Kaip sumažinti pneumatinių sistemų energijos sąnaudas 42% ir kartu pasiekti tvarumo tikslų?

Kiekvienas gamyklos vadovas, su kuriuo konsultuojuosi, susiduria su ta pačia dilema: pneumatinės sistemos sunaudoja labai daug energijos, tačiau tradicinės efektyvumo didinimo priemonės beveik nepadeda sumažinti sąnaudų. Išbandėte pagrindinius nuotėkio aptikimo būdus, galbūt atnaujinote kai kuriuos komponentus, tačiau sąskaitos už energiją išlieka atkakliai didelės, o įmonės tvarumo tikslai lieka nepasiekti. Šis neefektyvumas ištuština jūsų veiklos biudžetą ir kelia grėsmę jūsų įmonės aplinkosaugos įsipareigojimams.

Veiksmingiausias pneumatinės energijos optimizavimas apima ISO 50001¹-Energijos valdymo sistemos, išsami anglies pėdsako analizė ir dinamiškos elektros energijos kainodaros strategijos. Taikant šį integruotą metodą paprastai energijos suvartojimas sumažėja 35-50%, o anglies dioksido išmetimas - 40-60%, palyginti su įprastinėmis sistemomis.

Praėjusį mėnesį dirbau su Mičigano gamybos įmone, kuri, nepaisant daugybės bandymų tobulinti sistemą, susidūrė su pernelyg didelėmis pneumatinės sistemos energijos sąnaudomis. Įdiegus mūsų integruotą energijos vertinimo metodą, suspausto oro energijos sąnaudos sumažėjo 47%, o sistemos anglies pėdsakas sumažėjo 52%. Atsipirkimo laikotarpis buvo tik 7,3 mėnesio, ir dabar jie anksčiau laiko pasiekia savo 2025 m. tvarumo tikslus.

Turinys

• ISO 50001 energijos vartojimo efektyvumo įvertinimo įgyvendinimo kelias
• Pneumatinių sistemų anglies dioksido pėdsako skaičiavimo įrankiai
• Elektros energijos piko ir slėnio kainų strategijos derinimo modelis
• Išvada
• DUK apie pneumatinį energijos optimizavimą

Kaip įgyvendinti ISO 50001, kad maksimaliai sutaupytumėte energijos pneumatinėse sistemose?

Daugelis organizacijų bando įgyvendinti ISO 50001 tik kaip kontrolinį veiksmą, tačiau nepastebi didelio energijos ir išlaidų taupymo potencialo. Dėl tokio paviršutiniško požiūrio sertifikavimas vyksta be reikšmingo efektyvumo didinimo.

Norint veiksmingai įgyvendinti ISO 50001 standartą pneumatinėms sistemoms, reikia taikyti struktūrizuotą šešių etapų metodą, kuris prasideda nuo išsamaus bazinio energijos suvartojimo įvertinimo, konkrečios sistemos KPI nustatymo ir nuolatinio tobulinimo ciklų su aiškia atskaitomybe. Sėkmingiausiai įgyvendinus sistemą, per pirmuosius penkerius metus energijos intensyvumas kasmet sumažėja 6-8%.

Šešių etapų ISO 50001 diegimo kelias pneumatinėms sistemoms

Pneumatikai skirta ISO 50001 diegimo strategija

Norėdami maksimaliai taupyti energiją pneumatinėse sistemose pagal ISO 50001, sutelkite dėmesį į šiuos svarbiausius elementus:

Pneumatinių sistemų energinio naudingumo rodikliai (EnPI)

Sukurkite šiuos konkrečiai pneumatinei įrangai būdingus veiklos rodiklius:

• Specifinis energijos suvartojimas (SPC)
    Išmatuokite energijos sąnaudas vienam suslėgto oro išėjimo vienetui:
    - kW/m³/min (arba kW/cfm) esant nurodytam slėgiui
    - Bazinės tipinės vertės: 6-8 kW/m³/min sistemoms <100 kW
    - Tikslinės vertės: 5-6 kW/m³/min optimizuojant
    - Geriausias savo klasėje: <4,5 kW/m³/min su pažangia technologija

• Sistemos efektyvumo koeficientas (SER)
    Apskaičiuokite naudingosios pneumatinės energijos ir elektros energijos sąnaudų santykį:
    - Įeinančios energijos, paverstos naudingu darbu, procentinė dalis
    - Bazinės tipinės vertės: 10-15% neoptimizuotoms sistemoms
    - Siektinos vertės: 20-25% patobulinus sistemą
    - Geriausias savo klasėje: >30% su išsamiu optimizavimu

