Построение оптимальных компрессорных систем промышленных предприятий

• Анализ систем использования сжатого воздуха
   - анализ выработки
   - анализ потребления воздушных сетей
• Технические решения
• Расчеты экономической целесообразности реконструкции
• Финансовая поддержка
• Стоимость услуги

---

Оптимизация силами «Аир Трэвел»

Компания «Аир Трэвел» является официальным дилером Отделения промышленных компрессоров «Atlas Copco». Основываясь на 18-летнем опыте работы в «Atlas Copco» сотрудники «Аир Трэвел» проводят мероприятия по оптимизации промышленных воздушных и азотных компрессорных систем.

Основным критерием выбора технического решения является минимизация затрат при точном соответствии требованиям Заказчика.

Технические решения, предлагаемые для рассмотрения, строятся на базе компрессорного оборудования Компании «Atlas Copco», имеющей:

• Широкую линейку компрессоров и устройств подготовки сжатого воздуха закрывающую весь спектр производительностей, давлений и требований к качеству
• Разветвленную сеть представительств позволяющую в короткие сроки предоставить поставку оборудования, квалифицированные консультации и сервисные услуги
• Большой опыт эксплуатации компрессорного оборудования и высокий научный потенциал
• Большой парк уже установленного и эксплуатируемого оборудования.

Оптимальные технологии сжатия

Оптимальная подготовка сжатого воздуха

Три направления повышения эффективности компрессорной системы

---

Оптимизация от «Аир Трэвел»

Основываясь на 18-летнем опыте работы в «Atlas Copco» предлагаем провести мероприятия по оптимизации систем снабжения сжатым воздухом направленные на снижение затрат.

Объем выполняемых работ 

1. Анализ системы снабжения сжатым воздухом 
• Анализ выработки сжатого воздуха
• Проведение замеров выработки сжатого воздуха
• Анализ потребления сжатого воздуха
• Проведение замеров потребления сжатого воздуха на локальных участках
• Анализ воздушной сети (воздухопроводов)

2. Анализ существующих затрат на производство сжатого воздуха
• Электроэнергия
• Обслуживание и прочие затраты 
3. Подготовка рекомендации по соответствию качества сжатого воздуха, энергосбережению.
4. Подготовка возможных вариантов реконструкции.
5. Проведение экономического расчета целесообразности предполагаемой реконструкции.
6. Оформление документации (отчет).

---

Анализ системы снабжения сжатым воздухом

Система снабжения сжатым воздухом

• Компрессорные станции 
• Участки потребления
• Воздушная сеть (воздухопровод)

Анализ выработки сжатого воздуха

Основная цель – установление количества и качества сжатого воздуха вырабатываемого на каждой компрессорной станции и сведение полученной информации в единую таблицу.

Установленное оборудование

• Количество компрессорных станций
• Установленные компрессоры, производительность, рабочее давление, потребляемая мощность (паспортная, фактическая)
• Воздухо-подготовка (охладители, масло-, влагосепараторы, ресиверы, фильтры, нагреватели, осушители), потребляемая мощность
• Степень износа оборудования влияющий на производительность и энергопотребление

Режимы работы

• Журнал учета наработки компрессоров
• Количество времени работы в нагрузке, разгрузке, режиме временного отключения. 
• При использовании машин с VSD

---

Примечания

• На каждом предприятии должен вестись журнал учета рабочего времени установленных компрессоров, по которому можно получить данные по выработке сжатого воздуха. В случае отсутствия журнала, у оператора компрессорной станции необходимо выяснить какие компрессоры, в какое время включаются и выключаются (в течении суток, в течении недели, в течении месяца).
• Необходимо учесть системы регулирования производительности.
• Сравнение паспортного потребление электроэнергии компрессоров с фактическим позволит получить данные о степени износа оборудования. На сколько по сравнению с паспортным снизилось потребление электроэнергии, на столько снизилась выработка сжатого воздуха. Мощность равна произведению силы тока на напряжение. Напряжение как правило известно. Некоторые компрессоры оборудованы штатными амперметрами, в случае отсутствия таковых можно провести замер. 
• Учет выработки линий разного (высокого и низкого) давления производится отдельно.

---

Пример анализа выработки сжатого воздуха

---

Анализ потребления сжатого воздуха

Основная цель – установление количества и качества сжатого воздуха потребляемого на каждом локальном участке и сведение полученной информации в единую таблицу. 

