Une production efficace d'air comprimé

Généralement perçu comme une fonction de soutien, l’air comprimé est largement utilisé dans les installations de production pour assurer le fonctionnement des machines de traitement. Il joue également un rôle dans l’actionnement et le contrôle des valves, cylindres et contrôleurs pneumatiques. La qualité et la disponibilité de l’air comprimé peuvent toutefois avoir un effet significatif sur la production de base de l’installation. CompAir, un fabricant de systèmes à air comprimé et à gaz, emploie l'instrument de mesure du point de rosée portable Vaisala DRYCAP® de la série DM70 pour la mesure de points de rosée sous pression réalisée lors de leurs visites AirAudit qui font partie de leur service AirWorx™. L’audit vise à mesurer un certain nombre de paramètres étant associés aux performances des systèmes à air comprimé, dans le but d’améliorer leur efficacité énergétique.

CompAir est l'un des fabricants leader et globaux de systèmes à air comprimé et à gaz, il possède des sites de production au Royaume-Uni, en Allemagne, aux États-Unis, au Canada et en Chine. Les compresseurs, les équipements et les services de CompAir sont utilisés dans le monde entier ; ils fournissent un air et un gaz comprimés de haute qualité, économiques, propres et fiables destinés à de nombreuses applications. La gamme de produits de la société comprend des compresseurs portables à vis, fonctionnant sans huile, à girouette et à pistons, mais aussi des produits et services auxiliaires destinés aux utilisateurs de systèmes pour applications générales, offshore, aux utilisateurs de systèmes ne requérant pas d'huile, de systèmes utilisés dans le secteur de la construction, dans des environnements maritimes à haute pression ainsi qu'aux utilisateurs de systèmes de compression à gaz. Leur division AirWorx, créée en 2001, se spécialise dans l’évaluation des systèmes à air comprimé ainsi que dans la recommandation d’améliorations en matière de conservation de l’énergie, notamment dans la possibilité de sous-traiter l’ensemble des besoins en air comprimé. Le service AirWorx™ de CompAir facilite la réalisation d'économies de coûts et d’investissements dans les usines en plus de contribuer à la réalisation des objectifs de réduction de la consommation d’énergie. AirWorx™ est un service avec lequel le client peut acheter l'air comprimé dont il a besoin auprès de CompAir, sans nécessiter d'investissement particulier.

L'air comprimé est considéré comme une simple fonction de soutien

Perçu comme une ressource d'appui, l’air comprimé obtient rarement l’attention dont il mérite vraiment. L’industrie emploie actuellement entre 8 % et 10 % de sa consommation d’électricité pour comprimer l’air et de manière générale. Environ 30 % de l’air comprimé généré est gaspillé. Le potentiel d’économie d’énergie est important, seulement les économies de fonctionnement sont « bloquées » dans les systèmes à air comprimé, vu que les améliorations ne répondent souvent pas aux critères de retour sur investissement des entreprises.

Du point de vue de l’utilisateur, l’air comprimé ne constitue qu’un autre service public comparable à l’électricité, l’eau ou le gaz. Ces ressources sont toutefois généralement générées hors site et fournies à l'utilisateur final en fonction de ses besoins. La plupart des utilisateurs possèdent et exploitent leurs propres systèmes d'air comprimé, car la nature de l'air comprimé ne permet pas le transport de celui-ci sur de longues distances. Ces systèmes se sont souvent développés durant des décennies et les « applications actuelles » sont généralement très différentes de celles pour lesquelles le système était initialement conçu. De plus, en raison de restrictions budgétaires en matière de maintenance, ces systèmes sont souvent négligés, ce qui entraîne un niveau de performances médiocre sur le système, les utilisateurs ne comprenant pas les coûts additionnels générés par une alimentation en air comprimé inefficace.

Dans une étude menée pour le compte de l’UE qui s'intitule « Les systèmes d’air comprimé dans l’Union européenne : énergie, émissions, potentiel d’économies et mesures politiques », l’introduction de l’auteur indique que « des économies de l'ordre de 5 à 50 % sont réalisables. Les marchés et les mécanismes de décision actuels ne permettent pas de concrétiser l'énorme potentiel économique et technique des économies d'énergie. « L'idée de CompAir est de retirer le coût en capital de cette équation et de simplement réaliser les économies d'ordre opérationnel en externalisant la production d'air comprimé par l'intermédiaire d'un contrat d'approvisionnement AirWorx. L’approche AirWorx est un contrat de partenariat ne pouvant réussir que lorsque les deux parties sont profitables. Cet avantage provient de l'amélioration des performances du système et de la possibilité pour les deux parties de se concentrer sur leurs activités principales. Au lieu d'un modèle unique ou d'un forfait de services standard, CompAir emploie une approche modulaire et travaille en étroite collaboration avec le client pour trouver la meilleure solution.
 

