Пневмоаудит

I. Зачем нужен пневмоаудит?

Определение потребностей предприятия в сжатом воздухе (или как еще его называют - пневмоаудит) необходим тем производствам, которые приняли решение о замене старого и окончательно изношенного компрессорного оборудования на новое. Расходы на проведение пневмоаудита могут многократно оправдаться за счет экономии средств на досадных ошибках в подборе оборудования.

В советские времена плановой экономики расчетами потребностей завода в сжатом воздухе занимались специализированные НИИИ, в которых проектировались и защищались выделяемые фонды в профильном министерстве, после чего предприятие могло получить необходимое оборудование, в том числе сами источники сжатого воздуха. В основе их расчетов, как правило, закладывался большой запас производимого сжатого воздуха на эксплуатационные потери, утечки воздуха, расширение производства и т.д... При этом вопросам энергоэффективности пневмооборудования и максимально возможного снижения затрат на потребление электроэнергии в те времена внимания уделялось мало.

При переходе экономики страны на основы 100% самоокупаемости и в условиях все более возрастающей конкуренции современного рынка, многие заводы и фабрики столкнулись с серьезными проблемами замены изношенных основных фондов и сокращения издержек производства.

Одним из решений этих проблем является – проведение пневмоаудита сети сжатого воздуха предприятия, который включает в себя несколько этапов:

Определение реального графика работы компрессорного оборудования и производства сжатого воздуха.
Составление карты потребления сжатого воздуха по участкам сети и точкам разбора воздуха.
Определение проблемных участков магистрали сжатого воздуха с точки зрения пропускной способности и реального состояния трубопроводов сжатого воздуха и запорной арматуры.
Расчет реальных потерь давления и производительности по участкам пневмосети (включая компрессорную станцию).
Выдача рекомендаций по модернизации и ремонту сети сжатого воздуха, изменению схемы снабжения сжатым воздухом (частичной или полной централизации / децентрализации пневмосистемы).
Расчет экономической целесообразности замены имеющегося компрессорного оборудования в случае его несоответствия поставленным перед ним задачам (по причине изношенности компрессоров, повышенной мощности компрессорного оборудования, несовершенства системы регулирования производительности компрессора).

Итогом проведения пневмоаудита должно быть технико-экономическое обоснование нескольких вариантов модернизации магистрали сжатого воздуха с различным бюджетом, включающее расчет реального экономического эффекта от предлагаемых мероприятий, позволяющих получить экономию при производстве сжатого воздуха и повысить надежность всех элементов пневмосистемы предприятия (компрессоры, ресиверы, трубопроводы, запорная арматура, фильтры очистки сжатого воздуха, осушители сжатого воздуха, сепараторы, конденсатоотводчики и т.д...)

II. Примеры пневмоаудита:

На одном из промышленных предприятий машиностроительной отрасли существуют самые различные технологические процессы, использующие сжатый воздух. На этом предприятии есть несколько основных цехов или участков-потребителей сжатого воздуха:

- Литейный- пневмопереключатели самих печей, различного рода пневмоинструмент (например, пневмотрамбовки), пневмозажимы, пескоструйные камеры.
- Кузнечный- цилиндры молотов, различного рода пневмозажимы, пневмоинструмент.
- Штамповочный- цилиндры штампов, различного рода пневмозажимы, пневмоинструмент.
- Механической обработки- различного рода пневмозажимы, пневмоинструмент.
- Гальванический- барбатаж жидкостей, различного рода пневмозажимы, пневмоинструмент.
- Окрасочный- пескоструйные, окрасочные и сушильные камеры, различного рода пневмозажимы, пневмоинструмент.

-Сборочный- пневмоинструмент.

(на больших предприятий присутствует весь спектр приведенной схемы, на небольших - отсутствует часть или вообще могут состоять из одного вида технологического передела, также возможно, использование пневмотранспортировки, например, на спичечных фабриках или на заводах железобетонных изделий).