Потребители сжатого воздуха

• Перечень корпусов потребляющих сжатый воздух
• Перечень цехов и участков, потребляющих сжатый воздух в каждом корпусе
• Перечень оборудования, потребляющего сжатый воздух на каждом участке, с указанием рабочего давления, необходимой производительности, требований к качеству потребляемого сжатого воздуха
• Соответствие вырабатываемого сжатого воздуха требованиям существующего производства

Режимы работы

В перечне оборудования, потребляющего сжатый воздух на каждом участке необходимо указать режим его работы.

Особое внимание необходимо уделить качеству вырабатываемого и потребляемого сжатого воздуха. А самое главное их соответствию.

Основные критерии качества сжатого воздуха:

• допустимое количество влаги – точка росы град. С
• допустимое количество масла – мг/м³
• допустимое количество или размер частиц пыли – мг/м³ (мкм)
• температура сжатого воздуха – град. С

Качество вырабатываемого сжатого воздуха определяется типом используемого компрессорного оборудования. 
Качество потребляемого сжатого воздуха определяется особенностями технологических процессов. 
Несоответствие качества вырабатываемого сжатого воздуха требованиям потребителей может повлечь за собой необоснованные затраты, нестабильность технологического процесса, повышенный износ или выход из строя оборудования, полную остановку производства.

Необходимо оценить целесообразность затрат на получение требуемого качества сжатого воздуха с потерями в случае если эти требования выполнятся не будут.

---

Примечания по анализу потребления сжатого воздуха

Основные типы потребления сжатого воздуха 

• Аппаратура КИП пневмоклапаны, пневмораспределители, пневмодатчики и пр. 
требования к качеству сжатого воздуха: точка росы -40º С, без масла или не более 0,1 мг/м³, содержание пыли не более 1 мкм.
• Технологические линии (станки)
требования к качеству сжатого воздуха: +3º С, 1 мг/м³, 1 мкм
В паспортах технологический линии иногда указывают рабочее давление, необходимую производительность, требования к качеству сжатого воздуха.
• Пневмотранспорт и опорожнение продуктопроводов
• Барботаж, гальванические участки, очистные сооружения, ферментаторы, 
• Краскопульты
требования к качеству сжатого воздуха: +3ºС, 1 мг/ м3, 1 мкм.
• Пескоструйные аппараты
требования к качеству сжатого воздуха: +3ºС, 1 мг/ м³, 1 мкм
• Обдувочные сопла
• Молоты (штамповочные, ковочные, пневмомолотки)
требования к качеству сжатого воздуха: +3ºС, 0,1 мг/м³, 1 мкм
• Ручной пневмоинструмент
• Форсунки, машины шлифовальные, клепальные, рубильные, трамбовки, форсунки, вибраторы и т.д.
требования к качеству сжатого воздуха: +3ºС, масла не более 1 мг/ м3, 1 мкм.

Определение расхода сжатого воздуха участка 

Расход воздуха на участке по средним значениям
V = V1 + V2 + …
V1 = N1 x Q1 x Ки – расход воздуха на оборудование вида 1
N1 – количество оборудования вида № 1, шт.
Q1 – потребление воздуха оборудования вида № 1, м³/мин.
Применяется для определения затрат на электроэнергию
Максимальный расход воздуха на участке
Vmax = V1max + V2max + …
V1max = N1 x Q1 x Ко x Ку

Применяется для подбора типа оборудования.

Средние расходы воздуха и коэффициенты использования различными потребителями Ки*

Среднее значение коэффициента одновременности Ко*

Расход воздуха через цилиндрические сопла*

Результаты испытаний сопел пескоструйных аппаратов*

Расход сжатого воздуха в пневмо-цилиндрах

V = P x N x Kу х H x 3,14 x D² / 4 – расход сжатого воздуха, м³/мин
P – изб. давление; 
N – количество ходов в минуту; 
Ку – коэффициент утечек (норм. 0,5÷1,2); 
H – ход поршня (высота цилиндра), м;
D – диаметр цилиндра, м

---

Учет расхода сжатого воздуха

Существует два основных способа учета расхода сжатого воздуха 

• аналитический
• фактический замер (установка узлов учета расхода сжатого воздуха) 

Узлы учета расхода сжатого воздуха

Диафрагмы 

Принцип действия:

В воздухопровод врезается участок с тарированной, по производительности и давлению диафрагмой. По перепаду давления до и после диафрагмы делается вывод о количестве протекающего сжатого воздуха.  