• Nuotėkio nuostolių procentas (LLP)
    Kiekybiškai įvertinti dėl nuotėkio prarandamą energiją:
    - Dėl nuotėkio prarastos visos produkcijos procentinė dalis
    - Tipinės bazinės vertės: 25-35% vidutinėse sistemose
    - Tikslinės vertės: 10-15%, atliekant reguliarią techninę priežiūrą
    - Geriausias savo klasėje: <8% su pažangia stebėsena

• Slėgio kritimo santykis (PDR)
    Išmatuoti paskirstymo sistemos efektyvumą:
    - Slėgio kritimas, išreikštas procentais nuo generuojamo slėgio
    - Bazinės tipinės vertės: 15-20% tipinėse sistemose
    - Tikslinės vertės: 8-10% su paskirstymo patobulinimais
    - Geriausias savo klasėje: <5% su optimizuotu vamzdynu

• Dalinės apkrovos efektyvumo koeficientas (PLEF)
    Įvertinkite kompresoriaus veikimą esant kintamam poreikiui:
    - Efektyvumas, lyginant su pilna apkrova įvairiuose darbo taškuose
    - Bazinės tipinės vertės: 0,6-0,7 fiksuoto greičio sistemoms
    - Tikslinės vertės: 0,8-0,9 su kontrolės optimizavimu
    - Geriausias savo klasėje: >0,9 su VSD ir pažangiu valdymu

Pneumatinių sistemų energijos valdymo veiksmų planas

Sukurkite struktūrinį veiksmų planą, skirtą šioms pagrindinėms sritims:

Generavimo optimizavimas

Dėmesys sutelkiamas į suspausto oro gamybos sistemą:

• Kompresorių technologijų vertinimas
    - Įvertinti dabartinę ir geriausią turimą technologiją
    - Įvertinti kintamo greičio pavara (VSD)² modernizavimo galimybės
    - Analizuoti kelių kompresorių valdymo strategijas
    - Apsvarstykite šilumos atgavimo galimybes

• Slėgio optimizavimas
    - Nustatykite mažiausią reikiamą slėgį kiekvienai paraiškai
    - Įgyvendinti slėgio zonavimą pagal skirtingus reikalavimus
    - Įvertinti slėgio mažinimo potencialą (kiekvienas 1 baro sumažinimas sutaupo ~7% energijos)
    - Apsvarstykite slėgio ir srauto valdiklius

Paskirstymo efektyvumas

kreipkitės į pristatymo tinklą:

• Vamzdynų sistemos vertinimas
    - Žemėlapio sudarymas ir platinimo tinklo analizė
    - Nustatyti per mažo dydžio vamzdynų atkarpas, sukeliančias slėgio kritimą.
    - Įvertinti kilpų sistemas ir aklavietės konfigūracijas
    - Optimizuokite vamzdžių dydį, kad slėgio kritimas būtų minimalus

• Nuotėkio valdymo programa
    - Reguliarus ultragarsinis nuotėkio aptikimas
    - Nustatyti nuotėkio žymėjimo ir remonto protokolus
    - Įrengti zonų atskyrimo vožtuvus
    - Apsvarstykite galimybę naudoti nuolatines nuotėkio stebėjimo sistemas

Galutinio naudojimo optimizavimas

Pagerinkite suslėgto oro naudojimą:

• Paraiškos tinkamumo peržiūra
    - Nustatyti netinkamus suslėgto oro naudojimo būdus
    - Įvertinti alternatyvias technologijas kiekvienai paraiškai
    - Pašalinti atviras pučiančias programas
    - Optimizuoti oro suvartojimą likusiose srityse

• Valdymo sistemos tobulinimas
    - Įdiegti slėgio reguliavimą vartojimo vietoje
    - Pridėkite automatinius nenaudojamų sekcijų uždarymo vožtuvus
    - Apsvarstykite pažangiuosius srauto valdiklius
    - Įvertinti suprojektuotus purkštukus, skirtus pūtimo reikmėms

Stebėsenos ir matavimo sistemos projektavimas

Įgyvendinkite šias svarbiausias matavimo galimybes:

• Pagrindiniai matavimo taškai
    - Kompresoriaus sistemos galia (kW)
    - Suslėgto oro išėjimas (srautas)
    - Sistemos slėgis pagrindiniuose taškuose
    - Rasos taškas (oro kokybei)
    - Darbo valandos ir apkrovos profiliai

