Sprężone powietrze to łatwe do pozyskania i ogólnodostępne medium, które znajduje szerokie spektrum zastosowań w wielu branżach. Należy jednak pamiętać, że nie jest ono darmowe. Co więcej, jak wynika z różnych analiz i opracowań, tylko 30% wytworzonego sprężonego powietrza jest wykorzystywane, a reszta ulega utracie przez źle zaprojektowaną instalację, wycieki bądź niewłaściwe użytkowanie.

Sprężone powietrze, nazywane „czwartym medium” w zakładach przemysłowych, z uwagi na to, że jego wytworzenie jest niezmiernie kosztowne, musi być stosowane w sposób najbardziej efektywny z możliwych – mówi Bogusław Sinicki, Country Leader CTS, Poland & Eastern Europe, Ingersoll-Rand Polska. – W zależności od aplikacji lub konkretnych wymagań system musi dawać użytkownikowi najwięcej korzyści płynących z wytwarzania sprężonego powietrza. Nie ma jednej reguły, której zastosowanie będzie zapewniało stworzenie najlepszego systemu. Celowo nazywam to systemem, ponieważ sprężarka-osuszacz czy instalacja to tylko elementy, które połączone w całość stanowią działające rozwiązanie.

Przyczyny wycieków
Jak zauważa Wojciech Sołtan, techniczny doradca handlowy w Stäubli Łódź, zazwyczaj problemy z instalacją sprężonego powietrza dotyczą wycieków przy samym punkcie podłączeniowym bądź przy narzędziach używanych w danym zakładzie. Rzadziej zaś w samej instalacji. Przede wszystkim ważna jest tutaj szczelność gniazd-wtyków oraz węży podłączeniowych. – Jeżeli słyszymy syczenie, oznacza to, że jest problem ze szczelnością, a tym samym mamy straty energii. Jeżeli nikt nie korzysta z instalacji sprężonego powietrza, a ciśnienie maleje w zbiornikach, to również powinniśmy poszukać wycieków powietrza.

Pojawienie się nieszczelności może mieć kilka przyczyn. Przede wszystkim poszczególne elementy instalacji na skutek zmęczenia lub starzenia się materiału mogą po prostu przestać odpowiednio spełniać swoją funkcję. Dotyczy to głównie uszczelek. Usterka może być również konsekwencją wad materiałowych bądź negatywnego wpływu środowiska, np. oparów żrących substancji. Rozszczelnienia wynikają też z naprężeń konstrukcyjnych, drgań czy uszkodzenia mechanicznego.

Błędy występują również po stronie obsługi instalacji sprężonego powietrza. Niepokój powinno wzbudzać większe zużycie energii, a także wahania ciśnienia roboczego lub większy przepływ powietrza na zaworach dławiących. Niewłaściwym podejściem jest doraźne reagowanie jedynie na objawy zamiast szukania przyczyny problemu. Do nieprawidłowości w działaniu całej instalacji mogą prowadzić m.in. nieprzestrzeganie zalecanych momentów dokręcania połączeń gwintowych, zastosowanie nieprawidłowych złączy bądź brak uszczelnienia.

Co wpływa na wzrost kosztów
Częstym błędem przy projektowaniu instalacji sprężonego powietrza, wpływającym na późniejsze koszty eksploatacyjne, jest zły dobór sprężarki. Za duża może zwiększać wydatki – na biegu jałowym sprężarka pobiera wówczas ok. 70% mocy znamionowej, nie wytwarzając w tym czasie sprężonego powietrza. Z kolei zbyt małe urządzenie sprężające może okazać się za mało wydajne dla danej instalacji, co spowoduje przerwy w produkcji w momencie oczekiwania na „dostawę” sprężonego powietrza.

Bardzo ważne dla poprawnego działania instalacji jest też właściwe stosowanie filtrów. Brak regularnej wymiany wkładów filtracyjnych może doprowadzić do niepożądanych spadków ciśnienia. Ważny jest także dobór odpowiedniego stopnia filtracji. Poszczególne urządzenia końcowe mogą charakteryzować się różnymi parametrami w tym zakresie, a uzyskanie jednego poziomu (maksymalnego) oczyszczania dla wszystkich odbiorników może być ekonomicznie nieuzasadnione. Dlatego też warto pogrupować urządzenia podłączone do wspólnej instalacji sprężonego powietrza według tego parametru i zastosować odpowiedni rozdział w instalacji.

Niezbędna dokładna analiza
Podczas projektowania nowej lub modernizacji istniejącej instalacji sprężonego powietrza istotna jest dokładna analiza potrzeb i oczekiwań względem wytworzonego sprężonego powietrza.

Analiza, jaką przeprowadzamy, dotyczy miejsca wytwarzania sprężonego powietrza, właściwego doboru zbiorników, systemu przesyłu, a także systemu sterowania oraz tego, co jest nazywane serwisem. Zwracamy więc uwagę na całkowity koszt eksploatacji instalacji sprężonego powietrza – wyjaśnia Bogusław Sinicki z Ingersoll-Rand Polska. – Nawet najbardziej sprawny układ sprężania może nie sprawdzać się w instalacjach, w których nie dołożono odpowiednich starań przy jej projektowaniu lub nie zadbano o optymalny dobór urządzeń do uzdatniania sprężonego powietrza. Przeprowadzając analizy instalacji, zwracamy uwagę na wszystkie istotne elementy systemu, nad którymi praca da największy efekt energetyczny.

Również Wojciech Sołtan ze Stäubli Łódź zwraca uwagę na najważniejsze elementy wpływające na ergonomiczny z punktu widzenia potrzeb klienta projekt instalacji. – Należy określić wydatek powietrza, jaki jest potrzebny dla maksymalnego obciążenia instalacji, a także zadbać o to, by była ona wykonana z dobrych elementów, aby w przyszłości nie pojawiały się problemy. Instalacja powinna też spełniać warunki bezpieczeństwa, czyli np. warto stosować złącza bezodrzutowe. Tutaj jednak wchodzimy już w bardzo specyficzne i indywidualne potrzeby każdego klienta.

Potencjalne oszczędności
Jak pokazuje doświadczenie wielu firm, pomiędzy sprężarką a końcowym urządzeniem wycieka od 15 do nawet 30% powietrza. W skali roku przekłada się to na jego ubytki w wysokości od kilkudziesięciu do ponad 100 tys. m3. Tylko właściwie zaprojektowana instalacja pozwoli zredukować te straty. Aby uzyskać jak największe oszczędności, warto skupić się nie tylko na usuwaniu wycieków, ale też zadbać o właściwe przekroje rurociągów służących do dystrybucji powietrza, zastosować trwalsze elementy instalacji (np. odpowiednie szybkozłącza mogą zwiększyć szczelność całego układu) oraz pamiętać o regularnej wymianie filtrów i konserwacji urządzeń.

Bogusław Sinicki podkreśla, że potencjalne oszczędności mogą być różne i są uzależnione od indywidualnych przypadków. – Zdarzało nam się, że inwestycja w nowe źródło energii zwracała się w czasie krótszym niż 30 dni. Wszystko zależy od środowiska, w jakim będziemy pracować, i okoliczności. Istotnym elementem jest możliwość prawidłowego zdiagnozowania instalacji i optymalny dobór rozwiązania dający użytkownikowi jak najwięcej korzyści.

Tabela. Wartość wycieku powietrza w zależności od średnicy otworu i rocznego czasu pracy przy ciśnieniu 7 barów