Tehokas paineilman tuottaminen

Yleisesti tukitoiminnoksi mielletty paineilma on laajasti käytössä tuotantolaitoksissa prosessilaitteiston käytössä sekä pneumaattisten venttiilien, sylinterien ja ohjaimien käytössä ja hallinnassa. Paineilman laadulla ja saatavuudella voi olla kuitenkin merkittävä vaikutus laitoksen varsinaiseen tuotantoon. Paineilma- ja kaasujärjestelmien valmistaja CompAir käyttää kannettavaa Vaisala DRYCAP® DM70 -kastepistemittaria painekastepisteen mittaukseen AirAudit-tarkastuksessa, joka on osa yrityksen AirWorx™-palvelua. Tarkastuksessa mitataan useita paineilmajärjestelmien toimintaan liittyviä suureita, ja pyrkimyksenä on energiatehokkuuden parantaminen.

CompAir COMPAIR on maailman johtava paineilma- ja kaasujärjestelmien valmistaja, jolla on tuotantolaitoksia Isossa-Britanniassa, Saksassa, Yhdysvalloissa, Kanadassa ja Kiinassa. CompAirin kompressoreita, laitteita ja palveluita käytetään ympäri maailman. Ne tarjoavat taloudellisesti ja luotettavasti laadukasta ja puhdasta paineilmaa ja -kaasua monenlaisia sovelluksia varten. Yrityksen tuotevalikoimaan kuuluu ruuvi-, siipi- ja mäntäkompressoreita, öljyttömiä kompressoreita ja kannettavia kompressoreita, tukituotteita sekä palveluita käyttäjille perusteollisuudessa, offshore-teollisuudessa, öljyttömässä käytössä, rakentamisessa, korkean paineen merikäytössä ja kaasun kompressoinnissa. Yrityksen AirWorx osasto, joka muodostettiin vuonna 2001, on erikoistunut paineilmajärjestelmien arviointiin ja energiansäästöparannusten suosituksiin, ja se tarjoaa myös mahdollisuuden ulkoistaa koko paineilmatarpeen täyttäminen. CompAirin AirWorx™-palvelu tuottaa laitoksille sekä kustannus- että investointisäästöjä ja auttaa saavuttamaan energiankulutuksen vähennystavoitteet. AirWorx™ on palvelu, jossa asiakas voi ostaa tarvitsemansa paineilman CompAirilta tarvitsematta tehdä investointeja.

Paineilmaa pidetään pelkkänä tukitoimintona

Koska paineilmaa pidetään pelkkänä tukitoimintona, siihen harvoin kiinnitetään niin paljon huomiota kuin pitäisi. Teollisuuden sähkönkulutuksesta kuluu nykyään 8–10 % ilman paineistamiseen, ja yleisesti noin 30 % muodostetusta paineilmasta menee hukkaan. Energiansäästömahdollisuudet ovat merkittävät, mutta toimintojen säästömahdollisuudet ovat ”lukittuina” paineilmajärjestelmiin, koska parannukset eivät usein täytä yrityksen projektien tuottoehtoja.

Käyttäjän kannalta paineilma on vain hyödyke siinä kuin sähkö, vesi tai kaasukin. Muut hyödykkeet kuitenkin tuotetaan useimmiten laitoksen ulkopuolella ja toimitetaan käyttäjälle tarpeen mukaan. Koska paineilman luonne on sellainen, ettei sitä voida kuljettaa kauas, useimmat käyttäjät ovat aiemmin omistaneet omat paineilmajärjestelmänsä ja vastanneet niiden käytöstä. Nämä järjestelmät ovat usein rakentuneet vuosikymmenten kuluessa, ja tämän hetken sovellukset ovat yleensä hyvin erilaisia kuin ne, joita varten järjestelmä alun perin suunniteltiin. Lisäksi ylläpitobudjetin rajoitukset ovat aiheuttaneet usein näiden järjestelmien laiminlyöntiä. Tuloksena on järjestelmän suorituskyvyn heikentyminen, eivätkä käyttäjät useinkaan ymmärrä paineilman tuottamisen tehottomuudesta kertyviä kustannuksia.

EU:lle tehdyssä tutkimuksessa ”Compressed air systems in the European Union – Energy, Emissions, Savings Potential and Policy Actions” (Paineilmajärjestelmät Euroopan Unionissa – energia, päästöt, säästömahdollisuudet ja poliittiset toimet) kirjoittaja toteaa johdannossa: ”5–50 %:n säästöt ovat mahdollisia. Suuret tekniset ja taloudelliset mahdollisuudet energiasäästöissä eivät toteudu nykyisillä markkina- ja päätöksentekomekanismeilla.” CompAirin ajatuksena on poistaa sijoitetun pääoman osuus tästä yhtälöstä ja yksinkertaisesti realisoida toimintasäästöt ulkoistamalla paineilman tuottaminen AirWorx-toimitussopimuksella. AirWorxin lähestymistapana on kumppanuussopimus, joka hyödyttää molempia osapuolia. Hyöty tulee järjestelmän suorituskyvyn parannuksesta sekä siitä, että molemmat osapuolet voivat keskittyä omaan erikoisalaansa. Yksittäisen mallin tai vakiopalvelupakettien sijaan CompAir käyttää modulaarista lähestymistapaa ja selvittää parhaan vaihtoehdon yhdessä asiakkaan kanssa.
 

