Aller au-delà du compresseur et du système d'air comprimé pour réaliser une analyse opérationnelle complète afin d'atteindre des performances optimales et protéger vos installations.
L'efficacité énergétique gagne peu à peu en importance pour nous tous car elle est directement liée aux coûts. Une pression réglementaire croissante se profile également à l'horizon : la Commission européenne a proposé une révision de la directive 2002/91/CE sur l'efficacité énergétique (DEE). La nouvelle DEE rendra l'objectif d'économie d'énergie de l'UE juridiquement contraignant, obligeant les pays de l'UE à réduire collectivement leur consommation d'énergie de 9 % en dessous des niveaux de 2020 d'ici 2030. Par ailleurs, les pays de l'Union européenne devront probablement réduire chaque année leur consommation totale d'énergie à hauteur de 1,5 % à partir de 2024, contre 0,8 % actuellement.
Dans les processus de fabrication utilisant de l'air comprimé, les améliorations de l'efficacité énergétique sont essentielles puisque les compresseurs d'air consomment environ 12 % de l'énergie électrique. De plus, sur la durée de vie d'un compresseur d'air , la consommation énergétique représente 80 % des coûts, alors que le coût de l'équipement ne compte que pour 20 %. Mais les utilisateurs d'air comprimé ont-ils une vue d'ensemble de l'origine de ces coûts et de ce qui y contribue ?
Regarder au-delà du système Il existe de nombreux choix techniques et économiques lorsqu'il s'agit d'adopter la bonne approche pour réduire l'intensité énergétique des systèmes d'air comprimé. Depuis quelques temps, l'industrie, à juste titre, ne se contente pas simplement de l'efficacité d'un équipement mais aussi du système et de son efficacité globale. Une plus grande prise de conscience des besoins opérationnels et la pression accrue pour réduire la consommation d'énergie et améliorer les performances énergétiques incitent à un examen plus approfondi du système. Plus précisément, comment parvenir à équilibrer les besoins opérationnels, les dépenses d'investissement, la durée de vie des actifs critiques et la consommation énergétique ?
L'approche traditionnelle du coût total de possession (TCO) examine le coût de l'énergie en fonction de la puissance ou de la consommation électrique spécifique d'un ensemble de compresseurs. Alors qu'une analyse opérationnelle complète examine tout, du compresseur à l'environnement dans lequel il fonctionne, ainsi que les exigences opérationnelles telles que les pics et les creux de la demande d'air et la planification de l'expansion opérationnelle. Une analyse détaillée du tableau d'ensemble : comprendre comment même les éléments les plus infimes du système ont un impact sur la consommation d'énergie associée au compresseur d'air.
L'objectif est de trouver le juste équilibre dans les choix techniques et économiques : dans les compresseurs d'air, les capacités, les paramètres opérationnels, l'efficacité énergétique, la planification des changements futurs de la demande d'air et la prise en compte des coûts énergétiques liés aux fuites, à l'utilisation inappropriée de l'air, à la demande artificielle, etc.
Les utilisateurs d'air comprimé doivent examiner leur demande opérationnelle et déterminer quel air comprimé est nécessaire pour leur fonctionnement spécifique tout au long du cycle de production. Ensuite, ils doivent étudier comment optimiser la salle des compresseurs et s'interroger sur le matériel et les réglages de l'installation d'air comprimé. Après cette étude, les utilisateurs d'air comprimé peuvent véritablement protéger leurs actifs, leurs investissements et leurs coûts énergétiques et finalement parvenir à réduire leur TCO pour l'air comprimé.