Для предварительного расчета необходимо воспользоваться паспортными данными оборудования. Если данных по пневмооборудованию нет , что является довольно частым явлением на наших предприятиях, то можно взять данные аналогичного оборудования с некоторой погрешностью в расчетах. Вот пример параметров типового оборудования:

Таблица 1

Потребители сжатого воздуха	Характеристика, тип	q_cp., нм³/мин	k_и.
Ковочные или штамповочные молоты	0,5 т 0,75 т 1,0 т 1,5 т 2,0 т 3,0 т 5,0 т 10,0 т	10 13,0 16,5 20,0 24,0 30,0 40,0 55,0	0,65-0,75 0,6-0,7 0,6-0,7 0,6-0,7 0,6-0,7 0,6-0,7 0,5-0,65 0,4-0,5
Молотки	Клепальные Отбойные Бурильные	1,0-1,5 1,2-1,5 2,0-4,0	0,3-0,45 0,3-0,5 0,3-0,4
Сверлильные машины, гайковерты	0,15-2,0 кВт	0,3-0,5	0,3-0,6
Шлифовальные машины	0,15-1,1 кВт	0,5-2,0	0,4-0,8
Машины для резки металла (ножницы, пилы)	0,2-1,3 кВт	0,5-2,0	0,4-0,8
Винтозавертывающие машины	0,15-1,0 кВт	0,4-3,0	0,3-0,6
Вибраторы	-	1,0-3,0	0,3-0,4
Трамбовки	для грунта для бетона	1,2 0,6	0,2-0,4 0,2-0.4
Пистолеты, краскораспылители	-	0,1-0,8	0,5-0,8
Форсунки мазутные	-	0,3-1,0	0,6-0,9
Пескоструйные аппараты^х	0,3 - 0,7 МПа	0,45-14,5	0,4-0,8

^х - расход воздуха q_ср. через пескоструйные аппараты в зависимости от диаметра сопла и давления воздуха Р₂

Учитывая, что пневмооборудование используется в работе не непрерывно, а время от времени,и соответственно изменяется его текущее воздухопотребление, то для определения характеристик компрессора необходимо ориентироваться на усредненное значение потребности в сжатом воздухе. Для ее расчета, нужно, исходя из опыта эксплуатации и знания технологии планируемых работ, представить, каковы будут продолжительность и периодичность включения оборудования, а также возможно ли включение одновременно нескольких устройств и каких. Для этого всю систему промышленного предприятия целиком необходимо разбить на подсистемы (локальные участки), которые будут включены в единый технологический процесс и будут использовать одновременно сжатый воздух.

Коэффициент одновременной работы (k_о) потребителей сжатого воздуха берется в зависимости от числа однотипных потребителей.

Таблица 2.

Число однотипных потребителей, n_i	1	2-3	4-6	7-9	10	11-12
Коэффициент одновременной работы, k_o.i	1	0,9	0,8	0,76	0,7	0,67

Таким образом расчетный расход воздуха (по условиям всасывания) составляет:

V_p= S n_i × q_cp.i × k_o.i × k_э.i × k_и.i , нм³/мин, (х) ⁱ⁼¹

где n_i - число однотипных потребителей сжатого воздуха;

q_cp.i - средний (паспортный) расход воздуха потребителями каждого отдельного типа, нм³/мин (табл.1);

k_o.i - коэффициент одновременной работы для каждой однотипной группы потребителей сжатого воздуха; его значение либо задается технологическим режимом работы потребителей, либо берется на основе статистики работы потребителей (табл.2);

k_э.i - эксплуатационный коэффициент, учитывающий увеличение расхода воздуха из-за износа и неплотностей в соединениях, арматуре, сальниках и в локальной воздушной сети; для пневматического оборудования к_э = 1,5, а для пневмоинструмента к_э = 1,10 - 1,15;

k_и.i - коэффициент использования пневмооборудования или пневмоинструмента, представляющий собой долю времени эксплуатации потребителя за рабочую смену (его значение либо задается технологическим режимом работы потребителей, либо берется на основе статистики работы потребителей (табл.1)).

