Stała prędkość obrotowa jako świadomy wybór inwestycyjny
Zakład, który kupuje sprężarkę śrubową, wybiera między maszyną o stałej wydajności a maszyną z regulacją prędkości obrotowej silnika. Tekst opisuje, od czego zależy ta decyzja, jakie dane zebrać przed rozmową z dostawcą i w jakich sytuacjach prostsza konstrukcja jest rozsądnym wydatkiem dla firmy.
W rozmowach o sprężonym powietrzu często pojawia się dziś temat napędu z falownikiem. Słusznie, bo w wielu zakładach zapotrzebowanie na powietrze zmienia się w ciągu zmiany i maszyna, która dopasowuje obroty do poboru, pracuje wtedy oszczędniej. Nie oznacza to jednak, że każda nowa sprężarka powinna mieć regulację obrotów. Dla zarządu liczy się to, jak urządzenie będzie pracować w konkretnym zakładzie, a nie lista funkcji w katalogu.
Jak pracuje sprężarka o stałej wydajności
Silnik takiej sprężarki obraca się z jedną prędkością. Sterownik utrzymuje ciśnienie w sieci w ustalonym przedziale: gdy ciśnienie spada do dolnej granicy, maszyna przechodzi w stan pracy pod obciążeniem, a gdy osiąga górną granicę, przechodzi w bieg jałowy lub zatrzymuje się. Producenci opisują to jako pracę w histerezie ciśnień, czyli w paśmie między ciśnieniem włączenia i wyłączenia.
Taki sposób pracy ma dwie konsekwencje dla kosztów. Po pierwsze, maszyna pracująca bez przerwy pod pełnym obciążeniem wykorzystuje energię efektywnie, bo przez większość czasu robi to, do czego została dobrana. Po drugie, jeśli pobór powietrza często spada, sprężarka spędza dużo czasu na biegu jałowym, kiedy pobiera prąd, ale nie tłoczy powietrza do sieci. O wyborze konstrukcji decyduje więc proporcja tych dwóch stanów w danym zakładzie.
Kiedy stała wydajność ma uzasadnienie
Model bez regulacji obrotów jest zwykle rozsądnym wyborem w trzech sytuacjach:
- Równy pobór przez całą zmianę. Linia produkcyjna, która pracuje w ciągu, zużywa podobną ilość powietrza przez większość czasu. Sprężarka dobrana do tego poboru rzadko przechodzi w bieg jałowy.
- Obciążenie podstawowe w stacji z kilku maszyn. W większych sprężarkowniach jedna lub dwie sprężarki pokrywają stały pobór, a maszyna z regulacją obrotów uzupełnia zmiany. Ten układ jest często spotykany, bo każda z maszyn pracuje w zakresie, do którego się nadaje.
- Proste warunki serwisowe. Brak przemiennika częstotliwości oznacza mniej elektroniki w szafie sterowniczej. W zakładach, w których sprężarka stoi w trudnym otoczeniu, na przykład w zapyleniu albo w wysokiej temperaturze, ta prostota bywa argumentem dla działu utrzymania ruchu.
Odwrotna sytuacja to zakład, w którym produkcja zmienia się z godziny na godzinę, pracuje na jedną zmianę z przerwami albo ma długie okresy niskiego poboru. Tam pojedyncza maszyna o stałej wydajności będzie często pracować na biegu jałowym i ta konfiguracja wymaga dokładniejszego przeliczenia.