Examinons plus en détail la protection de vos installations Commençons par analyser un processus hypothétique lorsqu'un client envisage d'agrandir son site de fabrication, d'ajouter une autre ligne de production, d'augmenter sa capacité de fabrication, etc. Dans un exemple comme celui-ci, l'utilisateur d'air comprimé et le fournisseur de compresseurs d'air échangerons sur les nouvelles demandes d'air comprimé et le client commencera par demander d'accroître ses capacités en supposant que l'acquisition d'un compresseur supplémentaire ou plus grand est la solution. En réalité, le simple fait d'ajouter un autre compresseur n'est pas la solution lorsque le système dans lequel il est intégré reste le même. Cela pourrait ajouter trop de contraintes sur la structure existante du système et réduire au lieu d'augmenter l'efficacité globale. Pourquoi ?
Lors de la construction d'une usine ou d'une ligne de fabrication, un système d'air comprimé est planifié et conçu pour s'adapter à la capacité d'un processus de production particulier. Tout fonctionne comme prévu et atteint les résultats escomptés. Lorsque les activités de l'entreprise se développent et que l'usine augmente sa production, la demande d'air comprimé évolue. Et ajouter un autre compresseur pour répondre aux besoins croissants peut ne pas être la solution. Avant même de l'envisager, les utilisateurs d'air comprimé doivent collaborer avec les experts pour effectuer une analyse détaillée des performances du système actuel à un moment donné, en prenant en compte les demandes spécifiques. Avant toute prise de décision, une analyse holistique de l'ensemble du système de production, des besoins en air comprimé historiques et planifiés, du système de tuyauteries actuel et une vérification des fuites d'air doit être effectuée.
Très souvent, l'agrandissement d'un site de fabrication ou d'une ligne de production ne nécessitera même pas l'ajout d'un autre compresseur. L'optimisation des installations existantes pour qu'ils fonctionnent à des charges appropriées et adaptées (et non aux pressions les plus élevées ou pour effectuer les tâches extrêmes) peut entraîner une baisse de la pression sur l'ensemble du système et réduire la consommation énergétique. Il est facile d'ajouter un autre compresseur, mais adopter une approche holistique, analyser et optimiser le système existant et ses éléments, est la clé pour protéger vos installations et obtenir les améliorations en matière d'efficacité énergétique.
Auditons, adaptons et mettons en œuvre Avant de prendre une décision sur ce qu'il faut faire, qu'il s'agisse de remplacer un compresseur, d'en ajouter un autre ou d'ajuster le système existant, il est nécessaire de faire une mesure préalable. Un contrôleur des systèmes d'air comprimé peut vérifier l'ensemble du système et déterminer l'entrée, l'état des compresseurs et leur fonctionnement, ainsi que les pressions exactes requises. Cela brossera un tableau du système avec son environnement, ses éléments, sa tuyauterie et sa consommation électrique critique. Avec ces informations, nous pouvons passer à l'étape suivante, qui consiste à prendre une décision éclairée sur la façon de l'optimiser pour répondre aux nouvelles exigences. Très souvent, les nouvelles exigences de production élargies peuvent être satisfaites avec la même puissance mais en ajustant le débit d'air (bien sûr, en fonction de la taille de l'expansion). Il s'agit de déterminer au mieux les besoins en air Prenons un exemple concret.
Une usine avec une demande actuelle en air comprimé étend ses opérations et nécessite une augmentation allant jusqu'à 35 % d'air comprimé supplémentaire. Notre travail consiste à voir comment cette demande supplémentaire en air comprimé peut être satisfaite et si l'ajout d'un nouveau compresseur est nécessaire. L'audit examine l'état actuel du système, y compris la tuyauterie, les pressions de fonctionnement tout au long de la journée et les changements cycliques des demandes. L'étape suivante consiste à déterminer comment le système existant peut être optimisé pour générer la demande supplémentaire avec la même puissance. Cela peut être fait en analysant et en redimensionnant le système et en examinant plus en détail :
Les répercussions des fuites : des fuites apparaissent dans tout le système au fil du temps. Des tuyauteries vieillissantes, des joints ou des installations inappropriés, des pièces inappropriées ou de la corrosion peuvent en être à l'origine. Nous estimons que jusqu'à 20 à 30 % du débit d'air comprimé peuvent être perdus en raison de fuites.Une fuite via un trou de 3 mm (~1/8") peut consommer 4 kW/h d'électricité, entraînant une perte annuelle de 19 200 kW (à 7 bar g, 16 heures/jour pendant 300 jours par an). La marge d'amélioration est considérable. Les fuites d'air au niveau des joints et des raccords de tuyauterie peuvent être évitées par un serrage simple et approprié des joints et en utilisant des matériaux d'étanchéité adéquats. Les raccords et les tuyaux de qualité sont plus durables. Un audit peut permettre d'identifier les zones à risque tout en ayant un programme de détection et d'entretien des fuites à intervalles réguliers pour réduire les fuites d'air futures.
