ASSET MANAGEMENT  
Maintenance Magazine 156 – mei 2022

Bescherming van uw persluchtapparatuur

Energie-efficiëntie wordt voor ons allemaal steeds belangrijker omdat het rechtstreeks verband houdt met de kosten. Toenemende regelgevingsdruk ligt ook in het verschiet in de vorm van de voorgestelde herziening van de EU-Commissie van de EU-richtlijn inzake energie-efficiëntie (EED). De herziene EED zal de energiebesparingsdoelstelling van de EU juridisch bindend maken en EU-landen verplichten hun energieverbruik tegen 2030 gezamenlijk met 9% te verminderen ten opzichte van het niveau van 2020. Bovendien zullen de EU-landen vanaf 2024 waarschijnlijk nieuwe jaarlijkse besparingen van 1,5% van het totale energieverbruik moeten realiseren, een stijging ten opzichte van het huidige niveau van 0,8%.

Door David De Pril, Director, Product Management and Marketing, ELGi Compressors Europe

Bij productieprocessen waarbij perslucht wordt gebruikt, zijn verbeteringen van de energie-efficiëntie van cruciaal belang, aangezien luchtcompressoren ongeveer 12% van de elektrische energie verbruiken. Bovendien bestaat gedurende de levensduur van een luchtcompressor 80% van de kosten uit energieverbruik en 20% uit de kosten van de unit. Maar hebben persluchtgebruikers een goed beeld van waar deze kosten vandaan komen en wat daaraan bijdraagt?

Verder kijken dan het systeem

Nog niet zo lang geleden begon de industrie zijn focus terecht verder te leggen dan bij de efficiëntie van de unit alleen naar de efficiëntie van het systeem en de installatie. Hoe kunnen we een balans vinden tussen operationele behoeften, kapitaalkosten, de levensduur van kritieke bedrijfsmiddelen en energieverbruik? Bij de traditionele totale eigendomskostenbenadering (TCO) wordt gekeken naar de energiekosten op basis van het vermogen of specifiek stroomverbruik van een compressorpakket. Terwijl bij een volledige operationele analyse alles wordt bekeken, van de compressor tot de omgeving waarin deze werkt, evenals operationele eisen zoals pieken en dalen in de vraag naar perslucht en operationele uitbreidingsplanning. Een alomvattende analyse van het grotere geheel dus; begrijpen hoe zelfs de kleinste systeemelementen het energieverbruik van de compressor beïnvloeden. Het doel is om de juiste balans te vinden tussen technische en economische keuzes. Persluchtgebruikers moeten tijdens de productiecyclus kijken naar hun operationele vraag en zien welke perslucht nodig is voor hun specifieke toepassing. Vervolgens moeten ze bestuderen hoe ze de compressorruimte kunnen optimaliseren en de hardware en de instellingen van de persluchtinstallatie ter discussie stellen. Na dit onderzoek kunnen gebruikers van perslucht hun bedrijfsmiddelen, investeringen en energiekosten echt veiligstellen en uiteindelijk optimaal lage totale eigendomskosten voor perslucht bereiken.

Breder kijken naar bescherming bedrijfsmiddelen

Laten we, voor een betere beschrijving, eens kijken naar een hypothetisch proces waarin een klant overweegt zijn productielocatie uit te breiden. Er wordt vaak van uitgegaan dat een extra of grotere compressor de oplossing is. Dat is echter niet het geval als het omringende systeem hetzelfde blijft. Dit kan leiden tot te veel belasting op de bestaande structuur van het systeem en dus tot verminderde algehele efficiëntie. Waarom? Wanneer een fabriek of productielijn wordt gebouwd, wordt een persluchtsysteem gepland en ontworpen dat is afgestemd op de capaciteitsbelasting. Het werkt allemaal zoals gepland en bereikt geplande resultaten. Wanneer de activiteiten van het bedrijf groeien en de fabriek de productie verhoogt, verandert de vraag naar perslucht. Alvorens een nieuwe compressor zelfs maar te overwegen, zouden gebruikers van perslucht moeten samenwerken met de experts om een gedetailleerde analyse uit te voeren van hoe het huidige systeem binnen een bepaalde periode en binnen bepaalde eisen presteert. Er moet een holistische analyse van het gehele productiesysteem, historische en geplande luchtbehoeften, huidige leidingen en controles op lekken worden uitgevoerd. Vaak blijkt het dan niet eens nodig om nog een compressor toe te voegen. Door de bestaande bedrijfsmiddelen zo af te stemmen op de juiste en aangepaste belastingen, niet op de hoogste druk of extreme taken, kan de druk op het hele systeem worden verlaagd en het energieverbruik worden verminderd. Het is een gemakkelijke optie om nog een compressor toe te voegen, maar een holistische benadering volgen, het bestaande systeem en zijn elementen analyseren en optimaliseren, is de sleutel tot het veiligstellen van uw bedrijfsmiddelen en het bereiken van de gewenste verbeteringen op het gebied van energie-efficiëntie.