Dane, które firma powinna zebrać przed zakupem
Decyzja oparta na szacunku „mamy dużo maszyn, więc potrzebujemy dużej sprężarki” prowadzi zwykle do przewymiarowania. Przed rozmową z dostawcą dział utrzymania ruchu może przygotować kilka informacji, które skracają dobór:
| Informacja | Skąd ją wziąć | Do czego służy |
|---|---|---|
| Ciśnienie wymagane przez najbardziej wymagający odbiornik | dokumentacja maszyn produkcyjnych | ustala ciśnienie robocze całej stacji |
| Czas pracy pod obciążeniem i na biegu jałowym obecnej sprężarki | licznik godzin w sterowniku | pokazuje, czy obecna maszyna jest dobrze dobrana |
| Grafik zmian i przerw produkcyjnych | dział produkcji | wskazuje, kiedy pobór spada lub zanika |
| Plany rozbudowy linii | zarząd, dział inwestycji | decyduje o rezerwie mocy |
| Miejsce ustawienia i warunki w pomieszczeniu | oględziny sprężarkowni | wpływa na chłodzenie i dostęp serwisowy |
Najbardziej przydatny jest odczyt ze sterownika obecnej sprężarki. Jeśli maszyna przepracowała większość godzin pod obciążeniem, zakład ma równy pobór i stała wydajność jest naturalnym kandydatem. Jeśli godziny biegu jałowego są wysokie, dostawca powinien przeanalizować inne konfiguracje, zanim przedstawi ofertę.
Koszt zakupu i koszt eksploatacji w jednym zestawieniu
Sprężarka o stałej wydajności jest zwykle tańsza w zakupie niż porównywalna maszyna z regulacją obrotów. Dla działu finansowego cena zakupu to jednak tylko jedna pozycja. Przez cały okres użytkowania firma płaci za energię elektryczną, materiały eksploatacyjne i przeglądy, a te koszty zależą od tego, jak maszyna pracuje na co dzień.
Dlatego w ofercie przetargowej dobrze jest poprosić dostawców o zestawienie, które obejmuje: cenę urządzenia, zakres i częstotliwość przeglądów, koszt typowego zestawu materiałów eksploatacyjnych oraz pobór mocy w stanach pracy pod obciążeniem i na biegu jałowym. Takie zestawienie pozwala porównać oferty według tego samego kryterium. Wśród rozwiązań dostępnych na rynku kompresory śrubowe o stałej wydajności występują w kilku typoszeregach, z napędem pasowym w mniejszych mocach i napędem bezpośrednim w większych, co również wpływa na zakres obsługi.
Najczęstsze błędy przy wyborze
Pierwszy błąd to dobór maszyny według zapotrzebowania szczytowego bez sprawdzenia, jak często ono występuje. Sprężarka dobrana do najwyższego poboru, który pojawia się rzadko, przez resztę czasu pracuje z przerwami. Drugi błąd to pominięcie rozbudowy: zakład, który za kilka lat doda linię produkcyjną, może od razu przygotować miejsce i przyłącza pod drugą maszynę, zamiast kupować jedną, przewymiarowaną. Trzeci błąd to wybór dostawcy bez sprawdzenia, kto i w jakim czasie wykona naprawę po awarii.
Zakup sprężarki dobrze jest traktować jako decyzję o źródle medium, z którego korzysta cały zakład. Dostawca, który oferuje sprężarki przemysłowe razem z doborem, montażem i serwisem, przejmuje odpowiedzialność za całość, a firma ma jednego partnera w sprawie sprężonego powietrza.
Najczęstsze pytania
Czy sprężarkę o stałej wydajności można później połączyć z maszyną z falownikiem?
Tak, to częsta konfiguracja. Maszyna o stałej wydajności pokrywa pobór podstawowy, a sprężarka z regulacją obrotów uzupełnia wahania. Potrzebny jest wtedy sterownik, który koordynuje pracę obu urządzeń.
Jak sprawdzić, czy obecna sprężarka jest dobrze dobrana?
Najprościej odczytać ze sterownika liczbę godzin pracy pod obciążeniem i na biegu jałowym. Duży udział biegu jałowego sugeruje, że maszyna jest za duża w stosunku do poboru albo że pobór mocno się zmienia.
Kto w firmie powinien uczestniczyć w wyborze sprężarki?
Zwykle dział utrzymania ruchu, który zna pracę obecnej instalacji, dział produkcji, który zna plany i grafik zmian, oraz osoba odpowiedzialna za budżet. Wspólne ustalenie wymagań przed zapytaniem ofertowym skraca późniejsze negocjacje.
