Blog

Jak wybrać sprężarkę i określić zapotrzebowanie na sprężone powietrze?

5 listopada 2018 godz. 14:38

Jak wybrać sprężarkę i określić zapotrzebowanie na sprężone powietrze?

Wybierając wielkość sprężarki należy określić zużycie sprężonego powietrza w zakładzie i dobrać sprężarkę, która ma nieznacznie większą wydajność. 

Można to zrobić jedną z dwóch metod:
• określić zużycie sprężonego powietrza przepływomierzem,
• zliczyć pobór wszystkich odbiorników sprężonego powietrza wraz z uwzględnieniem jednoczesności ich pracy.

 

Pomiar żużycia powietrza

W sytuacji gdy pojawiają się problemy z wydajnością dotychczas eksploatowanej sprężarki, spadkami ciśnienia w instalacji, wyłączeniami maszyn i przerwami w produkcji z powodu braku sprężonego powietrza, warto zastanowić się nad uzupełnieniem sprężarkowni o dodatkowe urządzenie. Wielkość sprężarki najlepiej określić poprzez pomiar poboru sprężonego powietrza. Wielu dostawców sprężarek zapewnia możliwość doboru odpowiedniej wielkości sprężarki przez użyczenie na krótki okres czasu rezerwowej sprężarki o wydajności znacznie przewyższającej szacowane zużycie sprężonego powietrza i opomiarowanie całego układu sprężarek przepływomierzem. W efekcie na koniec okresu pomiaru będziemy znać dokładne zapotrzebowanie na sprężone powietrze, czas kiedy występuje maksimum i minimum poboru, zakres ciśnień panujących w instalacji, ewentualnie przy bardziej rozbudowanym opomiarowaniu - efektywność pracy sprężarek z uwzględnieniem pracy pod obciążeniem i na biegu jałowym.

Na podstawie takich informacji można określić jakiej wydajności brakuje dotychczas eksploatowanej sprężarce i to będzie minimalna wydajność sprężarki, którą należy zakupić. Minimalna, bo nie uwzględniono jeszcze w tej ocenie dwóch czynników: wzrostu nieszczelności instalacji sprężonego powietrza spowodowanego zużywaniem się uszczelnień w maszynach oraz rozwoju przedsiębiorstwa w najbliższej przyszłości.

 

banner-dlugibanner-dlugi

 

Metoda pomiarowa pozwala na dokładne określenie minimalnej wydajności sprężarki jaka powinna dodatkowo się pojawić w zakładzie, aby rozwiązać aktualne problemy w produkcji sprężonego powietrza i stworzyć pewien margines bezpieczeństwa. Ta metoda może wiązać się z odpłatnością za wykonanie pomiarów, niemniej zatrudnienie do tego profesjonalistów i dobór odpowiedniej wielkości sprężarki pozwolą zaoszczędzić w przyszłości na kosztach eksploatacji.

Jeżeli nie chcemy inwestować w pomiary, ani wiązać się w żaden sposób z dostawcą usługi możemy rozważyć inną metodę pomiaru tj. zliczenie poboru wszystkich odbiorników sprężonego powietrza.

Zobacz, jaka jest rola gwarancji w procesie eksploatacji sprężarki przemysłowej

 

Zliczenie poboru wszystkich odbiorników sprężonego powietrza

W tej metodzie dobór sprężarki odbywa się poprzez zsumowanie wartości zużycia powietrza wszystkich urządzeń zasilanych sprężonym powietrzem, tj. narzędzi, siłowników, pomp, dysz itp. Następnie uwzględniamy efektywny czas pracy oraz współczynnik jednoczesności ich pracy. Tak jak i w poprzedniej metodzie należy również założyć zwiększenie poboru sprężonego powietrza w niedalekiej przyszłości spowodowanego wzrostem nieszczelności instalacji oraz zastosowaniem dodatkowych urządzeń – rozwojem przedsiębiorstwa. Metoda ta wymaga rzetelnego zgromadzenia wiedzy dotyczącej każdego urządzenia wykorzystującego sprężone powietrze.

Listę urządzeń pneumatycznych należy uzupełnić o zapotrzebowanie na sprężone powietrze. Warto wiedzieć, że zależy ono od wielkości narzędzia, jego prędkości obrotowej i sprawności. Najpewniejszym źródłem tej wartości jest instrukcja obsługi narzędzia. Nawet te same narzędzie pneumatyczne pochodzące od dwóch różnych producentów mogą mieć bowiem różne zapotrzebowania.

