Oszczędzaj energię w instalacjach parowych i kondensacyjnych

Praktykanci Franz Weber i Martin Becher odkryli potencjalne sposoby oszczędzania energii dzięki regularnemu testowaniu odwadniaczy parowych. W 2018 roku obaj otrzymali nagrodę za projekt zatytułowany „Odwadniacze parowe jako ważny element efektywności energetycznej”.

Martin Becher, mechanik przemysłowy na trzecim roku nauki zawodu, wyjaśnia: „Po ukończeniu kilku modułów dotyczących efektywności energetycznej, pracy projektowej oraz obsługi przyrządów pomiarowych w Izbie Przemysłowo-Handlowej (IHK) w Dreźnie otrzymaliśmy zadanie zrealizowania praktycznego projektu z zakresu efektywności energetycznej w naszej firmie.

Po przeprowadzeniu badań i konsultacji z kierownikiem ds. energii obaj praktykanci postanowili dokładnie zbadać odwadniacze w elektrowni.

„Uszkodzone odwadniacze parowe mogą prowadzić do nieplanowanych przestojów i wyższego zużycia energii. Dzięki regularnemu testowaniu odwadniaczy można lepiej planować naprawy i wymiany. Koszty energii związane z wytwarzaniem pary można również znacznie obniżyć, co wykazaliśmy w naszym projekcie” – wyjaśnia Franz Weber, technik elektroniki na czwartym roku nauki zawodu.

Papiernia potrzebuje pary przede wszystkim podczas procesu suszenia, w którym odparowuje się woda resztkowa z papieru. Taśma papieru dekoracyjnego przechodzi przez labirynt 30 cylindrów suszących w maszynie papierniczej. Pod koniec procesu gotowy papier zawiera od 7 do 8 procent wilgoci resztkowej.

Połączone badania ultradźwiękowe i temperaturowe

Martin Becher wyjaśnia: „Do tej pory nie mieliśmy zbyt dużego doświadczenia z systemami parowymi i kondensacyjnymi. Na początku musieliśmy zapoznać się z tematem i wzięliśmy udział w jednodniowym szkoleniu w firmie SONOTEC”.

Podczas szkolenia obaj specjaliści ds. energii nauczyli się między innymi, jak na podstawie próbek dźwiękowych odróżniać sprawne od uszkodzonych odwadniaczy. W zależności od konstrukcji sprawny odwadniacz otwiera się i zamyka w sposób ciągły lub nieciągły, wytwarzając przy tym charakterystyczne sygnały ultradźwiękowe. Sygnały te można rejestrować i analizować za pomocą cyfrowego urządzenia do badań ultradźwiękowych SONAPHONE®, aplikacji LevelMeter® oraz szerokopasmowego czujnika ultradźwiękowego i temperatury BS20. Teorię zastosowano następnie w praktyce w zakładzie w Penig.

Do analizy przeznaczono odcinek wyposażony w 28 termicznych i pływakowych odpływów kondensatu. Wszystkie odwadniacze parowe w urządzeniu zostały zarejestrowane i skonfigurowane jako punkty testowe wraz ze zdjęciem, numerem i typem. Następnie „skauci energetyczni” podłączyli czujnik BS20 do urządzenia i rozpoczęli testy.

Początkowo zmierzono temperaturę odwadniacza na wlocie i wylocie. Temperatura pozwala ustalić na przykład, czy odwadniacz pracuje w oczekiwanej temperaturze roboczej, czy też jest zbyt zimny (nagromadzenie kondensatu) lub zbyt gorący (nieszczelność) w zależności od ciśnienia w systemie. Różnicę temperatur na wlocie i wylocie ocenia się w zależności od zasady działania odwadniacza.