• Išplėstinės stebėjimo galimybės
    - Specifinis energijos suvartojimas realiuoju laiku
    - Nuotėkio lygio įvertinimas ne gamybos metu
    - Slėgio kritimas paskirstymo sekcijose
    - Temperatūros stebėjimas efektyvumo analizei
    - Automatinės veiklos ataskaitos

Atvejo analizė: Automobilių komponentų gamintojas

Tenesio valstijoje esantis pirmojo lygio automobilių tiekėjas, nepaisant ankstesnių tobulinimo pastangų, susidūrė su pernelyg dideliu energijos suvartojimu pneumatinėse sistemose. Jų suspausto oro sistema sunaudojo 27% elektros energijos, o įmonė buvo įpareigota per dvejus metus sumažinti energijos vartojimo intensyvumą 15%.

Įgyvendinome ISO 50001, sutelkdami dėmesį į pneumatikos sritį:

1 etapas: pradinio vertinimo rezultatai

• Per metus sistema sunaudojo 4,2 mln. kWh
• Specifinis energijos suvartojimas: 7,8 kW/m³/min.
• Nuotėkio nuostolių procentas: 32%
• Vidutinis slėgis: 7,2 bar
• Sistemos efektyvumo koeficientas: 12%

2-3 etapas: valdymo sistema ir KPI

• Sukurta suspausto oro valdymo komanda
• Sukurtos pneumatinei įrangai pritaikytos EnPI
• Nustatyti tikslai: per 18 mėnesių sumažinti energijos suvartojimą 25%.
• Įdiegtas savaitinis veiklos vertinimo procesas
• Sukurta operatorių lygmens informuotumo programa

4-5 etapas: tobulinimo planas ir įgyvendinimas

Nustatė projektų prioritetus pagal investicijų grąžą:

6 etapas: Rezultatai po 18 mėnesių

• Energijos suvartojimas sumažintas iki 2,6 mln. kWh (38% sumažinimas)
• Specifinės energijos sąnaudos pagerėjo iki 5,3 kW/m³/min
• Nuotėkio nuostolių procentinė dalis sumažinta iki 8%
• Sistemos slėgis stabilizavosi ties 6,3 bar
• Sistemos efektyvumo koeficientas pagerintas iki 23%
• Pasiektas ISO 50001 sertifikatas
• Per metus sutaupoma $168,000 išlaidų
• Anglies dioksido išmetimas sumažintas 1 120 tonų per metus

Geriausia įgyvendinimo praktika

Sėkmingam ISO 50001 diegimui pneumatinėse sistemose:

Integracija su esamomis sistemomis

Padidinkite efektyvumą integruodami su:

• Kokybės vadybos sistemos (ISO 9001)
• Aplinkosaugos vadybos sistemos (ISO 14001)
• Turto valdymo sistemos (ISO 55001)
• Esamos techninės priežiūros programos
• Gamybos valdymo sistemos

Techninės dokumentacijos reikalavimai

Parengti šiuos svarbiausius dokumentus:

• Suspausto oro sistemos žemėlapis su matavimo taškais
• Pneumatinių sistemų energijos srautų diagramos
• Standartinės efektyvaus energijos vartojimo veiklos procedūros
• Techninės priežiūros procedūros atsižvelgiant į energijos poveikį
• Energinio naudingumo patikros protokolai

Mokymas ir kompetencijų ugdymas

Mokymus orientuokite į šiuos pagrindinius vaidmenis:

• Sistemos operatoriai: veiksminga eksploatavimo praktika
• Techninės priežiūros personalas: į energiją orientuota techninė priežiūra
• Gamybos darbuotojai: tinkamas suslėgto oro naudojimas
• Valdymas: energijos vartojimo efektyvumo peržiūra ir sprendimų priėmimas
• Inžinerija: efektyviai energiją vartojantys projektavimo principai

Kaip apskaičiuoti tikrąjį pneumatinės sistemos anglies dioksido pėdsaką?

Daugelis organizacijų gerokai neįvertina savo pneumatinių sistemų anglies dioksido poveikio, nes daugiausia dėmesio skiria tik tiesioginiam elektros energijos suvartojimui, tačiau praleidžia svarbius taršos šaltinius per visą sistemos gyvavimo ciklą.