Средний расход воздуха (q_cp.) и коэффициент использования (k_и.) для некоторых видов потребителей сжатого воздуха.

Задача определения расхода воздуха значительно упрощается, если на производстве установлен узел учета расхода сжатого воздуха. Но такие узлы учета являются сами по себе дорогим оборудованием и не каждое предприятие может позволить себе их установку.

При этом специфика российских предприятий такова, что зачастую из-за больших протяженностей пневмомагистралей (в том числе вне отапливаемого помещения), а также из-за сильной изношенностей трубопроводов и запорной арматруры сжатый воздух зачастую содержит влагу, масло и твердые частицы, которые быстро выводят из строя недешевые расходомеры сжатого воздуха.

III. Проведение замеров расхода сжатого воздуха:

Описанный выше аналитический метод определения потребления сжатого воздуха, основанный на паспортных данных пневмотребителей, к сожалению, не обладает высокой точностью и при больших объемах потребления сжатого воздуха может обладать достаточно высокими абсолютными величинами погрешностей.

Альтернативным вариантом в этом случае может быть, так называемый инструментальный метод измерения потребления сжатого воздуха, основанный на установке счетчиков сжатого воздуха в сети сжатого воздуха предприятия и сбор их показаний в течение определенного времени.

Существуют основные типы приборов используемых для проведения измерений расхода сжатого воздуха:

- Турбинные счётчики. Принцип действия погружных турбинных расходомеров ТМР oснoван на измерении частоты вращения ротора (турбинки), установленной в трубопроводе. Частота вращения ротора прямо пропорциональна локальной скорости, а, следовательно, и объемному расходу среды. При таком методе преобразование сигнала осуществляется в электронном блоке, так же как и вычисление объема прошедшего газа. При использовании турбинных расходомеров наличие загрязнений в газе не влияет на точность проведения измерений.

- Ультразвуковые счётчики. Принцип действия заключается в направлении ультразвукового луча в направлении по потоку и против потока и определении разницы времени прохождения этих двух лучей. Разница во времени пропорциональна скорости течения газа. Данные приборов при использовании на сжатом воздухе имеют достаточно большую погрешность.

- Термоанемометрические счётчики. Принцип их действия заключается в измерении скорости потока газа в отдельной точке трубы, с последующим вычислением расхода газа путём умножения данной величины на площадь поперечного сечения трубы и коэффициент, зависящий от характера распределения скоростей в потоке газа. У измерителей расхода данного типа имеется одно или несколько термосопротивлений, через которые течёт электрический ток, нагревая их. Поток газа, в свою очередь, охлаждает эти терморезисторы, причем скорость их охлаждения пропорциональна теплоёмкости окружающей среды, зависящей от расхода газа. В связи с этим при попадании влаги или масла на измерительный элемент из-за возникновения слоя жидкости изменяется коэффициент теплопередачи между нагретым элементом и сжатым воздухом, что делает показания прибора недостоверными.

Измерение потребления воздуха в период простоя оборудования позволяет выявить величину непроизводительного расхода воздуха (утечек) и оценить эффективность мероприятий по их предотвращению. Проведение измерений в точках непосредственного производства и потребления сжатого воздуха даёт возможность выявления «слабых мест», т.е. участков с большими падениями давления, и позволяет выдавать рекомендации по оптимизации пневмосетей может сильно отличаться от паспортного вследствие физического износа оборудования.

IV. Как заказать эту услугу?

Для производств, которые желают получить квалифицированную помощь технических специалистов по рассчету пневмосетей (пневмоаудиту), или заказать монтажные работы по прокладке воздуховодов и установке компрессорного оборудования непосредственно на производстве, можно оставить нам заявку и мы обязательно свяжемся с вами для уточнения всех деталей.