اقتصاد در کمپرسورها – هزینه های تولید هوای فشرده

COMPRESSED AIR MANUAL BOOK

راهنمای هوای فشرده

 

4-1-1 هزينه هاي توليد هواي فشرده  ( Costs for compressed production )

4-1-1-1 بررسي کلي ( General ) در هزینه های تولید هوای فشرده

هزینه های تولید هوای فشرده، انرژي الکتريکي بارزترين نوع انرژي است که در توليد هواي فشرده صنعتي بالقوه مورد استفاده قرار ميگيرد. در بسياري از تاٌسيسات هواي فشرده غالباً امکان صرفه جويي مقدار چشم گير و استفاده نشده اي از انرژي به عنوان مثال از طريق بازيافت انرژي، کاهش فشار، کاهش اتلاف و روز آمد سازي عملکردها از طريق سيستم کنترل و تنظيم انجام داد.

هنگامي که مي خواهيد سرمايه گذاري جديدي را برنامه ريزي نماييد، بهتر است تا جائي که مي توانيد به آينده نگاه کرده و سعي کنيد که تأثيرات اوضاع جديد و مقتضياتي را که ممکن است در تاسيسات به کار گرفته شوند مورد ارزيابي قرار دهيد. مثال هاي نمونه عبارتند از نيازهاي محيطي، مقتضيات صرفه جويي انرژي ، نيازهاي افزايش کيفيت در توليد و سرمايه گذاري هاي آتي توليد .

عملکرد کمپرسورهاي بهينه شده همواره مهم تر مي شود ، خصوصاً براي صنايع بزرگتر مرتبط با هواي فشرده . توليد با گذشت زمان در يک صنعت در حال توسعه تغيير مي کند و به همين ترتيب شرايط عملکردهاي کمپرسور نيز تغيير ميکند . بنابراين مهم است که تاٌمين هواي فشرده هم بر اساس مقتضيات واقعي و هم بر اساس طرح هاي آتي باشد . تجربه نشان ميدهد که بررسي هاي گسترده و بي غرضانه نتايج وضعيت عملکرد ، تقريباً در هر شرايطي باعث توسعه کلي اقتصاد ميشود .

هزينه هاي انرژي به وضوح از جمله مهمترين فاکتورهاي اقتصاد کلي تاٌسيسات هستند . بنابراين مهم است که به دنبال يافتن راه حل هايي باشيم که با نيازهاي اجرايي و کيفيتي و نيز نيازهاي کاربرد مؤثر انرژي مطابقت داشته باشد . هزينه هاي مضاف مربوط به خريداري کمپرسورها و تجهيزات ديگري که با هر دو اين نياز ها مطابقت داشته باشد ، در دراز مدت به عنوان يک سرمايه گذاري خوب ديده ميشود .

از آنجائي که مصرف انرژي غالباً %80 هزينه کل را تشکيل مي دهد ، بنابراين بايد به هنگام انتخاب سيستم کنترل دقت نمائيد . تفاوت در سيستم هاي کنترل ، تفاوت بين انواع کمپرسورها را تحت الشعاع قرار ميدهد .

 شرايط ايده آل زماني است که ظرفيت کامل کمپرسور دقيقاً با مصرف متعادل مطابقت داشته باشد ، چيزي که خيلي اوقات در برنامه هاي فرايند در نظر گرفته ميشود . بيشتر انواع کمپرسورها توسط سيستم کنترل و تنظيم خودشان تدارک مي شوند ، اما تجهيزات اضافي ديگري نيز وجود دارند که مي توانند تمام کمپرسورهاي موجود در کارخانه را بطور جمعي کنترل کنند و بدين ترتيب باعث توسعه اقتصاد اجرايي گردند .

در حال حاضر کنترل سرعت به روش شناخته شده کنترل تبديل مي شود ، به اين علت که مقتضيات انرژي عملاً نسبت مستقيمي با سرعت و ظرفيت مستدام دارد . اگر به دقت انديشه نمائيم و اجازه دهيم که مقتضيات ، تجهيزات کنترل را تعيين نمايند ، نتايج خوبي را بدست خواهيم آورد .