Visapusiškas pneumatinių sistemų anglies pėdsako apskaičiavimas turi apimti tiesioginį energijos išmetimą, netiesioginį išmetimą dėl sistemos nuostolių, įrangoje įkūnytą anglį, su technine priežiūra susijusį išmetimą ir poveikį eksploatacijos pabaigoje. Tiksliausi vertinimai atliekami taikant dinaminius modelius, kuriuose atsižvelgiama į kintančius apkrovos profilius, elektros tinklo anglies dioksido intensyvumo svyravimus ir sistemos degradaciją laikui bėgant.

Išsami anglies pėdsako apskaičiavimo metodika

Atlikęs šimtų pramoninių pneumatinių sistemų anglies dioksido kiekio vertinimą, sukūriau šią išsamią skaičiavimo sistemą:

Anglies pėdsako apskaičiavimo priemonės kūrimas

Norint tiksliai įvertinti pneumatinės sistemos anglies dioksido pėdsaką, rekomenduoju sukurti skaičiavimo įrankį su šiais pagrindiniais komponentais:

Pagrindinis skaičiavimo variklis

Sukurkite modelį, į kurį būtų įtraukti šie elementai:

• Tiesioginės energijos emisijos apskaičiavimas
    Apskaičiuokite išmetamųjų teršalų kiekį, susidarantį dėl elektros energijos suvartojimo:
    - E₁ = P × t × EF
    - Kur:
      - E₁ = išmetamųjų teršalų kiekis iš tiesioginės energijos (kgCO₂e)
      - P = suvartojama galia (kW)
      - t = darbo laikas (valandomis)
      - EF = Tinklo išmetamųjų teršalų faktorius³ (kgCO₂e/kWh)

• Sistemos nuostolių emisijos
    kiekybiškai įvertinti dėl sistemos neveiksmingumo išmetamų teršalų kiekį:
    - E₂ = E₁ × (L₁ + L₂ + L₃)
    - Kur:
      - E₂ = išmetamųjų teršalų kiekis dėl sistemos nuostolių (kgCO₂e)
      - L₁ = nuotėkio nuostolių procentinė dalis (dešimtainiu tikslumu)
      - L₂ = slėgio kritimo nuostolių procentinė dalis (dešimtainiu tikslumu)
      - L₃ = netinkamo naudojimo procentinė dalis (dešimtainiu tikslumu)

• Įranga Įterptasis anglies dioksidas
    Apskaičiuokite įrangos gyvavimo ciklo metu išmetamų teršalų kiekį:
    - E₃ = Σ(C_i × M_i) / L
    - Kur:
      - E₃ = metinis įkūnytas išmetamųjų teršalų kiekis (kgCO₂e/metus)
      - C_i = i medžiagos anglies dioksido intensyvumas (kgCO₂e/kg)
      - M_i = i medžiagos masė sistemoje (kg)
      - L = numatoma sistemos eksploatavimo trukmė (metais)

• Su technine priežiūra susiję išmetamieji teršalai
    Įvertinti dėl techninės priežiūros veiklos išmetamų teršalų kiekį:
    - E₄ = (T × D × EF_t) + (P_m × EF_p)
    - Kur:
      - E₄ = techninės priežiūros metu išmetamų teršalų kiekis (kgCO₂e)
      - T = Techniko apsilankymai per metus
      - D = vidutinis kelionės atstumas (km)
      - EF_t = transporto išmetamųjų teršalų faktorius (kgCO₂e/km)
      - P_m = pakeistos dalys (kg)
      - EF_p = dalių gamybos išmetamųjų teršalų faktorius (kgCO₂e/kg)

• Gyvavimo ciklo pabaigoje išmetami teršalai
    Apskaičiuokite šalinimo ir perdirbimo poveikį:
    - E₅ = Σ(M_i × (1-R_i) × EF_d_i - M_i × R_i × EF_r_i) / L
    - Kur:
      - E₅ = metinis išmetamųjų teršalų kiekis eksploatacijos pabaigoje (kgCO₂e/metus)
      - M_i = i medžiagos masė (kg)
      - R_i = i medžiagos perdirbimo norma (dešimtainiu tikslumu)
      - EF_d_i = i medžiagos i šalinimo išmetamųjų teršalų faktorius (kgCO₂e/kg)
      - EF_r_i = i medžiagos perdirbimo kreditas (kgCO₂e/kg)

Dinaminio modeliavimo galimybės

Padidinkite tikslumą naudodami šias pažangias funkcijas:

• Įkrovos profilio integracija
    Atsižvelgti į kintančią sistemos paklausą:
    - Sukurti tipinius dienos / savaitės apkrovos profilius
    - Sezoninių paklausos svyravimų žemėlapis
    - Įtraukti gamybos grafiko poveikį
    - Apskaičiuoti vidutinį svertinį išmetamųjų teršalų kiekį pagal profilius

• Tinklelio anglies dioksido intensyvumo pokyčiai
    atspindėti kintantį elektros energijos išmetimą:
    - Įtraukti dienos laiko išmetamųjų teršalų faktorius
    - Atsižvelgti į sezoninius tinklo svyravimus
    - Atsižvelgti į regioninius tinklo skirtumus
    - Būsimo tinklo dekarbonizavimo projektas

• Sistemos degradacijos modeliavimas
    Atsižvelgti į efektyvumo pokyčius laikui bėgant:
    - Kompresoriaus efektyvumo mažėjimo modelis
    - Įtraukti didėjantį nuotėkio lygį be techninės priežiūros
    - Atsižvelgti į padidėjusį filtro slėgio kritimą
    - Modeliuoti techninės priežiūros intervencijos poveikį

Ataskaitų teikimo ir analizės funkcijos

Įtraukite šias išvesties galimybes:

• Išmetamųjų teršalų suskirstymo analizė
    - Kategorijomis grindžiamas išmetamųjų teršalų paskirstymas
    - Komponentų lygmens anglies dioksido išmetimo indėlis
    - Laiko analizė (kasdienė, mėnesinė ir metinė)
    - Lyginamoji lyginamoji analizė

• Mažinimo galimybių nustatymas
    - Pagrindinių parametrų jautrumo analizė
    - "Kas būtų, jeigu būtų" scenarijaus modeliavimas
    - Ribinių taršos mažinimo sąnaudų kreivės sudarymas
    - Prioritetinių mažinimo galimybių sąrašas

• Tikslų nustatymas ir stebėjimas
    - Moksliškai pagrįstas tikslų suderinimas
    - Pažangos stebėjimas, lyginant su pradiniu lygiu
    - Ateities išmetamųjų teršalų kiekio prognozių modeliavimas
    - Sumažinimo pasiekimų patikrinimas

Atvejo analizė: Maisto perdirbimo įmonės anglies dioksido vertinimas

Kalifornijoje įsikūrusiai maisto perdirbimo įmonei reikėjo tiksliai įvertinti savo pneumatinių sistemų anglies dioksido pėdsaką, kuris yra įmonės tvarumo iniciatyvos dalis. Pradiniuose skaičiavimuose buvo atsižvelgta tik į tiesioginį elektros energijos suvartojimą, o tai gerokai nepakankamai įvertino tikrąjį poveikį.

Parengėme išsamų anglies pėdsako vertinimą:

Sistemos charakteristikos

• Septyni kompresoriai, kurių bendra įrengtoji galia 450 kW
• Vidutinė apkrova: 65% talpos
• Darbo grafikas: 24/6 su sutrumpintu savaitgalio režimu
• Kalifornijos tinklo išmetamųjų teršalų faktorius: 0,24 kgCO₂e/kWh
• Sistemos amžius: 3-12 metų skirtingiems komponentams

Anglies dioksido pėdsako rezultatai

Išmetamųjų teršalų mažinimo galimybės

Remdamiesi išsamiu vertinimu, nustatėme šias pagrindines mažinimo galimybes:

Rezultatai įgyvendinus tris svarbiausias priemones:

• 229,3 tCO₂e (38,1%) sumažintas anglies dioksido pėdsakas
• Papildomas 10,2% sumažinimas dėl geresnės techninės priežiūros
• Bendras pasiektas sumažinimas: 48,3% per 18 mėnesių
• Per metus sutaupoma $87,500 išlaidų
• Visų įgyvendintų priemonių atsipirkimo laikotarpis - 2,0 metų

Geriausia įgyvendinimo praktika

Tiksliam pneumatinių sistemų anglies pėdsako vertinimui:

Duomenų rinkimo metodika

Užtikrinkite išsamų duomenų rinkimą:

• Įrengti nuolatinę kompresorių galios stebėseną
• Reguliariai atlikite nuotėkio vertinimą naudodami ultragarsinį aptikimą
• Dokumentuoti visus techninės priežiūros veiksmus ir dalis
• Palaikyti išsamų įrangos inventorių su specifikacijomis
• Įrašyti darbo grafikus ir gamybos modelius