Преимущества:

• относительно невысокая стоимость
• массовость применения

Недостатки: 

• не всегда учитывается температура сжатого воздуха, 
• узкий диапазон чувствительности (производительности) диафрагмы
• при отклонении от паспортной производительности значительно возрастает погрешность измерений, точность измерений по одним данным 30%, по паспортным 5%.  
• сложность монтажа

Вихревые счетчики 

Принцип действия:

В воздухопровод врезается участок с узлом учета. По степени завихрения делается вывод о количестве протекающего сжатого воздуха.  

Преимущества: 

широкий диапазон производительности прибора, учитывается температура и давление сжатого воздуха, высокая точность измерений 0,5%.  

Недостатки: 

• высокая стоимость
• сложность монтажа

Расходомер «Flow meter Schmidt» (использует «Атлас Копко»)

Молекулярные счетчики 

Принцип действия:

К воздухопроводу подносятся прибор определяющий количество молекул газа протекающего через определенный диаметр воздухопровода.  

Преимущества: 

простота монтажа

Недостатки: 

• высокая стоимость
• низкая точность измерений осушенного воздуха

---

Анализ воздушной сети (утечки)

Данные полученные при анализе выработки и потребления сжатого воздуха наносятся на общую план-схему и схемы по корпусам. 

Затем анализируются 

протяженность и разветвленность воздухопровода
соответствие сечения воздухопровода расходу (перепады давления)
утечки в общей сети 
утечки в каждом корпусе по оборудованию и по сети

Учет затрат по инструментальным замерам расхода сжатого воздуха

U_общ. = U_сети + U_{оборуд.}

U_общ.  – общее количество утечек
U_сети – утечки вызванные негерметичностью воздухопровода
U_{оборуд.} – утечки в оборудовании
U_{оборуд.} = U_норм. + U_{сверхнорм.}

U_норм. – паспортный расход
U_сети  – расход сверх паспортного

• Опыт показывает, что 25-50% утечек не является исключением.
  Есть прецеденты, когда утечки значительно превосходили рабочие расходы.

• Падение давления на трубопроводе может достигать 1 атм, что составляет 6% от общего потребления энергии.

Примеры анализа потребления сжатого воздуха

---

Технические решения

Нашей целью является предоставление заказчику исчерпывающей информации непосредственно про его предприятие по всем вариантам решений.

• Выяснение желаний и реальных потребностей Заказчика
• Выяснение возможностей Заказчика
• Донесение до Заказчика всех особенностей того  или иного технического решения (централизованного-децентрализованного, масленого-безмасляного, осушенного-неосушенного, с фильтрами или без) как по технике, так и по экономике 
• Расчет экономической целесообразности  
• Техническая поддержка проекта (тендер)

Лучший заказчик – квалифицированный и информированный заказчик.

• На основании план-схемы воздухопровода совместно с заказчиком принимаются к рассмотрению варианты «кустов» производства сжатого воздуха. В случае очевидности преимуществ одного из вариантов или по требованию Заказчика другие отбрасываются.
• Учитывая пожелания и возможности заказчика производится подбор вариантов оборудования (компрессор, система подготовки, система автоматизации и прочее).
• Затем производится совместный с заказчиком анализ всех особенностей выбранных технических решений.

     - работа выбранного оборудования в единой системе;
     - конструктивные особенности оборудования;
     - чем обоснован тот или иной выбор варианта. 

• На основании вариантов оборудования производится «новый» анализ выработки сжатого воздуха с учетом режима работы предприятия.

• Затем анализ потребления с учетом особенностей выбранного оборудования.
• Далее анализ возможных затрат при каждом из рассматриваемых вариантов.
• В конце производиться сравнение существующих затрат на производство сжатого воздуха с возможными затратами при каждом из рассматриваемых вариантов.

Существовавшая система:

Реализованная система:

Резервирование

Для оценки риска аварийного отключения оборудования, необходимо сопоставить стоимость возможного ущерба от остановки и простоя основного оборудования со стоимостью резервного компрессора. 

Варианты резервирования:

100% (один рабочий + второй резервный)
50% (два рабочих + один резервный)
30% (три рабочих  + один резервный)
300% (один рабочий + три резервных)
0% (один рабочий без резерва)

Необходимо учитывать специфику потребления, режим работы и доступность сервиса.

