych złączkach wskazują na przyczyny upstream warte stałego usunięcia.

Jak powstrzymać powrót nieszczelności

Nieszczelności pojawiają się ponownie. Nowe występują, gdy złączki poluzowują się od wibracji, uszczelki się starzeją, węże ulegają degradacji. Jednorazowy przegląd przynosi jednorazową oszczędność, która z czasem maleje w ciągu roku, gdy pojawiają się nowe nieszczelności. Program musi być stały:

  • Kwartalny przegląd ultradźwiękowy całego systemu.
  • Każda nieszczelność oznaczona i zlecona.
  • Naprawa przy następnym oknie konserwacyjnym.
  • Pomiary oszczędności energii i ich przypisanie co kwartał.

Zakłady, które stosują kwartalny cykl, utrzymują straty z powodu nieszczelności na poziomie jednocyfrowym (DOE ocenia, że dobrze prowadzony program daje poniżej 10% produkcji); zakłady, które przeprowadzają jednorazowy przegląd i przerywają działania, wracają w ciągu roku lub dwóch do bazowych 20–30%. Dyscyplina powtarzalnych działań jest tym, co czyni oszczędność trwałą.

Gdzie pasuje Fabrico

Program wykrywania nieszczelności działa w każdym zakładzie z detektorem ultradźwiękowym i systemem CMMS. Tam, gdzie zintegrowana platforma OEE + CMMS pomaga, to w przypisywaniu: zlecenia pracy związane z nieszczelnościami, dane o zużyciu energii przez sprężarkę i kalkulacja oszczędności znajdują się w jednym miejscu, dzięki czemu wartość programu jest widoczną liczbą zamiast twierdzeniem, o które zespół utrzymania musi się spierać. Fabrico jest zbudowane tak, żeby oszczędność energii z naprawy nieszczelności była przypisana do pracy, która ją wygenerowała. Aby zobaczyć, jak wygląda widok śledzenia programu nieszczelności, zarezerwuj demo.

Najczęściej zadawane pytania

Ile kosztuje detektor ultradźwiękowy?

Podstawowy przemysłowy detektor ultradźwiękowy to niedrogie narzędzie w porównaniu z oszczędnościami uzyskanymi przy pierwszym przeglądzie. Zwykle spłaca się już w pierwszej rundzie napraw w większości zakładów. Nie ma kosztów stałych poza czasem technika potrzebnym na przeprowadzenie przeglądu.

Czy nie wystarczy nasłuchiwać nieszczelności zamiast używać ultradźwięków?

Inspekcja słuchowa wychwyci duże nieszczelności, ale przegapi wiele małych, które są niesłyszalne w hałasie zakładu. Małe nieszczelności łącznie często generują większe straty niż kilka dużych. Detekcja ultradźwiękowa znajduje oba typy; ucho ludzkie znajduje tylko te oczywiste.

A co z obniżeniem nastawy ciśnienia zamiast naprawy?

Obniżenie ciśnienia systemowego zmniejsza straty przez nieszczelności (przepływ przez nieszczelności jest mniejszy przy niższym ciśnieniu) i warto to robić tam, gdzie proces na to pozwala. Jednak to lecz tylko objaw, nie przyczyna. Nieszczelności nadal istnieją i nadal marnują energię; obniżenie ciśnienia po prostu zmniejsza marnotrawstwo nieznacznie. Napraw nieszczelności i optymalizuj nastawę ciśnienia — to działania komplementarne.

Jak oszacować koszt konkretnej nieszczelności?

Powagę nieszczelności (szacowaną na podstawie sygnału ultradźwiękowego i wielkości otworu) mapuje się na przepływ powietrza, a ten z kolei na koszt energii sprężarki. Szacunek jest przybliżony, ale wystarczający do priorytetyzacji. Dokładna liczba jest mniej istotna niż uporządkowanie nieszczelności według powagi.

Jaki jest najczęstszy błąd przy wdrożeniu?

Przeprowadzenie jednorazowego przeglądu, uczczenie oszczędności i nieutrzymanie programu jako stałego, kwartalnego cyklu. Nieszczelności wracają. Jednorazowa oszczędność eroduje w ciągu dwóch lat. Powtarzalne przeglądy to to, co czyni program trwałą redukcją zużycia energii, a nie jednorazowym sukcesem na jedno kwartał.

Najnowsze wiadomości z naszego bloga

Zdefiniuj swoją mapę drogową niezawodności
Sprawdź swój potencjalny zwrot z inwestycji: zarezerwuj prezentację na żywo
Zdefiniuj swoją mapę drogową niezawodności
Klikając przycisk Akceptuj, wyrażasz zgodę na korzystanie z plików cookie podczas uzyskiwania dostępu do tej witryny i korzystania z naszych usług. Aby dowiedzieć się więcej o tym, jak pliki cookie są używane i zarządzane, zapoznaj się z naszą Polityką prywatności Polityka prywatności i Deklaracja plików cookie