Išmetamųjų teršalų faktoriaus parinkimas

Naudokite atitinkamus išmetamųjų teršalų faktorius:

• Gauti konkrečiai vietovei būdingus tinklelio išmetamųjų teršalų faktorius
• Kasmet atnaujinkite koeficientus, nes keičiasi tinklo sudėtis.
• Naudokite konkretaus gamintojo LCA duomenis, jei tokių yra
• Skaičiavimams taikyti atitinkamus neapibrėžties intervalus
• Dokumentuoti visus išmetamųjų teršalų faktorių šaltinius ir prielaidas

Patikrinimas ir ataskaitų teikimas

Užtikrinkite skaičiavimo patikimumą:

• Įgyvendinti vidaus patikros procedūras
• Apsvarstykite trečiosios šalies patikrinimą teikiant viešąsias ataskaitas
• Suderinti su pripažintais standartais (Šiltnamio efektą sukeliančių dujų protokolas, ISO 14064).
• Palaikyti skaidrius skaičiavimo dokumentus
• Reguliariai tikrinkite prielaidas pagal faktinius rezultatus.

Kaip suderinti suspausto oro veikimą su elektros energijos kainodara, kad sutaupytumėte kuo daugiau?

Dauguma pneumatinių sistemų veikia neatsižvelgiant į elektros energijos kainodara⁴ skirtumų, todėl prarandama daug galimybių sutaupyti lėšų. Dėl tokio eksploatavimo ir energijos sąnaudų atotrūkio susidaro nepagrįstai didelės eksploatacinės išlaidos.

Veiksmingos pneumatinių sistemų elektros energijos kainų nustatymo piko metu strategijos apima apkrovos perkėlimą kompresorių darbui, slėgio paskirstymą pagal kainų laikotarpius, saugyklų optimizavimą siekiant išvengti piko ir reagavimo į paklausą galimybes. Sėkmingiausiai įgyvendinus šias priemones elektros energijos sąnaudos sumažėja 15-25%, nedarant poveikio gamybos reikalavimams.

Visapusiškos elektros energijos kainų strategijos modelis

Remdamasis šimtų pneumatinių sistemų energijos sąnaudų optimizavimu, sukūriau šią strateginę sistemą:

Elektros energijos kainų strategijos derinimo modelis

Norint sukurti optimalią elektros energijos kainų strategiją pneumatinėms sistemoms, rekomenduoju taikyti šį struktūrizuotą metodą:

1 etapas: apkrovos ir kainų profilio analizė

Pradėkite nuo išsamaus supratimo apie paklausą ir kainas:

• Pneumatinis apkrovos profiliavimas
    Dokumentuoti sistemos paklausos modelius:
    - Suspausto oro srauto duomenis rinkti 15 minučių intervalais
    - Sukurti tipinius dienos, savaitės ir sezoninius paklausos profilius
    - Nustatyti bazinį, vidutinį ir didžiausią paklausos lygį
    - Suskirstyti paklausą pagal gamybos reikalavimus (kritinė ir atidedamoji)
    - Kiekybinis minimalaus slėgio reikalavimų nustatymas pagal taikymo sritį

• Elektros energijos kainų struktūros analizė
    Išmanyti visas taikomas tarifų sudedamąsias dalis:
    - Naudojimo laikotarpiai ir tarifai
    - Paklausos mokesčio struktūra ir apskaičiavimo metodas
    - Sezoniniai kainų svyravimai
    - Turimos važiavimo programos ir paskatos
    - Reagavimo į paklausą programos galimybės

• Koreliacijos analizė
    Nustatykite paklausos ir kainų santykį:
    - Pneumatikos paklausos profilio perdengimas su elektros energijos kainodara
    - Apskaičiuokite dabartinių sąnaudų pasiskirstymą pagal kainų laikotarpius
    - Nustatyti didelio poveikio laikotarpius (didelė paklausa, kai kainos didelės).
    - Kiekybiškai įvertinti galimas sutaupytas lėšas dėl idealaus suderinimo
    - Įvertinti apkrovos perkėlimo technines galimybes

2 etapas: strategijos kūrimas

Sukurkite pritaikytą strategiją, pagrįstą analizės rezultatais:

• Apkrovos perkėlimo galimybių vertinimas
    Nustatykite operacijas, kurių tvarkaraštį galima pakeisti:
    - Nekritinės suslėgtojo oro naudojimo sritys
    - Partijos procesai su lanksčiu grafiku
    - Prevencinės techninės priežiūros veikla
    - Testavimo ir kokybės kontrolės operacijos
    - Papildomos sistemos su atidedamuoju poreikiu