Alles begint met audit

Alvorens een beslissing te nemen over wat te doen, of het nu gaat om het vervangen van een compressor, het toevoegen van een nieuwe of het aanpassen van het bestaande systeem, is een audit van de werking noodzakelijk. Een persluchtauditor kan het hele systeem controleren en vaststellen wat de input en de staat van de compressorunits is, hoe deze draaien en welke exacte drukken nodig zijn. Dit geeft een beeld van het systeem inclusief de omgeving, elementen, leidingen en kritisch verbruik. Met deze kennis kunnen we doorgaan naar de volgende stap, namelijk het nemen van een weloverwogen beslissing over hoe we het systeem kunnen optimaliseren om aan de nieuwe vereisten te voldoen. Vaak kan aan de nieuwe, uitgebreide productie-eisen worden voldaan met hetzelfde vermogen, maar een aantal aanpassingen aan de luchtstroom (uiteraard afhankelijk van de grootte van de uitbreiding). Het draait allemaal om de juiste dimensionering van de luchtbehoeften.

Concreet voorbeeld

Een fabriek met een huidige vraag naar perslucht breidt zijn activiteiten uit en heeft een verhoging van de perslucht tot wel 35% nodig. Hoe kan deze extra persluchtbehoefte worden gerealiseerd en is het nodig om een nieuwe compressor toe te voegen? De audit toont de huidige toestand van het systeem, inclusief leidingen, bedrijfsdrukken gedurende de dag en de cyclische veranderingen in de vraag. De volgende stap is kijken hoe het bestaande systeem geoptimaliseerd kan worden om de extra vraag binnen hetzelfde vermogen te genereren. Dit kan worden gedaan door het systeem te analyseren en op maat te maken en nader te kijken naar:

  • Impact van lekkage: Lekkage treedt in de loop van de tijd op in het hele systeem. Het kan worden veroorzaakt door verouderde slangen, onjuiste verbindingen, installaties, verkeerde onderdelen of corrosie. 20 tot 30% van de persluchtstroom kan verloren gaan door lekkage. Lekkage via een gat van 3 mm (~1/8”) kan 4 kW/u aan elektriciteit verbruiken, met een jaarlijks verlies van 19.200 kW (bij 7 bar g. (100 psig.) 16 uur/dag gedurende 300 dagen per jaar). Dit schept enorme ruimte voor verbetering. Lekkages die optreden in buisverbindingen en leidingen kunnen worden voorkomen door eenvoudig, correct aandraaien en juiste afdichtingen en afdichtingsmiddelen. Fittingen, slangen en verbindingen van geschikte kwaliteit gaan langer mee. Een audit kan risicogebieden vaststellen, terwijl een lekdetectie- en onderhoudsprogramma met regelmatige tussenpozen toekomstige lekkages zal verminderen.
  • Ongepast gebruik van perslucht: Zoals het afblazen van gereinigde onderdelen of zelfs operators die in een stoffige omgeving werken en de persluchttoevoer gebruiken om het stof van hun kleding af te blazen. Dit soort dingen gebeuren. Het controleren en elimineren van ongepast gebruik van perslucht kan aanzienlijke winst opleveren.
  • Kunstmatige vraag: Dit is het overtollige luchtvolume dat nodig is voor ongereguleerd eindgebruik als gevolg van het leveren van een hogere druk dan nodig voor de toepassingen. Dit staat gelijk aan een onnodig energieverbruik. Een eenvoudige strategie om de juiste selectie, installatie en gebruik van drukregelaars uit te voeren, naast het voorkomen van lekken en oneigenlijk gebruik, kan hierbij van grote hulp zijn.
  • Optimalisatie van de drukband: Het instellen van de juiste drukken begint met de vereisten vast te stellen en te begrijpen, drukverliezen in het leidingsysteem tussen de compressor en de productieapparatuur te bepalen en de juiste belast- en onbelast druk zo laag mogelijk in te stellen om aan de toepassingseisen te voldoen. De besparing van het verminderen van 1 bar (14,7 psi) van de ingestelde compressor druk bedraagt zelfs 7% van het totale energieverbruik van de compressor. Jaarlijks, met een werking van 16 uur/dag gedurende 300 dagen per jaar, staat een besparing van 7% bij een compressorvermogen van 110 kW gelijk aan 36.960 kWh!
  • Minimaliseren van drukverlies: Hoewel er geen systeem bestaat zonder dat er een drukverlies optreedt in het leidingsysteem en de stroomafwaartse apparatuur, kan het drukverschil tussen de uitlaat van de compressor en het verbruikspunt worden geminimaliseerd. Het begint met het ontwerp van de leidingen: de productie- en toepassingspunten dicht bij elkaar plaatsen en de grootte en vorm van het leidingwerk optimaliseren. Stroomafwaartse apparatuur moet worden geselecteerd met de laagste drukval, en worden onderhouden volgens de aanbevelingen van de luchtcompressorleverancier, en periodiek worden gereinigd. Dit alles rekening houdend met het feit dat een drukverlies van 1 bar 7% van het totale energieverbruik van een compressor met zich meebrengt.

Conclusie

Een goed uitgevoerde audit met de juiste partner zal een volledig verbruikspatroon van perslucht in de loop van de tijd laten zien, wat helpt bij lekkagedetectie, compressorafmeting en energie-optimalisatie. Of het nu gaat om gebruikers van perslucht, leveranciers van luchtcompressoren, serviceteams of operatoren, we kunnen allemaal de energie-efficiëntie, systeemefficiëntie en kosten verbeteren door verder te kijken om de vraag naar en het aanbod van perslucht te optimaliseren. Het extra voordeel van deze aanpak loont door uw bedrijfsmiddelen te beschermen, het risico op stilstand te verminderen en een efficiënte bedrijfsvoering te handhaven.