---

Анализ затрат на производство сжатого воздуха

Затраты на производство сжатого воздуха в течение 5 лет

Экономия 20% на стоимости оборудования

Экономия 20% электроэнергии

Факты

• Затраты на электроэнергию составляют примерно 70% всех затрат на производство сжатого воздуха (включая затраты на основные фонды)
• Стоимость сжатого воздуха как энергоносителя в 7 – 8 раз выше стоимости электроэнергии
• Повышение давление в пневмосети на каждый 1 бар увеличивает энергозатраты примерно на 7%
• Повышение давления в пневмосети на 1 бар увеличивает утечки на 13%

Расчет экономической целесообразности реконструкции систем снабжения сжатым воздухом производится с целью определения «порядка» затрат и планируемой экономии, при «прочих равных условиях» по обоим рассматриваемым вариантам.

Существует определенная степень упрощения расчетов с целью экономии времени и средств. Степень упрощения – глубина анализа принимается совместно с Заказчиком.

Электроэнергия

        - за потребленную электроэнергию
        - за установленную мощность

Затраты на приобретение оборудования 

        - на закупку компрессорного оборудования (комплектация - привод, стартер, кожух, система управления, охладители, фильтры, вибро-опоры, вентиляторы и пр.
        - на закупку вспомогательного оборудования (градирня, отопление, канализация, освещение, вентиляция) 

Инсталляция

        - на строительство сооружения (включая фундамент/ровный пол)
        - на монтаж (габариты, возможность установки)
        - на вентиляция / подвод охлаждающей воды
        - на подвод электропитания

Обслуживание

        - на расходные материалы (масло, фильтры, сервис комплекты, запчасти, хладагент и прочее)
        - сервисное обслуживание (простота обслуживания, периодичность, длительность)
        - на услуги ремонтных цехов и сторонних организаций

Зарплата обслуживающего персонала 

        - количество и квалификация обслуживающего персонала, фонд зарплаты

---

Затраты на электроэнергию

Потребляемая мощность 

Паспортные данные. 
Фактическое потребление. 
Степень износа влияющая на производительность.

Потребление электроэнергии компрессора при запуске (как правило совпадают с паспортными). По мере износа оборудования энергопотребление снижается. Снижение потребления электроэнергии пропорционально снижению производительности. 

Режимы работы

---

Затраты на масло

Примеры

1. Компрессор GA250FF-7,5 (43,7 м³/мин., емкость масленой системы 125л.). При стандартных условиях эксплуатации (окружающие абсолютное давление 1 бар, температура 20C, относительная влажность 0%) согласно инструкции замена масла производится 1 раз в 4000 часов, что в зависимости от режима работы соответствует 1-2 раза в год.
2. Унос масла после компрессора GA250FF-7,5 при стандартных условиях эксплуатации согласно инструкции не должен превышать 3 мг/м³ (0,000003 кг/м³). 
   Ркг = 0,000003 x 43,7 x 60 x 4000 = 31,5 кг.
3. Унос масла после компрессора 2ВМ10-63/9 по паспортным данным не должен превышать 65 мг/м³ (0,000065 кг/м³). 
   Ркг = 0,000065 x 63 x 60 x 4000 = 982,8 кг.
4. Справка АО «_________». 
   Мы нижеподписавшиеся в 2004г. израсходовали масло КС19 -2000 кг., И20 – 1500 кг., Т1500 – 500 кг. Общие затраты на закупку и хранение масла составили 450000 руб.

---

Затраты на обслуживание

Примеры

1. Компрессор GA250FF-7,5 согласно инструкции ТО производится 1 раз в 4000 часов, что в зависимости от режима работы соответствует 1-2 раза в год . Возьмем вариант с наработкой 8000 часов в год.
   сервис комплект на 4000 –  700 ЕВРО
   сервис комплект на 8000 – 1000 ЕВРО
   масло 250 л – 1400 ЕВРО
   сервисные работы 15 ч – 1224 ЕВРО
   итого – 4 324 ЕВРО (160 000 руб.)
2. Компрессор 2ВМ10-63/9 согласно инструкции капремонт 1 раз в год, плюс текущие ремонты
   сервис комплект –  1500 ЕВРО
   масло замену и доливку 500 л – 2000 ЕВРО
   сервисные работы 45 ч –  1500 ЕВРО
   итого – 5000 ЕВРО (185 000 руб.)

---

Затраты на зарплату

Примеры

1. Сеть локальных компрессоров GA250FF 3шт., ZT110FF, GA90VSDFF, GA90CFF, GX22FF, GX15FF, GX7FF. На их обслуживание достаточно 4 человек (оклад 4000 руб.)
   фонд заработной платы составит 4 x 4000 = 16 000 руб.
   отчисления в фонд социального страхования составляют 4% 16 000 x 0,04 = 640 руб.
   итого 16 640 руб./мес., 216320 руб. /год.
   
