تولید هوای فشرده، هزینه خاموش آسیاب ها

انتخاب صحیح و درست تجهیزات تولید هوای فشرده برای تداوم تولید بهینه حیاتی بوده و عدم انتخاب صحیح نه تنها کیفیت تولید را کاهش می دهد، بلکه صدمات جبران ناپذیر به ماشین آلات و دستگاه های گران قیمت آسیاب وارد می کند.
پس از بازدیدهای مکرر از آسیاب های تولید آرد درکل کشور دریافتم که اکثر آسیابانان به این مهم توجه نداشته و درتامین و نگهداری تجهیزات مناسب تولید هوای فشرده کوتاهی می کنند که پیرو آن هزینه های کلانی به صورت خاموش به آنها تحمیل می شود.
در این مقاله سعی بر عیب یابی از نحوه خرید تجهیزات هوای فشرده، معماری کمپرسورخانه ها، و به حداقل رساندن هزینه های نگهداری و صرفه جویی درمصرف انرژی برق را داریم.
روش محاسبه ظرفیت کمپرسورها
ابتدا ظرفیت مورد نیاز یک کارخانه تولیدی (آسیاب) از فرمول زیر محاسبه می شود:
Q2=Q1xT1xT2xT3xT4
Q2 ظرفیت نامیکمپرسور بر اساس مترمکعب بر دقیقه
Q1 ظرفیت هوای مورد نیاز مجموعه بر اساس متر مکعب بر دقیقه
T1 ضریب تصحیح مربوط به محل آسیاب از نظر دمای محیط و ارتفاع از سطح دریا
T2 ضریب استراحت کمپرسور
T3 ضریب نشت هوای فشرده در کل مسیر انتقال و فرآوری هوا
T4 ضریب همزمانی مصرف
عارضه یابی تولید هوای فشرده در آسیاب ها:
عدم تخصیص یک اتاق مناسب و در محل مناسب به کمپرسورها در آسیاب
عدم بازیافت انرژی گرمایشی تولید شده توسط کمپرسورها در کارخانه ها
آلودگی، گرد و غبار و آرد بیش از حد مجاز در اطراف کمپرسورها که باعث کاهش زیاد طول عمر این تجهیزات و سایر ماشین آلات پنیوماتیک می شود
عدم پالایش صحیح هوای فشرده تولید شده توسط کمپرسورها صدمه جدی به تمام ماشین آلات گران قیمت پنیوماتیک واردکرده و هزینه های قابل توجهی به مجموعه تولیدی وارد می کند
عدم استفاده از خشک کن هوای مناسب
عدم استفاده از اتودرین مناسب در زیر مخازن هوا و فیلترها
عدم استفاده از مخزن ذخیره مناسب هوا
عدم استفاده از تله آبگیر و روغن گیر با ظرفیت مناسب در مسیر هوا
نشت هوا از لوله ها و اتصالات تجهیزات هوای فشرده
تمامی موارد ذکرشده در فوق حکایت از آن دارد که هوای خروجی بسیاری از این کمپرسورها دارای مقادیر زیادی آب به همراه روغن، گرد و غبار، کربن و میکروارگانیسم های چسبناک با دمای بالا بوده که صدمه جدی به شیرها، جکها و سنسورها پنیوماتیک وارد نموده و هزینه های قابل توجهی به آسیابان تحمیل می کند.
به طور متوسط طبق آمار امروزه حدود ۲۰ درصد از هزینه های برق واحد های صنعتی صرف تولید هوای فشرده می شود.
جالب است بدانید که 7-8 اسب بخار انرژی الکتریکی برای تولید 1 اسب بخار انرژی هوای فشرده برای مصرف کننده های پنیوماتیک نیاز است. در واحدهای صنعتی کاهش هزینه‌های تولید یکی از دغدغه‌های مهم مدیران است و کاهش هزینه‌های تولید هوای فشرده از مهمترین آنهاست. با توجه به مطالعات انجام شده حذف استفاده های نادرست، کاهش نشتی ها و کاهش افت فشار درآسیاب ها می تواند مصرف انرژی را در سیستم های هوای فشرده 20 تا 50 درصد کاهش دهد.
