Zarządzanie wyciekami w instalacjach sprężonego powietrza z wykorzystaniem ultradźwięków

Wykrywanie

Nowe czujniki szerokopasmowe wyposażone w czułe mikrofony ultradźwiękowe ułatwiają wykrywanie wycieków w trudnych, hałaśliwych warunkach. Spektrogram wyświetlany na ekranie natychmiast pokazuje użytkownikowi, czy występują zakłócające sygnały ultradźwiękowe, a jeśli tak, to w jakim zakresie częstotliwości. Użytkownik może za pomocą ekranu dotykowego przesunąć słyszalną częstotliwość nośną poza zakres zakłócających sygnałów ultradźwiękowych.

Wyświetlanie poziomu i spektrogram

Z jednej strony natężenie sygnałów ultradźwiękowych jest przedstawiane za pomocą poziomów. Dla wykrytych szerokopasmowych sygnałów ultradźwiękowych w zakresie częstotliwości od 20 do 100 kHz obliczane są różne poziomy szerokopasmowe, np. poziom chwilowy L(t) lub równoważny poziom dźwięku ciągłego Leq. Na podstawie równoważnego poziomu dźwięku ciągłego Leq, ciśnienia w układzie oraz rodzaju gazu obliczane są straty spowodowane wyciekiem w l/min. Z drugiej strony na spektrogramie wyświetlane są informacje spektralne w funkcji czasu. Intensywność sygnałów ultradźwiękowych jest przedstawiona za pomocą kodowania kolorystycznego. Kodowanie kolorystyczne można dostosować do indywidualnych potrzeb.

„Podczas gdy standardowe urządzenia do
badań ultradźwiękowych pozwalają usłyszeć tylko jeden dźwięk, technologia badań ultradźwiękowych szerokopasmowych
otwiera przed nami całą
symfonię przepływów i dźwięków rozchodzących się w powietrzu”.

– prof. dr Peter Holstein (Dział Rozwoju Strategicznego, SONOTEC GmbH)

Ocena

Po wykryciu wycieku inżynier serwisowy rozpoczyna pomiar. Straty spowodowane wyciekiem są obliczane i analizowane automatycznie na podstawie poziomu szerokopasmowego oraz ciśnienia w systemie.

Klasyfikacja wycieków

Wycieki charakteryzują się szeroką gamą sygnatur spektralnych. W zależności od ich charakterystyki mogą wykazywać stochastyczne rozproszenie w zakresie częstotliwości ultradźwiękowych od 20 do 100 kHz. W przypadku analizy wąskopasmowej, np. przy częstotliwości 40 kHz, istnieje ryzyko nieprawidłowej oceny spowodowanej lokalnie wysokimi wartościami poziomu (amplitudami) lub przerwami w sygnale (patrz schemat). Oceny ilościowe oparte na częstotliwości wąskopasmowej mogą prowadzić do błędnych wyników. Dlatego zaleca się analizę i ocenę wycieku przy użyciu poziomu szerokopasmowego.

Dane spektralne dotyczące dwóch przykładowych wycieków o kształcie okrągłym oraz ich zmienność w zależności od różnych kątów pomiaru i średnic (po lewej: D = 0,25 mm, L = 12,7 mm, q ~ 0,5 Nl/min; po prawej: D = 0,58 mm, L = 38,1)

Cyfrowe urządzenie SONAPHONE® nie tylko w pełni wykorzystuje zalety analizy szerokopasmowej, ale jest również wyposażone w specjalnie opracowaną aplikację do oceny wycieków. Aplikacja LeakExpert® prowadzi użytkownika przez proces badania. Na podstawie równoważnego poziomu hałasu ciągłego Leq, ciśnienia w systemie oraz rodzaju gazu określane są indywidualne straty spowodowane nieszczelnościami w l/min. Celem jest tutaj klasyfikacja nieszczelności na podstawie ich wielkości (klasy 1–5) w celu ustalenia i ustalenia priorytetów niezbędnych działań konserwacyjnych. Największy potencjał oszczędności można osiągnąć poprzez naprawę dużych wycieków; w pewnych okolicznościach naprawa małych wycieków może nie być opłacalna ekonomicznie.

Dokumentacja

SONAPHONE umożliwia szybkie i łatwe tworzenie raportów, które następnie służą jako ważne narzędzia decyzyjne przy podejmowaniu wszelkich dalszych działań, a także przy weryfikacji skuteczności zarządzania energią. Dokumentację dotyczącą wyników można utworzyć jednym kliknięciem, dostarczając kierownictwu firmy wszystkie niezbędne informacje na temat lokalizacji wycieków i strat energii, a także dokumentację fotograficzną oraz poziom priorytetu prac naprawczych. Systematyzacja prac związanych z wykrywaniem wycieków i ich oceną oznacza, że urządzenie pomaga również zapewnić znaczną oszczędność czasu i redukcję kosztów podczas prac serwisowych.

Raporty zgodne z normą ISO 50001

Przedsiębiorstwa posiadające system zarządzania energią zgodny z normą DIN EN ISO 50001 są zobowiązane do rejestrowania danych dotyczących zużycia energii oraz wykorzystywania tych informacji do wyznaczania celów w zakresie zarządzania energią. Systemy sprężonego powietrza charakteryzują się zazwyczaj wysokim zużyciem energii i oferują znaczny potencjał w zakresie systematycznej i długoterminowej poprawy efektywności energetycznej.

Wycieki sprężonego powietrza są w zasadzie nieuniknione, jednak przedsiębiorstwa powinny mimo to dążyć do zapewnienia optymalnego stanu systemu i utrzymania go poprzez regularne prace serwisowe. Resztkowe straty spowodowane wyciekami na poziomie 10% uznaje się za ekonomicznie uzasadnione.