Le service AirAudit d'AirWorx™

Pour permettre aux deux parties de comprendre les performances actuelles de l’aspect approvisionnement ainsi que du réseau de distribution, un audit complet du système à air comprimé est effectué. Ce service aide à l'établissement des coûts actuels de l'air comprimé utilisé par l'usine et à définir un niveau de référence à partir duquel mesurer les améliorations futures. Cet audit couvre tous les paramètres pertinents du système existant : consommation d'énergie, débit, pression sur l'ensemble du réseau, qualité, humidité et perte, ainsi que de tout autre élément de mesure pertinent. Des résultats précis sont essentiels, car ces données sont utilisées à titre de base pour tout projet d’air comprimé.

Mesure du point de rosée dans des conditions exigeantes

Pour mesurer les points de rosée de la pression durant le service AirAudit, CompAir emploie l'instrument de mesure du point de rosée portable Vaisala DRYCAP® DM70. Pour réaliser ce service, il nous fallait un instrument pouvant à la fois être compatible avec l’air très sec (avec des points de rosée jusqu’à -70 °C) et les systèmes à condensation. De manière générale, le point de rosée escompté pour les systèmes à air comprimé avec séchage par air comprimé est compris entre +5 et -40 °C. Cependant, vu que les sécheurs ne fonctionnent pas toujours de la manière prévue, le capteur doit également pouvoir supporter les conditions humides. Les capteurs que nous utilisions auparavant nécessitaient un nouvel étalonnage une fois mouillés, le DM70 a pourtant bien fonctionné malgré la condensation présente. Pour CompAir, qui dispose d'une présence mondiale, il était également utile d'être épaulé par un partenaire ayant une présence mondiale afin de pouvoir obtenir une assistance au niveau local si nécessaire. Le DM70 est fiable et offre des fonctionnalités conviviales, comme de nombreuses langues d'affichage. À cet égard, Vaisala a pu offrir exactement ce que CompAir recherchait.

Des économies considérables réalisées grâce à la surveillance du point de rosée

La production d'un air sec et exempt d'huile et de poussière à un coût aussi bas que possible est le but de tout système d'air comprimé. Les systèmes à filtre sont employés pour éliminer l'huile et la poussière, des sécheurs sont nécessaires pour ajuster le niveau d'humidité. Le processus spécifique qui utilise l'air comprimé détermine le niveau exact de séchage de l'air. Quel que soit le système de séchage ou de filtre utilisé, l'air comprimé sec et propre a un prix. Les mesures sont essentielles, elles visent à garantir que vous obtenez une qualité de mesure proportionnelle au prix payé. Lorsqu'elle mesurait les points de rosée sous pression de systèmes d’air comprimé, CompAir a découvert que, lorsque les sécheurs à absorption sont utilisés pour créer des points de rosée inférieurs à zéro, plus de 50 % des systèmes ne fonctionnent pas en raison d'un manque d’entretien. Vu que les sites n’avaient pas installé de système de mesure, ils n’avaient aucune idée du problème. Une fois que le système d'air comprimé est mesuré et maîtrisé, il est sensé de fournir des données opérationnelles sur le système de manière continue. C'est la raison pour laquelle CompAir installe des systèmes de surveillance à distance permanents dans le cadre de l'installation de l'équipement AirWorx™. Ceci inclut les transmetteurs du point de rosée Vaisala, le cas échéant. Les données collectées sont utilisées pour réaliser un contrôle global du système et des informations de maintenance, mais aussi pour garantir que le système fonctionne à des niveaux de performances optimaux. Les indicateurs de performance clés tels que les mesures en kW/m3/min peuvent être suivis au fil du temps pour s'assurer que l'ensemble du système fonctionne dans les limites prévues. Dans les mesures continues et les installations permanentes, un certain nombre d'instruments est utilisé en fonction des besoins spécifiques. Quelle que soit l'application, des mesures précises constituent la base de l'amélioration du système et de la réalisation d'économies.

L'article a été publié pour la première fois dans les Actualités Vaisala 163/2003/ Ben Soderling/ AirWorx/CompAir/High Wycombe/UK.