2. Компрессорная станция состоящая из следующих компрессоров ВМ10-120/9, 32ВЦ 100/9 - 2шт., 2ВМ10-63/9 - 2шт., осушитель ОВН30 расположен в одном из цехов. Градирня.
   В компрессорном цехе работают 18 человек (оклад 4000 руб.)
   фонд заработной платы составит 18 x 4000 = 72 000 руб.
   отчисления в фонд социального страхования составляют 4% 72 000 x 0,04 = 2880 руб.
   итого 74 880 руб./мес., 973 440 руб. /год.

---

Расчет экономической целесообразности реконструкции

S = W / Q  – срок окупаемости проекта реконструкции.

S_ам. = W / (Q + А x 0,2) – срок окупаемости проекта реконструкции с учетом амортизации.

Q = Q_сущ. – Q_нов. – сумма ежегодного экономического эффекта.

А = (W x 16,67) / 100 – сумма ежегодных амортизационных отчислений

Q_сущ. – ежегодные затраты на производство сжатого воздуха по существующему варианту

Q_нов. – ежегодные затраты на производство сжатого воздуха по рассматриваемому варианту

W – сумма капиталовложений по рассматриваемому варианту.

20% – налог на прибыль

16,67% – процент амортизации по компрессорам 

---

Сравнительный расчет экономической целесообразности

При рассмотрении вариантов строительства вновь строящихся производств рассчитывается срок окупаемости дополнительных капиталовложений.

S_доп. = W_доп. / Q
S_доп.ам. = W_доп. / (Q + А x 0,2)

W_доп. – сумма дополнительных капиталовложений по рассматриваемому варианту.

---

Техническая и финансовая поддержка

Комплексный анализ технологической и экономической ситуации на предприятии более четко показывает руководителю целесообразность, перспективы и направления развития производства, позволяет ему планировать реконструкцию.Доступнее становится работа с кредитными организациями. При наличии четких данных по стоимости реконструкции, суммы ожидаемого экономического эффекта и срока окупаемости у руководителя появляется возможность сопоставить их с затратами на кредит с экономией. 
Появляется возможность за счет грамотной финансовой политики решить технологические проблемы, увеличить качество выпускаемой продукции, снизить затраты на производство сжатого воздуха, увеличить надежность работы оборудования, повышая тем самым конкурентоспособность всего предприятия.

---

Пример расчета экономической целесообразности  

---

Финансовая поддержка

Поставку  компрессорного оборудования «Atlas Copco» поддерживают ведущие в регионе лизинговые компании, такие как:


Сименс Финанс
ВТБ-24
Урало-сибирский банк
Уральский банк реконструкции и развития
и другие финансовые структуры.

---

First in Mind – First in Choice

Что получает Заказчик

• Полную Картину потребления и выработки сжатого воздуха на своем предприятии
• Анализ затрат на производство сжатого воздуха
• Готовые варианты технических решений для снижения затрат, повышения качества воздуха, повышения надежности работы оборудования.
• Расчет экономической целесообразности возможных вариантов реконструкции
• Финансовую поддержку партнеров Атлас Копко
• Возможность за счет квалифицированного управления предприятием и внешнего финансирования решить техническую задачу перевооружения, снизить затраты на производство и в короткие сроки окупить полученные средства.  

Что получает «Аир Трэвел»

• Возможность получения дополнительной прибыли, продав услугу
• Снижает вероятность принятия Заказчиком неправильного решения
• Сведения о возможности развития рынка
• Возможность обучить Заказчика (Лучший Заказчик – квалифицированный и информированный Заказчик)
• Возможность лично и ощутимо внести в сознание заказчика, что Атлас Копко – лучший выбор

---

Объем проведения работ

 

---

Первый о ком думают – Первый кого выбирают

Стоимость полномасштабного обследования компрессорной системы составляет до 10% от суммы ежегодных затрат на производство сжатого воздуха. 
       
В случае последующего приобретения компрессорного оборудования Заказчику может быть предоставлена скидка на сумму проведенных работ, в этом случае клиентам «Аир Трэвел» данная услуга оказывается БЕСПЛАТНО.
          
Сервисные работы по обследованию компрессорной системы не лицензируются. 
По окончании работ заказчику предоставляется:
      - описание и  анализ его системы воздухоснабжения
      - рекомендациями по снижению затрат на производство
      - расчет экономической целесообразности реконструкции.