Системная работа с утечками позволяет снизить энергозатраты, разгрузить компрессорную станцию и сократить стоимость производства сжатого воздуха — зачастую без увеличения мощности оборудования.

Сжатый воздух — один из самых удобных, но одновременно один из самых дорогих энергоносителей на производстве. Компрессор потребляет электроэнергию, воздух проходит через систему подготовки, ресиверы и трубопроводы — и после этого часть произведённого воздуха может просто уходить в атмосферу через негерметичные соединения, клапаны, пневмоцилиндры и другое оборудование.

Одна небольшая утечка кажется несущественной. Но когда таких точек десятки, предприятие фактически постоянно загружает компрессоры для производства воздуха, который не выполняет никакой полезной работы. Поэтому систематический поиск и устранение утечек — одно из наиболее понятных и быстро реализуемых направлений снижения затрат в системе сжатого воздуха.

Практика аудита систем сжатого воздуха в Беларуси

Расчёт выполнен для условий конкретного объекта: 8760 часов работы в год, удельная мощность компрессорной станции 0,12 кВт·ч/м³ и цена электроэнергии 0,10 €/кВт·ч. Для другого предприятия финансовый эффект необходимо рассчитывать по его фактическим параметрам.

Важно, что общий уровень утечек на обследованном объекте был оценён как удовлетворительный. Это показывает: даже при внешне нормальном состоянии пневмосети потери могут составлять тысячи евро ежегодно.

Во время обследования были обнаружены несколько особенно крупных источников потерь. Одна утечка через пневмоцилиндр составляла 81,46 л/мин — это около 734 евро в год. Другой пневмоцилиндр терял 73,81 л/мин — около 665 евро в год. Негерметичность корпуса одного из кранов давала 70,56 л/мин — примерно 636 евро в год.

Не только крупные утечки

При обследовании было обнаружено много негерметичностей на резьбовых соединениях, пневматических трубках, фитингах, клапанах, фильтрах и редукторах. Отдельная точка может давать всего несколько литров в минуту, но десятки таких дефектов работают непрерывно и формируют значительный суммарный расход.

Поэтому искать нужно системно

Эффективная программа поиска должна выявлять не только самые громкие и очевидные источники потерь, но и многочисленные небольшие негерметичности.

Карточка утечки с её описанием.

Всего одна утечка, но около 10 м³/мин (!) Компрессор 55 кВт работал только на эту утечку. Утечка была обнаружена на подземном трубопроводе. При этом видимых признаков не было.

Почему обычный обход предприятия не решает проблему

В работающем цехе утечку далеко не всегда можно услышать человеком. Шум оборудования, вентиляции, электродвигателей и технологических процессов маскирует звук выходящего воздуха. Кроме того, источник может находиться под потолком, за ограждением оборудования, внутри технологической установки или на трубопроводе на высоте нескольких метров.

Принцип ультразвукового обнаружения утечек: турбулентность при выходе газа формирует ультразвуковой сигнал.

При прохождении газа через небольшое отверстие возникает турбулентный поток, создающий ультразвуковой сигнал. Для утечек сжатого воздуха особенно характерна область около 40 кГц — выше обычного диапазона человеческого слуха. На этом принципе работают ультразвуковые течеискатели.

LeakCam 600: утечку можно не только услышать, но и увидеть

LeakCam 600 компании CS INSTRUMENTS использует массив из 64 MEMS-микрофонов. Алгоритмы прибора определяют направление прихода ультразвукового сигнала и накладывают его на изображение встроенной камеры. В результате специалист видит не просто уровень ультразвука, а конкретное место предполагаемой утечки на реальном изображении оборудования.

На дисплее LeakCam 600 источник ультразвука накладывается на реальное изображение оборудования.

Прибор оснащён 13-мегапиксельной камерой, 5-дюймовым сенсорным дисплеем 1280×720, лазерным дальномером и цифровым увеличением.

Power Beam Forming

Мощный источник ультразвука способен доминировать на изображении обычной акустической камеры, из-за чего расположенные рядом более слабые источники могут остаться незамеченными. Для LeakCam 600 производителем заявлен динамический диапазон Power Beam Forming 12 дБ.

Сравнение стандартного режима и Power Beam Forming: технология помогает видеть несколько источников ультразвука одновременно. Источник: CS INSTRUMENTS.

Встроенный лазерный дальномер определяет расстояние до исследуемого объекта. Это важно, поскольку интенсивность зарегистрированного ультразвукового сигнала зависит от расстояния между прибором и источником.

Использование измеренного расстояния позволяет оценивать расход утечки и переводить технический результат в более понятный для предприятия показатель — ориентировочные финансовые потери. Формулировка «здесь есть утечка» мало говорит руководителю производства. А информация вида «70 л/мин и около 600 евро в год» уже позволяет определить приоритет ремонта.

Искать недостаточно — утечками нужно управлять

LeakCam 600 позволяет сохранить фотографию и параметры дефекта непосредственно во время обследования. Дальнейшая работа выполняется в CS Leak Reporter: каждой точке можно присвоить местоположение, тип оборудования, приоритет ремонта, необходимые работы и статус устранения.

После ремонта проводится повторное обследование. В результате предприятие получает не список «где-то что-то шипит», а реестр утечек с технической и экономической оценкой.

Сначала ремонтировать наиболее «выгодные» утечки

Не все утечки рационально устранять одновременно. Если крупная утечка расположена на обычном фитинге и ремонт занимает несколько минут, её экономический приоритет очевидно выше, чем у небольшой утечки под потолком, для доступа к которой требуется подъёмник и останов оборудования. Поэтому задача современного аудита — дать службе эксплуатации информацию, позволяющую сначала устранить наиболее экономически оправданные точки.

Почему работу с утечками нужно повторять

Даже если сегодня устранить все найденные дефекты, через несколько месяцев появятся новые: пневматические трубки перемещаются и вибрируют, уплотнения изнашиваются, проводится ремонт оборудования, меняются фитинги, цилиндры и клапаны. Поэтому поиск утечек эффективнее рассматривать как часть технического обслуживания, а не как разовую акцию.

Устранить утечки зачастую выгоднее, чем увеличивать мощность компрессоров

При недостатке сжатого воздуха естественной реакцией может стать решение установить ещё один компрессор или увеличить производительность компрессорной станции. Но прежде стоит понять, куда уже произведённый воздух фактически расходуется.

LeakCam 600 превращает поиск утечек в измеримую работу по энергосбережению

Главное преимущество современной ультразвуковой камеры заключается не в цветном пятне на экране. Ценность появляется тогда, когда предприятие может быстро пройти большой производственный объект, дистанционно локализовать источники потерь, сохранить фотографию каждой точки, оценить расход и стоимость утечки, определить приоритет ремонта и затем подтвердить результат.

Реальный промышленный аудит показывает масштаб эффекта: 49 обнаруженных точек дали суммарно почти 600 л/мин бесполезно расходуемого сжатого воздуха и более 5 тысяч евро расчётных ежегодных потерь. Поиск утечек — один из наиболее прямых способов связать техническое обслуживание оборудования с экономией электроэнергии, снижением нагрузки на компрессоры и уменьшением себестоимости производства.

Материалы