• Slėgio optimizavimo modeliavimas
    Sukurkite kelių lygmenų spaudimo strategijas:
    - Mažiausio slėgio reikalavimų žemėlapis pagal taikomąją programą
    - Suprojektuokite laipsnišką slėgio mažinimą piko metu
    - Apskaičiuokite, kiek energijos sutaupoma kiekvienu slėgio mažinimo etapu
    - Įvertinti slėgio pakeitimų poveikį gamybai
    - Parengti įgyvendinimo reikalavimus ir kontrolės priemones

• Saugyklos talpos optimizavimas
    Sukurkite optimalų saugojimo sprendimą:
    - Apskaičiuokite reikiamą saugyklos tūrį, kad išvengtumėte piko
    - Nustatyti optimalius imtuvo slėgio diapazonus
    - Įvertinkite paskirstytos ir centralizuotos saugyklos parinktis
    - Įvertinti saugojimo valdymo kontrolės sistemos reikalavimus
    - Kurkite įkrovimo ir iškrovimo strategijas, suderintas su kainodara

• Reagavimo į paklausą pajėgumų kūrimas
    Sukurti į tinklą reaguojantį mažinimo pajėgumą:
    - Nustatyti nekritines apkrovas, kurias reikia sumažinti
    - Sukurti automatinio reagavimo protokolus
    - Didžiausio sumažinimo potencialo nustatymas
    - Įvertinti apribojimo poveikį gamybai
    - Apskaičiuoti ekonominę dalyvavimo vertę

3 etapas: įgyvendinimo planavimas

Parengti išsamų vykdymo planą:

• Valdymo sistemos reikalavimai
    Nurodykite būtinas valdymo galimybes:
    - Realaus laiko elektros energijos kainų duomenų integracija
    - Automatinis slėgio reguliavimo valdymas
    - Saugyklos valdymo algoritmai
    - Apkrovos išjungimo automatizavimas
    - Stebėsenos ir patikros sistemos

• Infrastruktūros pakeitimai
    Nustatykite reikiamus fizinius pakeitimus:
    - Papildoma saugojimo imtuvo talpa
    - Slėgio zonos atskyrimo įranga
    - Valdymo vožtuvų įrengimas
    - Stebėsenos sistemos patobulinimai
    - Atsarginių kopijų sistemos svarbiausioms taikomosioms programoms

• Veiklos procedūrų kūrimas
    Sukurti naujas standartines veiklos procedūras:
    - Veiklos piko metu gairės
    - Rankinio įsikišimo protokolai
    - Avarinio atšaukimo procedūros
    - Stebėsenos ir ataskaitų teikimo reikalavimai
    - Darbuotojų mokymo medžiaga

• Ekonominė analizė
    Atlikite išsamų finansinį vertinimą:
    - Visų komponentų įgyvendinimo išlaidos
    - Prognozuojamos sutaupytos lėšos pagal strategijos elementus
    - Atsipirkimo laikotarpio apskaičiavimas
    - Grynosios dabartinės vertės analizė
    - Pagrindinių kintamųjų jautrumo analizė

Atvejo analizė: Cheminių medžiagų gamybos įrenginys

Teksase įsikūręs specializuotų cheminių medžiagų gamintojas susidūrė su sparčiai didėjančiomis elektros energijos sąnaudomis, nes dirbo 24 valandas per parą, 7 dienas per savaitę, o komunalinių paslaugų teikėjas pradėjo taikyti agresyvesnę naudojimo laiko kainodarą. Jų suspausto oro sistema, kurios 750 kW įrengtoji galia sudarė 28% sunaudojamos elektros energijos.

Parengėme išsamią elektros energijos kainų strategiją:

Pirminio vertinimo išvados

• Elektros energijos tarifų struktūra:
    - Piko metu (13-19 val. darbo dienomis): $0,142/kWh + $18,50/kW poreikis
    - Piko viduryje (8:00-13:00, 19:00-23:00): $0,092/kWh + $5,20/kW poreikis
    - Ne piko metu (23.00-20.00 val., savaitgaliais): $0,058/kWh, be paklausos mokesčio
• Pneumatinės sistemos veikimas:
    - Santykinai pastovus poreikis (450-550 kW)
    - Darbinis slėgis: 7,8 bar visame objekte
    - Minimali sandėliavimo talpa (2 m³ talpos imtuvai)
    - Nėra slėgio zonavimo ar kontrolės
    - Kritiniai procesai, reikalaujantys nepertraukiamo veikimo