Przykładowe zapotrzebowanie na sprężone powietrze narzędzi pneumatycznych:

 
Rodzaj narzędzia pneumatycznego Zapotrzebowanie na sprężone powietrze - Z
Szlifierka kątowa 150-350 l/min
Gwoździarka 100-250 l/min
Dłuto pneumatyczne 150-310 l/min
Wycinarka 110-280 l/min
Wiertarka 125-370 l/min
Piaskarka 250-450 l/min
Smarownica 150-250 l/min
Pistolet malarski 250-350 l/min
Szlifierka oscylacyjna 280-450 l/min

 

Przy szacowaniu zapotrzebowania lepiej przyjąć wartość wyższą niż niższą – w najlepszym przypadku przeszacujemy zapotrzebowanie na sprężone powietrze, ale system będzie działał prawidłowo. Przyjmując niższe wartości możemy zapotrzebowania nie doszacować i system będzie działał z problemami.

Żadne z powyższych narzędzi nie pracuje w sposób ciągły lecz okresowo. Dlatego należy obliczyć udział czasu pracy każdego narzędzia w godzinie zegarowej - Ug. Np. do kalkulacji godzinowego zużycia sprężonego powietrza szlifierki oscylacyjnej pracującej 15 minut w ciągu godziny przyjmujemy 15/60*100%=25% jej wydajności.

Następnym krokiem jest określenie współczynnika jednoczesności pracy narzędzi pneumatycznych - Wj. Dla uproszczenia można przyjąć następujące współczynniki:

 
Ilość narzędzi pneumatycznych N Współczynnik jednoczesności pracy – Wj
1 1
5 0,83
10 0,71
15 0,64

 

Łączne zapotrzebowanie na sprężone powietrze wszystkich narzędzi pneumatycznych, będzie sumą iloczynów ilości poszczególnych grup narzędzi, ich zapotrzebowania na sprężone powietrze, udziału czasu pracy w godzinie zegarowej, pomnożonej przez współczynnik jednoczesności czasu pracy całkowitej ilości narzędzi pneumatycznych z wszystkich grup: Q = [(N1 * Z1 * Ug1)+ (N2 * Z2 * Ug2)] * Wj.

Przykład 1:

5 szlifierek oscylacyjnych pracujących po 15 minut w ciągu godziny:
Q = 5 szt. * 450 l/min * 15/60*100% * 0,83 = 467 l/min

Przykład 2:

3 wiertarki pracujące po 10 minut w ciągu godziny i 7 pistoletów malarskich pracujących po 45 minut w ciągu godziny:
Q = [(3szt. * 370 l/min * 10/60*100%) + (7szt. * 350 l/min * 45/60*100%)]*0,71 = (185 + 1837)*0,71 = 1436 l/min

Zliczony pobór wszystkich odbiorników sprężonego powietrza należy jeszcze zwiększyć o dodatkowe 5-25% na występujące nieszczelności w instalacji sprężonego powietrza, 10-50% na planowany rozwój przedsiębiorstwa w najbliższej przyszłości i 10-20% na margines bezpieczeństwa gdyby przyjęte współczynniki odbiegały od rzeczywistości.


Dobór pomiaru powinniśmy dostosować do ilości i rodzaju urządzeń posiadanych obecnie w zakładzie:

  • pomiary przepływomierzem - sprawdzą się w dużych zakładach produkcyjnych gdzie występuje dużo różnorodnych odbiorników sprężonego powietrza (narzędzia pneumatyczne, siłowniki, dysze, noże powietrzne itp.) – ich inwentaryzacja zajęłaby bardzo dużo czasu i bardziej ekonomiczne będzie zainwestowanie w pomiary,
  • zliczenie poboru  - sprawdzi się w małych zakładach produkcyjnych gdzie występuje kilka/kilkanaście prostych odbiorników sprężonego powietrza, do których istnieje dokumentacja informująca o zapotrzebowaniu na powietrze – inwentaryzacja narzędzi pneumatycznych i obliczenia to kwestia jedynie 2-3 godzin własnej pracy.

Zobacz, jak zarządzać jakością sprężonego powietrza