اگر به عنوان مثال به مقدار اندکي هواي فشرده در شب هنگام و اواخر هفته نياز داشته باشيم ، مقرون به صرفه است که از کمپرسور کوچکي استفاده کنيم که با اين مقدار نياز مطابقت داشته باشد . اگر به دليلي به فشار کاري ديگري نياز داشته باشيد بايد اين نياز مورد بررسي قرار داده شود و نتيجه گيري شود که آيا کل توليد را مي توان با استفاده از يک مرکز کمپرسور بدست آورد و يا اين که شبکه را بايد براي بدست آوردن سطوح متفاوت فشار تقسيم کنيم . انتخاب شبکه هواي فشرده نيز بايد مورد توجه قرار گيرد ، تا بتوان براي توليد مقدار معيني هوا در طول شب يا آخر هفته ها فقط بخش معيني از شبکه را به کار گرفت و بدين ترتيب مصرف هوا را کاهش داد يا زماني که بخواهيد تخصيص هزينه هاي داخلي بر اساس مقادير جريان باشد .

4-1-1-2 تخصيص هزينه ها  ( Apportioning costs ) در هزینه های تولید هوای فشرده

هزينه هاي سرمايه گذاري ، هزينه هاي ثابتي هستند که شامل قيمت خريد ، هزينه هاي ساختمان ، نصب و بيمه مي شوند . هزينه سرمايه گذاري به عنوان بخشي از هزينه کلي محسوب مي شود که قسمتي از آن به انتخاب کيفيت هواي فشرده مربوط است و قسمت ديگري از آن مربوط به هزينه استهلاک و محاسبه نرخ سود است . ميزان هزينه هاي انرژي به زمان اجرا در هر سال ، مقدار بهره برداري ، قيمت انرژي و غيره مرتبط مي باشند . بعضي از هزينه هاي مربوط به تهيه و دستيابي ، به عنوان مثال تجهيزات مورد نياز براي بازيافت انرژي ، بازدهي مستقيمي در سيستم ايجاد مي کنند ، که اين بازدهي به صورت کاهش هزينه هاي تعمير و نگهداري و هزينه هاي اجرايي مي باشد .

4-2 فرصت هايي براي صرفه جويي  ( Opportunities for saving ) در هزینه های تولید هوای فشرده

 

4-2-1 توان مورد نياز ( Power requirement ) در هزینه های تولید هوای فشرده

هنگام انجام محاسبات ، مهم است که مقتضيات کلي توان را مورد توجه قرار دهيم . بايد تمام مصرف کننده هاي انرژي را که به قسمت هاي مختلف دستگاه تعلق دارند مورد بررسي قرار دهيم ، از جمله صافي هاي ورودي ،  تهويه ها و پمپ ها .

با مقايسه بين گزينه هاي مختلف سرمايه گذاري بايد اهميت ويژه اي براي استفاده از مقادير قابل قياس قائل شد . بنابراين بايد اطمينان حاصل کنيد که ارقام بر طبق قوانين مورد توافق بين المللي ارائه مي شوند ، به عنوان مثال بر اساس ارقام ذکر شده در استاندارد ISO 1217 . Ed3 ، ضميمه C – 1996 .

4-2-2 فشار کاري ( Working pressure ) در هزینه های تولید هوای فشرده

فشار کاري مستقيماً بر توان مورد نياز اثر مي گذارد . فشار بالا به معني مصرف انرژي بالاتر است . افزايش فشار کاري به منظور جبران افت فشار هميشه باعث تضعيف اقتصاد عملکردي مي شود .

با وجود اينکه اين پديده اي متداول است که به علت کوچک بودن سيستم لوله کشي يا مسدود شدن فيلترها ، افت فشار روي مي دهد . به عنوان مثال افزايش در فشار کاري تا 1 بار تقريباً توان مورد نياز را تا %6 افزايش مي دهد . در تاٌسيساتي که داراي چندين صافي هستند ، خصوصاً اگر براي مدت زمان طولاني و بدون اينکه تعويض شده باشند مورد بهره برداري قرار گيرند ، افت فشار مي تواند به طور چشمگيري بيشتر و بنابراين خيلي پر هزينه باشد .

