Informacje prasowe

Pięć niewielkich zmian prowadzących do poprawy efektywności zakładu

Istotne informacje dla kierowników zakładów

Prosta modernizacja silników

Wiele silników elektrycznych będących w użyciu to urządzenia o niskiej sprawności lub też o parametrach dobranych nieodpowiednio do zastosowania. Obie kwestie prowadzą do tego, że silnik pracuje intensywniej, niż powinien, zużywając więcej energii. Podobnie też starsze silniki mogły być już kilka razy poddane przezwajaniu podczas konserwacji, co obniżyło ich sprawność. Szacuje się, że wydajność silnika spada o 1-2% po każdej operacji przezwajania.

Z uwagi na to, że zużycie energii stanowi 96% całkowitego kosztu cyklu życia silnika, większy wydatek na silnik o wysokiej sprawności przełoży się na zwrot z inwestycji w całym okresie jego eksploatacji. 

Jeśli jednak silnik nadal działa, i to od lat, czy warto go wymieniać na lepszy? Przy współpracy z odpowiednim dostawcą silników proces modernizacji nie musi powodować żadnych zakłóceń. Ustalony harmonogram pozwala na wymianę silników szybko i przy minimalnych przestojach. Wybór standardowych w branży rozmiarów pomaga usprawnić ten proces, gdyż układ fabryki nie wymaga wówczas modyfikacji. 

Naturalnie, jeśli w zakładzie eksploatowane są setki silników, nie można wymienić ich wszystkich jednocześnie. W pierwszym rzędzie należy zająć się silnikami poddanymi wcześniej przezwajaniu i zaplanować harmonogram wymiany silników na dwa do trzech lat, aby uniknąć dużych przestojów.

Czujniki pracy silnika

W celu zapewnienia optymalnej pracy silników kierownicy zakładów mogą wyposażyć posiadane silniki w czujniki. Dzięki monitorowaniu w czasie rzeczywistym ważnych parametrów, np. drgań i temperatury, wbudowane funkcje analizy danych dla potrzeb konserwacji predykcyjnej pozwolą na wykrywanie problemów przed wystąpieniem awarii.

Aplikacje oparte na czujnikach, takie jak WEG Motor Scan, gromadzą dane dotyczące silników i wysyłają je do smartfonów czy tabletów. Na przykład w pewnym zakładzie produkcyjnym w Brazylii wdrożono takie rozwiązanie w silnikach napędzających cztery identyczne cyrkulatory powietrza. Kiedy zespół serwisowy otrzymał ostrzeżenie, że w jednym z silników przekroczony został dopuszczalny poziom drgań, wzmożona czujność pozwoliła rozwiązać problem. Bez tego sygnału konieczne mogło być nieplanowane zatrzymanie fabryki. 

Jednak gdzie jest miejsce na oszczędność energii we wspomnianej sytuacji? Po pierwsze, zwiększone drgania powodują większe zużycie energii. Solidne, zintegrowane stopki do silnika oraz duża sztywność mechaniczna to istotne cechy gwarantujące mniejsze drgania. Szybkie rozwiązanie problemu nieoptymalnego działania pozwoliło ograniczyć do minimum marnotrawstwo energii. 

Po drugie, dzięki zapobieżeniu konieczności zatrzymania całej fabryki uniknięto ponownego rozruchu wszystkich maszyn, co wiązałoby się z wyższym zapotrzebowaniem na energię. 

Instalacja softstarterów

W przypadku maszyn i silników, które nie pracują w ruchu ciągłym, kierownicy zakładów powinni zainstalować softstartery. Urządzenia te tymczasowo zmniejszają obciążenie i moment obrotowy w układzie napędowym oraz udar prądowy występujący podczas rozruchu silnika. 

Dobrą analogią jest zatrzymanie samochodu na czerwonym świetle. Po zmianie światła na zielone można nacisnąć pedał gazu do oporu, jednak wiadomo, że taki sposób prowadzenia samochodu jest mało efektywny, powoduje duże obciążenia mechaniczne — a także jest niebezpieczny. 

Podobnie jest z maszynami: powolniejsze uruchomienie zużywa mniej energii i powoduje mniejsze obciążenie mechaniczne silnika i wału. W skali cyklu życia silnika urządzenie do łagodnego rozruchu zapewnia oszczędności finansowe związane z redukcją kosztów energii. Niektóre softstartery mają też wbudowany automatyczny system optymalizacji energii. Softstarter, idealny do zastosowań w sprężarkach, ocenia wymagania dotyczące obciążenia i reguluje pracę odpowiednio, aby ograniczyć zużycie energii do minimum. 