L'utilisation inappropriée de l'air comprimé peut impliquer des gestes simples et ordinaires comme le séchage des pièces lavées ou même des opérateurs qui travaillent dans un environnement poussiéreux et utilisent l'alimentation en air comprimé pour retirer la poussière de leurs vêtements. Ce sont des choses qui arrivent. Vérifier et éliminer l'utilisation inappropriée de l'air comprimé dans toute l'usine peut apporter des gains significatifs
La demande artificielle correspond au volume d'air en excès consommé par les utilisations finales non régulées en pression, qui surconsomment en raison d'une pression plus élevée que nécessaire pour ses applications. Cela équivaut à une consommation énergétique inutile. Une stratégie simple consistant à sélectionner, installer et utiliser de manière appropriée des contrôleurs de pression en plus de prévenir les fuites et d'éviter une utilisation inappropriée de l'air comprimé peut apporter des gains énergétiques considérables.
L'optimisation de la plage de pression : le réglage approprié des pressions peut être effectué en définissant et en comprenant les exigences, en identifiant les pertes de pression dans le système de tuyauterie entre le compresseur et l'équipement de production, en définissant la pression de charge et de mise à vide appropriée aussi basse que possible pour répondre aux exigences de l'application. Les économies réalisées en réduisant de 1 bar (14,7 psi) la pression de fonctionnement du compresseur représentent environ 7 % de la consommation électrique totale du compresseur. Annuellement, avec 16 heures/jour de fonctionnement pendant 300 jours par an, une économie de 7 % en cas de consommation énergétique d'un compresseur de 110 KW équivaut à 36 960 kWh !
Minimisation des pertes de charge : bien qu'aucun système ne puisse fonctionner sans qu'une perte de pression se produise dans le système de tuyauterie et l'équipement en aval (la différence de pression entre le point de décharge du compresseur et le point de consommation) peut être minimisée et maintenue aussi faible que possible. Cela commence par la conception de la tuyauterie : en plaçant les points de production et d'application à proximité les uns des autres et en optimisant la taille et la forme des tuyaux. Les équipements en aval doivent être sélectionnés avec la perte de charge la plus faible, et entretenus selon les recommandations du fournisseur de compresseur d'air, sans oublier de les nettoyer périodiquement. Tout cela en gardant à l'esprit qu'une perte de 1 bar de pression représentera 7 % de la consommation énergétique totale d'un compresseur d'air.
Un audit correctement réalisé avec le bon partenaire fournira un modèle complet de consommation d'air comprimé au fil du temps, aidant à la détection des fuites, au dimensionnement du compresseur et à l'optimisation de la consommation en énergie. Ces données seront utilisées pour prendre la bonne décision concernant l'expansion future du système d'air comprimé actuellement utilisé pour les opérations
Qu'il s'agisse d'utilisateurs d'air comprimé, de fournisseurs de compresseurs d'air, d'équipes de maintenance ou d'opérateurs, nous pouvons tous améliorer l'efficacité énergétique, l'efficacité du système et optimiser les coûts en regardant au-delà de l'efficacité du système pour optimiser la demande et l'offre d'air comprimé. Cette approche porte ses fruits en protégeant vos installations, en réduisant le risque de temps d'arrêt et en garantissant des performances opérationnelles optimales.