چگونه این هزینه های پنهان و ناخواسته را حذف کنیم؟
بیش از 95 درصد کمپرسورهای موجود درآسیاب ها با سیستم قدیمیLoad وUnload کار می کنند. این روش با اینکه خود از هزینه های استارت و استپ موتورهای بزرگ کمپرسورهای هوا جلوگیری می کند. اما هزینه های دیگری را به سیستم تحمیل می کند. اغلب کمپرسور ها به دلیل داشتن الکتروموتور با توان بالا که امکان off و on کردن آن نیست و با سیستم load و unload کار می کنند در زمان unload موتور و کمپرسور روشن بوده و دریچه ورودی هوا بسته است و تا زمانی که فشار خط افت نکرده این روند ادامه دارد که در این حالت حدود 60 درصد آمپر نامی موتور را بیهوده مصرف می کند و باعث مستهلک شدن قطعات چرخنده دستگاه و لوازم آن مانند بیرینگها و تسمه های انتقال توان می شود.
در کمپرسورها با راه انداز ستاره، مثلث به دلیل شتاب حرکتی بسیار زیاد در لحظه استارت ضربه بسیار زیادی متحمل می شوند که این ضربه متعاقبا به روتورها، بلبرینگ ها و سایر تجهیزات برقی و مکانیکی اعمال می شود.
ساعت کار گردشی بلبرینگ ها در دور نامی Air End (هواساز) حدود 20 هزار ساعت است که اگر با نصف دور نامی چرخش داشته باشند، تقریبا 7 هزار ساعت به عمر آنها اضافه خواهد شد که با در نظر گرفتن تنها این آیتم حدود 30 درصد به طول عمر بلبرینگها و در نهایت هواساز کمپرسور افزوده می شود.
کمپرسورهای اسکرو (oil inject) با فشاری که در مخزن سپریتور تشکیل می شود، سیستم خود را روغن کاری می کند و این مکانیزم باعث پاشش روغن در Air End می شود. این فشار در مخزن سپریتور در زمان Unload به کمترین حد خود می رسد در نتیجه با این وضعیت، روانکاری قطعات چرخشی و سایشی هواساز به طور مناسبی انجام نمی شود و باعث فرسایش زود هنگام قطعات می شود.
امروزه برای حل این مشکلات، کاهش هزینه های نگهداری کمپرسورها و کاهش هزینه مصرف انرژی از نسل جدید کمپرسورهای باد بنام VSD استفاده می شود. دراین تکنولوژی از درایورهای کنترل سرعت به همراه اندازه گیری مقدار مصرف هوا در دقیقه، (به حالت Close loop) استفاده می شود.
راه اندازی با درایور به دلیل استارت نرم از ضربه زدن به لوازم مکانیکی، کابل های برق، کنتاکتورها سیم پیچ موتور و جهش یکباره آمپر جلو گیری می کند. به خصوص موتورهای آسنکرون در زمان راه اندازی 5 برابر جریان نامی خود را می کشند. که این مصرف مضر و بیهوده نیز با درایورها حذف می شود. دراین روش با کاهش دور air end متناسب با دبی مصرفی خط تولید، کمپرسور در دمای پایین تر از حالت معمول کار می کند و باعث کاهش زمان کارکرد فن خنک کن رادیات نیز می شود.
با نصب اینورتر بر روی الکتروموتور Power Factor (ضریب قدرت) آن برابر با یک می شود و با افزایش راندمان موتور و حذف بار راکتیو دیگر نیازی به در نظر گرفتن خازن برای این دستگاه نیز نیست.
اینورتر با دارا بودن کنترل های دقیق محافظت بسیار بالایی از الکتروموتور در مقابل بارهای ناخواسته دارد. درکمپرسورهای VSD که در واقع از کنترلر سرعت یا همان اینورتر استفاده می نمایند، مصرف انرژی تقریبا بین 35 تا 50 درصد کاهش و طول عمر قطعات چرخنده کمپرسورحدود 30 درصد افزایش می یابد.