در بسياري از تاٌسيسات امکان کاهش فشار به ميزان زياد وجود ندارد ، اما با استفاده از تجهيزات مدرن کنترلي غالباً مي توان فشار را تا 5 /0 بار کاهش داد ..اين يعني صرفه جوئي ،شايد درصد کمي ، که به نظر اندک مي آيد ، ولي اگر بازدهي کلي دستگاه را در نظر بگيريد که به سطح معادلي افزايش يافته پي خواهيد برد که معني کاهش فشار چيست .

4-2-3 مصرف هوا  ( Air consumption ) در هزینه های تولید هوای فشرده

با تجزيه و تحليل مسيرها و استفاده از هواي فشرده ، شما مي توانيد به راه حل هايي دست بيابيد که بار معادل بيشتري را در سيستم هواي فشرده ايجاد مي کند . بدين طريق نياز به افزايش توليد هوا مي تواند پايين نگاه داشته شود ، که هزينه هاي اجرائي را کاهش مي دهد .

مصرف غير مقرون به صرفه که معمولاً به نشتي ، تجهيزات فرسوده ، استفاده از فرايندهاي نا منطبق يا استفاده ناصحيح از هواي فشرده مربوط مي شود ، به نحو مطلوبي با افزايش دانش کلي اصلاح ميگردد . تقسيم بندي سيستم هواي فشرده به چندين قسمت ، که مي توانند با استفاده از دريچه ها جدا شوند ، مي تواند روشي براي کاهش مصرف در طول شب و آخر هفته ها باشد . در بيشتر دستگاهها ، مقداري نشتي وجود دارد که اين نشتي يک اتلاف خالص تلقي مي شود که بنابراين بايد به حداقل برسد . غالباً نشتي ها % 15-10 هواي فشرده توليد شده را تشکيل ميدهند . ميزان نشتي رابطهٌ نسبي با فشار کاري دارد که به همين علت يکي از روش هاي کاهش نشتي اين است که تجهيزاتي را که نشتي دارند تعمير کنيم و فشار کاري را بعنوان مثال در طول شب کاهش دهيم .

پايين آوردن فشار تا 3 /0 بار مي تواند ميزان نشتي را تا % 4  کاهش دهد . اگر ميزان نشتي در تاٌسيساتي با ظرفيت /min 100 برابر با % 12 باشد و فشار به ميزان 3/0 بار کاهش داده شود ، ميزان صرفه جويي تقريباً ساعت /  KWh3 خواهد بود ، که با مصرف برق در خانه اي که به طريق الکتريکي گرم مي شود معادل است . حتي مصرف هوا در ماشين ها و تجهيزات با افزايش فشار کاري ، افزايش مي يابد .

4-2-4  روش کنترل  ( Regulation method ) در هزینه های تولید هوای فشرده

با استفاده از يک سيستم کنترل اصلي مدرن ، قسمت کمپرسور مرکزي مي تواند به نحو مطلوبي براي وضعيت هاي مختلف اجرائي به کار انداخته شود و همزمان ايمني و قابليت دسترسي را افزايش داد . انتخاب روش کنترل مناسب اين امکان را فراهم مي آورد که مقدار انرژي عرضه شده با پايين آوردن فشار سيستم  کاهش يافته و ميزان مصرف براي هريک از موتور هاي موجود در تأسيسات بهينه سازي شود . در همين زمان قابليت دسترسي افزايش مي يابد که احتمال ايجاد توقفات ناخواسته را کاهش مي دهد . علاوه بر اين کنترل مرکزي امکان برنامه ريزي براي کاهش فشار را به صورت خودکار در کل سيستم فراهم مي آورد . به عنوان مثال در طول انجام عمليات به هنگام شب و آخر هفته ها.

از آنجائيکه مصرف هواي فشرده به ندرت ثابت است بنابراين تأسيسات کمپرسور بايد داراي طرح انعطاف پذيري باشد . به عنوان مثال از کمپرسورهايي استفاده شود که داراي ظرفيت هاي متفاوت و موتورهاي مجهز به کنترل سرعت باشند . کمپرسورهايي که داراي طرح حساب شده اي هستند ، مي توانند با کنترل سرعت راه اندازي شوند و کمپرسورهاي مارپيچي کاملاً براي اين منظور مناسب مي باشند ، زيرا که ظرفيت و توان آنها عملاً رابطه اي نسبي با سرعت دارد .

