Tryckluftssystem

Tryckluft används till en rad olika ändamål inom stålindustrin, exempelvis för drift av roterande motorer och tryckluftscylindrar, för drift av handverktyg, vid målning, kylning och renblåsning. Även i vissa enskilda processer nyttjas tryckluft, exempelvis i ugnar för att öppna respektive stänga ugnsluckan men också för att reglera själva driften.

Tryckluft framställs i en elmotordriven kompressor där luften komprimeras till cirka 7 bar vilket medför att temperaturen ökar till cirka 200-300 °C. Därefter genomgår luften ett antal processteg; kylning, filtrering, rening samt torkning innan den via ledningar distribueras vidare till enhetsprocesser inom verket.

Tryckluft betraktas ofta som en fri nyttighet inom företag trots att alla vet att det krävs kompressorer för framställningen och att dessa kompressorer drivs med elenergi. Däremot är det mindre känt att kostnaden för elenergin till kompressorerna kan uppgå till flera miljoner kronor per år i ”medelstora” stålföretag. Nedan kommenteras tryckluften, ur ett energiperspektiv, från produktion till slutlig användning.

Mediasystem som innehåller tryckluft missköts oftast inom stålindustrin eftersom många saknar kunskap om hur kostsamt det är att framställa tryckluft. Ytterligare anledningar till oförsiktighet är att de skador som orsakas av tryckluft är få till antalet då luften inte medför vare sig bränn- eller frätskador samt att tryckluft är ett rent medium och därmed inte smutsar ner.

Nätet som distribuerar tryckluft inom ett järn- eller stålverk är stort med en stor mängd skarvar, tryckluftsuttag, ventiler och så vidare. Vid dessa övergångar är läckage vanligt förekommande i tryckluftssystemet. Läckage i befintliga tryckluftssystem kan i vissa fall uppgå till 50 % av den tillförda mängden. Därmed finns det stora incitament för att göra energibesparingar i tryckluftssystem.

Det är av stor vikt att alltid utgå från ett systemperspektiv då energibesparingsåtgärder i tryckluftssystem genomförs. Syftet är därmed att uppnå en så hög systemverkningsgrad som möjligt för att kunna minimera användningen av energi i alla delar av anläggningen.
 

Lokalisera förluster/läckage

Läckage i tryckluftssystem uppgår i vissa fall till så mycket som 50 % av den tillförda mängden tryckluft, vilket är kostsamt. Arbetet med att lokalisera eventuella läckor i systemet är ofta tidskrävande och svårt. För att erhålla bästa resultat krävs att en person går längs med systemet och lyssnar efter ljud som kan indikera luftutsläpp.

Instruktioner för hur arbetet enklast genomförs:

• Stäng av all apparatur som drivs med tryckluft och alla ledningar
   
• Öppna den delledning som angränsar till kompressorn. Följ hela delledningen och kontrollera alla skarvar, ventiler med mera. Granska därefter varje delledning på samma sätt. Kontrollen kan göras genom att lyssna, genom att använda tvållösning alternativt med elektronisk utrustning
   

Genom att systematiskt gå igenom systemet på detta sätt kan stora energibesparingar göras i tryckluftssystem, trots relativt små insatser. Den mängd tryckluft som läcker ut via ventiler och otätheter genererar stora förluster. I tabellen nedan tydliggörs den extra elenergi som kompressorn kräver per dygn vid en viss diameter på hålet.

*Extra elenergi i kompressorn per dygn
 

Energibesparingar i tryckluftssystem

Enkla åtgärder i tryckluftssystem kan generera stora besparingar. Av den elenergi som tillförs kompressorn omvandlas cirka 15 % till nyttigt arbete och resterande mängd blir värme. Genom att utnyttja värmen i värmeväxlare kan denna återvinnas och användas för uppvärmning av lokaler och/eller tappvarmvatten.

Ytterligare åtgärder kan genomföras för att minska läckage i tryckluftssystem men även för att utnyttja annars outnyttjad energi:

• Beräkna tryckluftsförbrukningen för respektive avdelning för att härleda eventuella läckage och förluster i systemet
   
• Genomför regelbundna kontroller i systemet och laga eventuellt ventiler, slangar och kopplingar
   
• Töm vatten- och smutsavskiljare regelbundet
   
• Undvik om det är möjligt friblåsning och punktkylning i systemet
   
• Överväg lokal tryckreducering för de brukare som kräver ett lägre tryck
   
• Anmäl alternativt åtgärda omgående alla läckage
   
• Undvik långa, provisoriska slangar för transport av tryckluft
   
• Stänga av tryckluftsnätet nära kompressorn under raster och driftsstopp
   
• Undvik tomgångskörning, vid stora belastningsvariationer installera istället start/stopputrustning
   
• Tillför kall, torr och ren luft till kompressorn, verkningsgraden blir lägre vid användning av varm luft
   
• Eliminera onödiga tryckfall i luftintag
   
• Sänk trycket i systemet, kompressorarbetet minskar och därmed energianvändningen
   
• Vid nyinstallation, ta hänsyn till installations- och driftskostnader samt energiåtgång, se vidare livscykelkostnad för tryckluftssystem
   
• Styr kompressoranläggningen inom ett så snävt intervall som möjligt, 0,5 bar eller mindre
   
• Analysera vilka kompressorer som skall stå för basproduktion respektive produktion på toppen (uttagskurvan)
   
• Backup-behovet bör tillgodoses genom små mobila anläggningar som enkelt kan flyttas
   
• Lokalisera objekt som kan vara långsiktigt hållbara för värmeåterföring
   

Tryckluft är ett bra och användbart medium men också mycket kostsamt. Överväg en extra gång om tryckluften kan ersättas med ett annat alternativ, exempelvis en fläkt, innan den används. För mer information läs STEMs rapport "Den tryckluftslösa fabriken".

Extern länk:
Den tryckluftslösa fabriken