Zastosowanie napędu o zmiennej prędkości (VSD)

Napęd o zmiennej prędkości (VSD), nazywany też napędem o zmiennej częstotliwości (VFD) lub przemiennikiem częstotliwości, reguluje prędkość silnika elektrycznego odpowiednio do wymagań danego zastosowania. Bez tego rodzaju sterowania system po prostu hamuje, kiedy wymagana jest mniejsza siła, emitując niewykorzystaną energię w postaci ciepła. Na przykład zastosowany w wentylatorze napęd VSD redukuje przepływ powietrza odpowiednio do wymagań, zamiast go po prostu odciąć, pracując nadal z maksymalną mocą. 

Przy połączeniu napędu VSD z silnikiem o bardzo wysokiej sprawności obniżone koszty energii będą mówić same za siebie. Innym przykładem jest chłodnia kominowa. Zastosowanie silnika W22 o klasie sprawności IE4 (super premium) z napędem VSD CFW701 dla sektora HVAC, o odpowiedniej mocy, pozwala uzyskać redukcję kosztu energii na poziomie do 80% oraz średnią oszczędność wody na poziomie 22%.

Obecne przepisy podają, że silniki klasy IE2 muszą być używane z napędem VSD, jednak wymaganie to trudno jest wyegzekwować w branży. To wyjaśnia, dlaczego przepisy zostały zaostrzone. Od 1 lipca 2021 r. silniki trójfazowe będą musiały być zgodne ze standardem IE3 niezależnie od tego, czy są stosowane z napędami VSD.

Zmiany wchodzące w życie w roku 2021 nakładają także większe wymagania w odniesieniu do napędów VSD, obejmując również tę grupę produktów klasyfikacją IE. Napędy będą musiały być zgodne ze standardem IE2, chociaż napęd IE2 nie odpowiada sprawnością silnikowi klasy IE2 — są to odrębne systemy klasyfikacji.

Pełne wykorzystanie napędów VSD

Zainstalowanie napędu VSD to jedno, ale maksymalne wykorzystanie jego możliwości to już inna sprawa. Wiele napędów VSD jest bogato wyposażonych w przydatne funkcje, o których kierownicy zakładów po prostu nie wiedzą. Dobrym przykładem są pompy. Z pompowaniem cieczy może wiązać się wiele problemów, od wycieków po niski poziom cieczy. Wbudowana funkcja sterująca, taka jak Pump Genius w ofercie napędów VSD marki WEG, umożliwia efektywniejsze wykorzystanie silników odpowiednio do wymagań produkcyjnych i dostępności cieczy. 

Automatyczna funkcja wykrywania uszkodzonych rur dostępna w napędzie VSD może wskazać strefy wycieku cieczy i odpowiednio regulować pracę silnika. Oprócz tego dzięki funkcji detekcji suchobiegu pompy, kiedy zabraknie cieczy, silnik zostaje automatycznie wyłączony i uaktywniane jest ostrzeżenie o suchej pompie. W obu przypadkach silnik zmniejsza zużycie energii, kiedy mniej energii jest potrzebne do wykonania danej pracy.

Jeśli instalacja pompy wykorzystuje kilka silników, urządzenie sterujące pompy typu jockey może także zoptymalizować pracę silników o różnych rozmiarach. Może być tak, że do działania pompy wymagana może być praca małego silnika albo jednoczesna praca silnika małego i dużego. Pump Genius pozwala z większą elastycznością używać silnika optymalnej wielkości odpowiednio do natężenia przepływu.

Napędy VSD mogą nawet przeprowadzać automatyczne czyszczenie wirnika silnika, dbając o regularne usuwanie zanieczyszczeń stałych. Utrzymuje to silnik w optymalnym stanie, co pozytywnie wpływa na efektywność energetyczną. 

Jeśli nie chcesz, aby koszty energii przekroczyły trzydziestokrotność ceny zakupu silnika na przestrzeni dekady, czas wprowadzić niektóre z tych zmian. Nie można tego zrobić z dnia na dzień, ale strategiczny plan mający na celu wyeliminowanie najbardziej nieefektywnych punktów w zakładzie zapewni znaczne korzyści energetyczne. 

Więcej informacji o firmie WEG oraz jej ofercie silników i napędów VSD można znaleźć na stronie weg.net.