AirWorx™ AirAudit

Jotta molemmat osapuolet ymmärtävät paineilman tuotannon ja jakeluverkon nykyisen suorituskyvyn, paineilmajärjestelmälle tehdään kattava tarkastus. Tämä auttaa selvittämään paineilman nykyiset kustannukset laitoksessa sekä muodostamaan vertailukohdan tulevien parannusten mittaamista varten. Tämä tarkastus kattaa kaikki merkitykselliset suureet aiemmassa järjestelmässä: energian kulutuksen, virtauksen, verkossa olevan paineen, laadun, kosteuden, hukkaosuuden ja mahdolliset muut suureet, joilla on merkitystä. Tarkat tulokset ovat ensisijaisen tärkeitä, sillä näitä tietoja käytetään koko paineilmaprojektin perustana.

Kastepistemittaus vaativissa olosuhteissa

CompAir käyttää AirAudit-tarkastukseen kuuluvissa painekastepisteen mittauksissa Vaisala DRYCAP® DM70 -kastepistemittaria. Tässä palvelussa tarvitaan laitetta, joka pystyy käsittelemään sekä hyvin kuivaa ilmaa, jossa kastepiste voi olla jopa -70 °C, että järjestelmää, jossa on kondensaatiota. Yleensä odotettu kastepiste paineilmajärjestelmissä, joissa on käytössä paineilman kuivaus, on välillä +5...-40 °C, mutta koska kuivaimet eivät aina toimi asianmukaisesti, anturin on pystyttävä suoriutumaan kosteistakin olosuhteista. Aiemmin käytetyt anturit vaativat uudelleenkalibroinnin aina, kun ne kastuivat, mutta DM70 on toiminut hyvin kondensaatiosta huolimatta. Globaalina toimijana CompAirille on tärkeää, että kumppanikin toimii maailmanlaajuisesti, jotta tukea saa aina tarvittaessa paikallisesti. DM70 on luotettava, ja siinä on käyttäjäystävällisiä ominaisuuksia, kuten useita kielivaihtoehtoja. Näissä asioissa Vaisala pystyi tarjoamaan juuri sitä, mitä CompAir haki.

Merkittäviä säästöjä kastepisteen valvonnalla

Paineilmajärjestelmän tavoitteena on kuivan, öljyttömän ja pölyttömän paineilman tuottaminen edullisesti. Suodatinjärjestelmiä käytetään öljyn ja pölyn poistamiseen, ja kuivaimia tarvitaan kosteuden säätämiseen. Kulloinenkin paineilmaa tarvitseva prosessi määrittää, kuinka kuivaa ilman on oltava. Puhdas ja kuiva paineilma on kuivaus- ja suodatusjärjestelmästä riippumatta kallista, ja mittaukset ovat ehdottoman tärkeitä sen varmistamiseksi, että saat, mistä maksat. Mitatessaan todellisen paineilmajärjestelmän painekastepisteitä CompAir on havainnut, että kun pyritään saamaan alle nollan asteen kastepiste adsorptiokuivaimella, yli 50 % järjestelmistä ei toimi puutteellisen ylläpidon vuoksi. Koska toimipaikoissa ei ole ollut asennettuna mittausjärjestelmää, ongelmasta ei ole ollut mitään tietoa. Kun paineilmajärjestelmä on mitattu ja mittaustulokset ymmärretty, käy selväksi, että järjestelmän toiminnasta kannattaa tuottaa tietoja jatkuvasti. Siksi CompAir asentaa pysyvät etävalvontajärjestelmät osana AirWorx™-laitteiston asennusta. Näissä järjestelmissä käytetään tarpeen mukaan Vaisalan kastepistelähettimiä. Kerättyjen tietojen avulla voidaan hallita järjestelmää ja ylläpitotietoja yleisesti sekä varmistaa, että järjestelmä toimii mahdollisimman hyvin. Tärkeimpiä tunnuslukuja, kuten kW/m3/min, voidaan seurata ajan myötä sen varmistamiseksi, että koko järjestelmä toimii suunniteltujen rajojen mukaisesti. Jatkuvissa mittauksissa ja pysyvissä asennuksissa käytetään useita mittalaitteita tarpeiden mukaan. Kaikissa sovelluksissa tarkat mittaukset muodostavat perustan järjestelmän parannuksille ja kustannussäästöille.



Tämä artikkeli julkaistiin alun perin julkaisussa Vaisala News 163/ Ben Soderling/ AirWorx/CompAir/High Wycombe/UK.