Strategijos kūrimas

Sukūrėme įvairiapusį metodą:

Įgyvendinimo rezultatai

Įgyvendinus strategiją:

• Pneumatikos poreikis piko metu sumažintas 32%
• Bendras energijos suvartojimas sumažėjo 18%
• Per metus sutaupoma $187,000 (22,5%) elektros energijos sąnaudų.
• 9,3 mėn. atsipirkimo laikotarpis
• Jokio poveikio produkcijos našumui ar kokybei
• Papildoma nauda: mažesnės kompresoriaus priežiūros išlaidos

Išplėstiniai įgyvendinimo metodai

Kad elektros energijos kainodaros strategijos būtų maksimaliai naudingos:

Automatizuotos reagavimo į kainas sistemos

Įdiegti pažangias valdymo sistemas:

• Kainų duomenų integracija realiuoju laiku per API
• Prognozuojantys paklausos prognozavimo algoritmai
• Automatinis slėgio ir srauto reguliavimas
• Dinaminis saugyklos valdymas
• Mašininio mokymosi optimizavimas laikui bėgant

Kelių išteklių optimizavimas

koordinuoti pneumatines sistemas su kitomis energijos sistemomis:

• Integruoti su šiluminės energijos kaupimo strategijomis
• Koordinuoti su viso objekto paklausos valdymu
• Suderinti su gamybos vietoje vykdoma veikla
• Papildo akumuliatorių saugojimo sistemas
• Optimizuoti bendrą energijos valdymo sistemą

Sutarčių optimizavimas

Pasinaudokite komunalinių paslaugų programomis ir sutarčių struktūromis:

• Derybos dėl nestandartinių tarifų struktūrų, jei įmanoma.
• Dalyvauti reagavimo į paklausą programose
• Išnagrinėti pertraukiamo tarifo galimybes
• Įvertinti didžiausios apkrovos indėlio valdymą
• Apsvarstykite trečiųjų šalių energijos tiekimo galimybes

Geriausia įgyvendinimo praktika

Sėkmingam elektros energijos kainų strategijos įgyvendinimui:

Tarpfunkcinis bendradarbiavimas

Užtikrinti pagrindinių suinteresuotųjų šalių dalyvavimą:

• Gamybos planavimas ir tvarkaraščių sudarymas
• Techninė priežiūra ir inžinerija
• Finansai ir viešieji pirkimai
• Kokybės užtikrinimas
• Vykdomasis rėmimas

Įgyvendinimo etapais metodas

Sumažinkite riziką etapais diegdami:

• Pradėkite nuo nerizikingų ir (arba) mažos rizikos paraiškų
• Įgyvendinti stebėseną prieš atliekant kontrolės pakeitimus
• Atlikti ribotus bandymus prieš pradedant visapusišką diegimą
• Sėkmingų elementų plėtojimas palaipsniui
• Dokumentuoti ir nedelsiant spręsti problemas

Nuolatinis optimizavimas

Išlaikyti ilgalaikį našumą:

• Reguliari strategijos peržiūra ir koregavimas
• Nuolatinė stebėsena ir tikrinimas
• Periodinis pakartotinis sistemų paleidimas
• Atnaujinimai atsižvelgiant į besikeičiančius gamybos reikalavimus
• Prisitaikymas prie kintančių komunalinių paslaugų tarifų struktūrų

Išvada

Veiksmingam pneumatinių sistemų energijos optimizavimui reikia visapusiško požiūrio, apimančio ISO 50001 reikalavimus atitinkančias energijos valdymo sistemas, tikslų anglies pėdsako apskaičiavimą ir strateginį elektros energijos kainų derinimą. Įgyvendindamos šias metodikas, organizacijos paprastai gali sumažinti energijos sąnaudas 35-50% ir kartu padaryti didelę pažangą siekiant tvarumo tikslų.

Sėkmingiausiai dirbančios įmonės į pneumatinės energijos optimizavimą žvelgia kaip į nuolatinę kelionę, o ne vienkartinį projektą. Sukūrę patikimas valdymo sistemas, tikslius matavimo įrankius ir dinamiškas veiklos strategijas, galite užtikrinti, kad jūsų pneumatinės sistemos veiktų optimaliai, o energijos sąnaudos ir poveikis aplinkai būtų kuo mažesni.

DUK apie pneumatinį energijos optimizavimą