Ocena stanu wymaga doświadczenia

Następnie obaj praktykanci zarejestrowali sygnał ultradźwiękowy za pomocą szerokopasmowego czujnika dźwięku przenoszonego przez strukturę, wykorzystując zakres częstotliwości od 20 do 100 kiloherców. Podczas badań nie wystąpiły żadne problemy, a testy można było przeprowadzać nawet podczas pracy urządzenia. Wybrano takie odstępy pomiarowe, aby odwadniacz parowy mógł co najmniej raz wykonać cykl cyrkulacji i spustu.

W przypadku odwadniacza pływakowego zastosowano interwał wynoszący około jednej minuty, a w przypadku odwadniacza termicznego – około trzech minut. Wyświetlanie sygnału akustycznego na ekranie w postaci spektrogramu okazało się pomocne przy późniejszej ocenie wyników.

Charakterystyczne zmiany dźwiękowe uszkodzonych odwadniaczy parowych można natychmiast odróżnić od charakterystycznych dźwięków sprawnych odwadniaczy.

„Na początku zarejestrowaliśmy sygnał z nowego odwadniacza, który najprawdopodobniej działał prawidłowo. Następnie mogliśmy porównać to nagranie z pozostałymi i wyciągnąć wnioski dotyczące tego, które odwadniacze były uszkodzone. Wymaga to również odrobiny doświadczenia”.

Franz Weber, Schoeller Technocell GmbH & Co. KG Werk Penig

Podczas procesu testowania obaj praktykanci korzystali z aplikacji LevelMeter®. Po zarejestrowaniu temperatury i ultradźwięków mogli dodawać zdjęcia, notatki głosowe i komentarze dotyczące każdego punktu testowego. Franz Weber mówi: „Obsługa urządzenia SONAPHONE® jest naprawdę bardzo intuicyjna i łatwa; przypomina korzystanie ze smartfona. Po zakończeniu pracy mogliśmy stworzyć raport za pomocą zaledwie kilku kliknięć”.

50 procent pułapek było wadliwych

Pod koniec studium przypadku wszyscy byli zaskoczeni wynikami testów. Pięćdziesiąt procent, czyli 14 z 28 pułapek, okazało się wadliwych.

Rico Eidam stwierdza: „Jeśli założymy, że jeden wadliwy odwadniacz kosztuje nas około 4 000 euro rocznie, to wymiana odwadniaczy pozwoli nam zaoszczędzić około 48 000 euro w samym tylko tym odcinku”. Ostatnie wadliwe odwadniacze zostaną wymienione podczas następnej przerwy w pracy. Kierownik ds. energii informuje: „Od czasu wymiany pierwszych odwadniaczy temperatura kondensatu znacznie spadła”.

W przyszłości wszystkie odwadniacze parowe w fabryce firmy Peniger będą regularnie rejestrowane i testowane. Planowa konserwacja zapobiegawcza będzie obejmowała monitorowanie stanu odwadniaczy co sześć miesięcy. Ponadto zespół planuje również wykorzystać urządzenie SONAPHONE do innych zadań konserwacyjnych.

Na przykład mogą wykorzystać to cyfrowe urządzenie testujące do wykrywania wycieków w instalacjach sprężonego powietrza oraz do monitorowania stanu łożysk tocznych i kulkowych. Ponadto urządzenie to nadaje się do kontroli wyładowań częściowych w urządzeniach elektrycznych. Jeśli chodzi o oszczędzanie energii, firma Peniger objęła pozycję lidera.

„Energetyczni zwiadowcy” otrzymali nagrodę za swój projekt „Odwadniacze parowe jako ważny element efektywności energetycznej” w konkursie sponsorowanym przez inicjatywę „Transformacja energetyczna i ochrona klimatu” dla średnich przedsiębiorstw w Saksonii. „Jesteśmy oczywiście dumni z tego osiągnięcia. Do tej pory co roku udawało nam się przekraczać nasz cel w zakresie oszczędzania energii. Tego typu projekty są ważnym elementem realizacji naszego celu i zwiększają świadomość w tej kwestii wśród wszystkich naszych pracowników”.