W kontekście strategii zrównoważonego rozwoju zakładu przemysłowego silniki i napędy są często traktowane po macoszemu. Według Marka Łukaszczyka, menedżera ds. marketingu na Europę i Bliski Wschód w firmie WEG, jest to błędne podejście. W rzeczywistości mają one kluczowe znaczenie w osiąganiu celów w zakresie zrównoważonego rozwoju i redukcji emisji CO₂. Tym samym mogą ona pomagać dbać o zgodność z przepisami dotyczącymi ochrony środowiska i zwiększać wydajność całego zakładu. Przyjrzyjmy się zatem, w jaki sposób silniki i napędy mogą ułatwiać poprawę parametrów wentylatorów, pomp i sprężarek w sposób zrównoważony środowiskowo.

Sprężarki

Sprężarki są używane do nadmuchiwania i przenoszenia produktów (np. żywności, leków lub tworzyw sztucznych) w fabryce. Są one wszechobecne w zasilaniu procesów i maszyn, że sprężone powietrze jest często uznawane za równie ważne w produkcji, jak woda, gaz czy prąd.

Jest jednak mnóstwo dowodów na to, że urządzenia na sprężone powietrze mogą zużywać duże ilości energii. W jaki sposób silniki i napędy poprawiają wskaźnik OEE w tych zastosowaniach i pomagają maszynom pracować w bardziej zrównoważony sposób? 

Żeby lepiej zarządzać zużyciem energii sprężarki (a także wydłużyć żywotność silnika) można wyposażyć instalację w napęd o zmiennej prędkości (VSD), który stopniowo przyspiesza pracę maszyny po zatrzymaniu. Bez zastosowania napędu VSD silnik uruchamia się natychmiast z dużym poborem prądu, co może być bardzo szkodliwe dla trwałości takiej jednostki.

Natomiast VSD może automatycznie dostosować prędkość silnika do zapotrzebowania na powietrze. Szacunki są różne, ale zastosowanie sprężarki z napędem VSD może przynieść oszczędność energii na poziomie 35–50% w porównaniu do sprężarki o stałej prędkości, która przy braku obciążenia działa na biegu jałowym oraz służy do podawania i odbierania sprężonego powietrza wedle zapotrzebowania.

Należy również wziąć pod uwagę temperaturę pracy silnika. Łożyska w silniku działają bowiem dłużej w niższych temperaturach roboczych, co przekłada się na niższe koszty konserwacji i oszczędności.

Pompy

Pompy są wykorzystywane w systemach hydraulicznych, a także do produkcji chemikaliów oraz żywności i napojów. Są również wykorzystywane do utrzymywania wydajnego przepływu ropy naftowej pod wysokim ciśnieniem przez długie rurociągi. Jednak silniki elektryczne wykorzystywane w tym obszarze są często za mało wydajne lub nieodpowiednio dobrane, aby utrzymać przepływ ropy pod wysokim ciśnieniem. 

Zastosowanie napędu VSD do spowolnienia silnika wentylatora lub pompy ze 100% do 80% pozwala obniżyć pobór energii o nawet 50%. Co więcej, oszczędności te mnożą się proporcjonalnie i pomagają wydłużyć okres eksploatacji. Kolejne korzyści można osiągnąć dzięki zastosowaniu technologii Przemysłu 4.0. 

Czujnik, który w innym przypadku mógłby być używany do monitorowania napędu lub silnika, może być również zamontowany w innych urządzeniach, w tym pompach. Doskonałym przykładem jest narzędzie WEG Motion Fleet Management, które w połączeniu z czujnikami WEG Motor Scan w silnikach i napędach umożliwia ocenę częstotliwości i czasu trwania problemów oraz źródła ich pochodzenia w celu wsparcia konserwacji predykcyjnej.

MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE

Ludzie i komentarze

Poprawa efektywności energetycznej – rozwiązania i bariery

O dostępnych już dziś rozwiązaniach, które mogą poprawić efektywność energetyczną przedsiębiorstwa, a także największych barierach w ich wdrażaniu rozmawiamy z Arturem Kowalskim z Jungheinrich Polska, Bartłomiejem Sikorskim ze Schneider Electric i Januszem Zajączkowskim z Endress+Hauser.

Sterowanie

Bezpośrednie sterowanie momentem napędów przemysłowych

Metoda bezpośredniego sterowania momentem zrewolucjonizowała sposób zarządzania silnikami elektrycznymi w aplikacjach przemysłowych. Zapewniając błyskawiczną reakcję i wysoką precyzję bez potrzeby stosowania pętli prądowych ani klasycznej modulacji PWM, stała się fundamentem nowoczesnych systemów napędowych.

Wentylatory

Wentylatory przemysłowe zużywają obecnie 300 terawatogodzin (TWh) energii elektrycznej rocznie. To czyni je trzecim największym konsumentem energii elektrycznej po silnikach przemysłowych i źródłach światła. Jednocześnie zaś rozporządzenie Komisji (UE) 327/2011 wprowadzi nowe wymogi dotyczące ekoprojektowania dla wentylatorów napędzanych silnikami elektrycznymi o mocy od 125 W do 500 kW. Według Komisji Europejskiej do 2030 r. rozporządzenie UE 327/2011 może przyczynić się do spadku poboru energii przez wentylatory nawet o 24 TWh/rok.

Napędy VSD są idealnym sposobem na zgodność z tymi przepisami, ponieważ umożliwiają pełną kontrolę prędkości. Na przykład w branży przetwarzania żywności zmieniające się temperatury gotowania wymagają ciągłego dostosowywania prędkości wentylatorów, żeby odpowiednio chłodzić środowisko. W tym przypadku najlepszym wyborem byłby napęd VSD, który pozwala kontrolować prędkość wentylatora. 

Napędy VSD elastycznie zmniejszają lub zwiększają moc w zależności od potrzeb. Ułatwia to optymalizację wskaźnika OEE, gdy sprzęt jest używany do wielu celów, i znacznie pomaga producentom w realizacji celów zrównoważonego rozwoju. 

Aby zoptymalizować wskaźnik OEE w konkretnych warunkach, ważny jest przede wszystkim odpowiedni dobór silników i napędów. Dzięki temu silniki i napędy mogą być integralną częścią strategii dbania o zgodność z przepisami o ochronie środowiska oraz planów zwiększania wydajności wentylatorów, pomp i sprężarek – w całym zakładzie.

źródło: WEG