4-2-5 کيفيت هوا ( Air quality ) در هزینه های تولید هوای فشرده

هواي فشرده با کيفيت بالا نياز به نگهداري و تعمير را کاهش مي دهد ، قابليت اطمينان به سيستم هواي فشرده ، سيستم کنترل و تجهيزات ابزاردقيق را افزايش مي دهد و در عين حال ميزان فرسودگي دستگاه هائي را که توسط هوا کار مي کنند کاهش مي دهد .

اگر سيستم هواي فشرده را از ابتدا به منظور تاٌمين هواي فشرده خشک تنظيم کنيم نصب تأسيسات کم خرج تر و ساده تر خواهد بود ، زيرا ديگر نيازي نيست که سيستم لوله کشي را به يک دستگاه جدا کننده آب و لوله هاي معروف به شتر گلويي ( لوله هاي دو خم ) مجهز کنيم .وقتي که هوا خشک باشد ديگر لازم نيست که آنرا به بيرون تخليه کنيم تا بخار آن از بين برود . به تخليه ميعانات در سيستم لوله کشي نيز نيازي نمي باشد ، بنابراين هزينه هاي نصب و نگهداري کاهش مي يابد . براي مقرون به صرفه تر شدن سيستم مي توان يک خشک کن هواي فشرده را بطور مرکزي نصب کرد . بهينه سازي هوا به صورت نامتمرکز با استفاده از چندين دستگاه کوچکتر درسيستم ، هم پرهزينه تر و هم نگهداري سيستم را دشوارتر مي سازد .

با يک محاسبه معمولي مشخص مي شود ، کاهش هزينه هاي مربوط به نگهداري و نصب در سيستمي که داراي هواي فشرده خشک است هزينه هاي مربوط به تجهيزات خشک کن را پوشش مي دهد . سودمندي بسيار مطلوب است ، حتي وقتي که تجهيزات خشک کن به تاٌسيسات موجود اضافه ميگردد .

کمپرسورهاي روغنکاري نشونده نيازي به دستگاه جداکننده روغن يا تجهيزات تميز کاري آب تقطير ندارند . همچنين اين کمپرسورها به صافي نيازي ندارند و بنابراين از هزينه هاي مربوط به تعويض صافي صرف نظر مي گردد . در نتيجه ، به جبران افت فشار در اثر وجود صافي نياز نمي باشد بنابراين مي توان فشار کاري کمپرسور را پايين آورد ، که اين امر موجب بهبودي بيشتر اقتصاد تاٌسيسات مي گردد .

4-2-6 بازيافت انرژي  ( Energy recovery ) در هزینه های تولید هوای فشرده

اگر در تأسيسات توليدي يا فرايندي خود از جريان الکتريکي ، گاز يا نفت براي هر نوع گرمايش استفاده مي کنيد ، دلائل خوبي براي بررسي امکان جايگزيني کلي يا جزئي انرژي با مازاد انرژي حاصله از تاٌسيسات هواي فشرده وجود دارد . عوامل قطعي شامل ارقام جايگزين موجود در SEK / kWh هستند که اين ارقام مربوط به مازاد انرژي ، ميزان مصرف و مقدار سرمايه گذاري اضافي مي باشند . يک سرمايه گذاري برنامه ريزي شده خوب در بازيافت انرژي فقط بين 1 تا 3 سال بازگشت خواهد شد . بيش از %90 انرژي ذخيره شده در کمپرسور را مي توان به شکل انرژي گرمايي با ارزشي بازيافت کرد . ميزان درجه حرارت انرژي بازيافتي ، حوزه هاي کاربردي احتمالي و ارزش بازيافت را تعيين مي کند .

بيشترين مقدار بازدهي معمولاً از دستگاههاي آب خنک بدست مي آيد ، که در اين موارد آب خنک کننده که از دستگاه کمپرسور خارج ميشود را مي توان مستقيماً به مصرف کننده مستمر گرمايش متصل ساخت ، به عنوان مثال مدار برگشت ديگ گرم کن . بنابراين مازاد انرژي را مي توان بطور مؤثري در سرتاسر سال به کار برد . طرح هاي مختلف کمپرسور پيش نيازهاي متفاوتي را طلب مي نمايد . در شرايطي که جريان حرارتي زيادي مورد نياز ميباشد ، مسيرهاي جابجائي طويل به نقاط مصرف ، نيازهاي عمده کم يا نيازي که در طول سال متغيير است ، اين ميتواند جالب باشد که امکان فروش انرژي بازيافتي مورد نظر واقع گردد .

4-2-7 نگهداري  ( Maintenance ) در هزینه های تولید هوای فشرده

همانند تمام دستگاههاي ديگر ، کمپرسورها نيز بايد در مراحل اوليه و قبل از وارد آمدن خسارات جدي تعمير و اصلاح کاري گردند و بدين ترتيب از وارد آمدن خسارات جدي و ايجاد وقفه در دستگاه جلوگيري کرد .

با استفاده از کارمندان خدماتي و قطعات يدکي اصلي  تأمين کنندگان ، مي توانيد توقع داشته باشيد که دستگاه داراي استاندارد فني بالايي است و مي توانيد بر اساس جديدترين يافته ها ، دستگاه هايتان را اصلاح کنيد .

ارزيابي نيازهاي مربوط به نگهداري توسط گروهي از تکنسين هاي آموزش ديده انجام مي شود ، اين تکنسين ها همچنين کارمندان مربوط به بخش نگهداري و تعمير داخلي را نيز آموزش مي دهند . همچنين خود شما نيز بايد کارمندان با تجربه اي داشته باشيد تا دستگاهها را بطور روزمره مورد بررسي قرار دهند ، به اين علت که چشم ها و گوش ها چيزهايي را مي توانند ببينند و بشنوند که سيستم ها و تجهيزات کنترل قادر به تشخيص آنها نيستند .

4-2-7-1 تجهيزات کمکي ( Auxiliary equipment ) در هزینه های تولید هوای فشرده

مي توان به راحتي با استفاده از تجهيزات کمکي ، دستگاهها را گسترش داد ، به عنوان مثال کيفيت هوا را افزايش داد و يا سيستم را فرابيني کرد . با اين وجود ، حتي تجهيزات کمکي نيز نياز به سرويس دارند و هزينه هايي براي نگهداري و تعمير ايجاد ميکنند ، به عنوان مثال اين هزينه ها مي توانند به شکل تعويض صافي ها ، تعويض دستگاه ابزار خشک کن ، سازگاري با تجهيزات ديگر و آموزش کارمندان باشد .

به علاوه هزينه هاي نگهداري و تعمير ثانويه اي نيز وجود دارند ، به عنوان مثال شبکه توزيع و دستگاه  هاي توليد ، که تحت تأثير هزينه هاي کيفيت هواي فشرده و هزينه هاي ذخيره روغن و صافي قرار ميگيرند . همه اين هزينه ها بايد در محاسبات مورد ارزيابي قرار گيرد که پايه اساسي سرمايه گذاري را تشکيل مي دهد .

هزینه های تولید هوای فشرده ” هزینه های تولید هوای فشرده ” هزینه های تولید هوای فشرده ” هزینه های تولید هوای فشرده ” هزینه های تولید هوای فشرده “هزینه های تولید هوای فشرده ” هزینه های تولید هوای فشرده ” هزینه های تولید هوای فشرده ” هزینه های تولید هوای فشرده ” هزینه های تولید هوای فشرده ” هزینه های تولید هوای فشرده ” هزینه های تولید هوای فشرده ” هزینه های تولید هوای فشرده ” هزینه های تولید هوای فشرده ” هزینه های تولید هوای فشرده “

4-3  عوامل اقتصادي ديگر ( Other economic factors ) در هزینه های تولید هوای فشرده

4-3-1  بررسي کلي ( General ) در هزینه های تولید هوای فشرده

شما مي توانيد يک توليد ، يک ماده يا خدماتي را به روش سيستماتيک ( حتي ساده ) به کمک بررسي چرخه عمر ، LCA  توصيف و تجزيه و تحليل نمائيد . LCA تمامي مراحل موجود در چرخه عمر توليد را مورد بررسي قرار ميدهد . واين به معني همه چيز ، از انتخاب مواد اوليه تا مواد پس ماند نهايي مشمول اين مطالعات مي باشند .

نتيجه بررسي غالباً به عنوان مقايسه اي بين گزينه هاي مختلف مورد استفاده قرار مي گيرد ، براي مثال ، توليداتي با عملکردهاي يکسان . دست آورد غالباً براي تاٌمين راهبري در مسائل مرتبط با فرايندها يا طراحي محصول مورد استفاده قرار ميگيرد . همچنين بررسي چرخه عمر مي تواند توسط شرکت هايي مورد استفاده قرار گيرد که در ارتباط با پيمانکاران ، مشتريان يا مقامات مسئول ويژگي هاي محصولاتشان را توضيح دهند .

نتايج حاصله از بررسي چرخه عمر عمدتاً پايه و اساسي را براي اتخاذ تصميم درباره کاهش تأثير محصول بر محيط زيست تشکيل مي دهد . بررسي چرخه عمر پاسخ گوي تمامي سؤالات نيست ، از جمله اينکه چرا موضوعات ديگري مثل کيفيت و فن آوري موجود بايد مورد بررسي قرار گيرند تا مطالب پس زمينه جامعي را ارائه دهد .

4-3-2  هزينه چرخه عمر ( LCC ) در هزینه های تولید هوای فشرده

محاسبات هزينه چرخه عمر ( هزينه چرخه عمر =  LCC ) بيشتر و بيشتر به عنوان ابزاري براي ارزيابي گزينه هاي مختلف سرمايه گذاري استفاده مي شوند . محاسبات هزينه چرخه عمر شامل هزينه هاي تواٌم توليد طي دوره اي خاص ، همچنين هزينه ثابت ، هزينه عملکردي و هزينه خدمات نيز مي باشد .

محاسبات هزينه چرخه عمر غالباً بر اساس طراحي دستگاه يا کار دستگاه قراردارد و بدين ترتيب ميزان نياز دستگاه هاي جديد را تعيين مي کند . با اين وجود درست است که به اين موضوع اشاره کنيم محاسبه هزينه چرخه عمر غالباً با توجه به هزينه هاي آتي و دانش امروزي از وضعيت و تغييرات نرخ انرژي به طور مطلوبي حدس زده مي شود . مسائلي نظير ايمني توليد و هزينه هاي متعاقب آن داراي اهميتي خاص جهت به خاطر سپردن مي باشند .

براي انجام محاسبه هزينه چرخه عمر لازم است که اطلاعات و تجربه اي در باره دستگاههاي هواي فشرده داشته باشيم . هزينه چرخه عمر براي اينکه بهترين نتيجه را ارائه کند بايد بين خريدار و فروشنده حکم مشاور را ايفاء نمايد . مسائل مرکزي عبارتند از بعنوان مثال چگونه گزينه هاي مختلف سرمايه گذاري عواملي نظير کيفيت توليد ، ايمني توليد ، نياز به سرمايه گذاري ، نگهداري تجهيزات توليد و شبکه توزيع ، محيط اطراف ، کيفيت محصول نهايي ، ارزيابي احتمال ايجاد وقفه در حين عمليات و      دورريزي ها را تحت تأثير قرار مي دهد . اصطلاحي که نبايد هرگز در اين فهرست فراموش شود LCP ، منفعت چرخه زندگي است که دريافتي هائي ميتوانند از طريقي به عنوان مثال بازيافت انرژي و کاهش دورريز ها صورت پذيرد .

هنگام ارزيابي هزينه هاي سرويس و نگهداري بايد بعد از سپري کردن دوره محاسبه ، شرايط مورد انتظار دستگاهها را نيز در نظر بگيريد .بعلاوه مدل محاسبه نيز با نوع کمپرسور تطبيق داده شود . مثال زير را مي توان به عنوان مدلي براي ارزيابي اقتصادي دستگاه کمپرسور ، به همراه بازيافت انرژي و يا بدون بازيافت انرژي ، مورد استفاده قرار داد .