Medição de referência do medidor de vazão de ar comprimido

Medição da linha de base do medidor de vazão de ar comprimido: transformando a vazão em períodos de inatividade em um número de ROI (Retorno sobre o Investimento).

Um medidor de vazão de ar comprimido instalado na linha principal, lido durante uma parada programada, fornece a taxa total de vazamento do sistema em um único valor. Multiplique essa vazão pelo consumo específico de energia do seu compressor e pela sua tarifa de eletricidade, e você obterá um valor de custo anual que poderá apresentar à gerência antes de gastar dinheiro com reparos. O medidor de vazão mássica térmica SRK-100 da Silver Instruments cobre essa faixa de até 0,05 Nm³/s, o que é baixo o suficiente para detectar uma linha quase ociosa.

O ar comprimido é medido, mas ninguém cobra por ele. A maioria das fábricas paga pelo kWh do compressor, mas nunca detalha para onde o ar realmente vai. Uma leitura de vazão de referência resolve essa lacuna em aproximadamente o tempo necessário para um turno de fim de semana.

Como uma leitura em período ocioso revela o vazamento total do sistema

A lógica é a seguinte: desligue todas as ferramentas pneumáticas, cilindros e válvulas pneumáticas da linha. Sem produção, sem ciclos de limpeza, sem nada puxando ar intencionalmente. Qualquer fluxo que o medidor ainda indicar nesse ponto não estará sendo usado para nada. Estará vazando por conexões, mangueiras e vedações desgastadas.

Este não é um método para localizar vazamentos . Ele não vai te dizer qual junta está com defeito; essa é uma tarefa para um detector ultrassônico portátil que trabalhe na mesma área posteriormente. O que ele fornece é um número único e confiável de quanto ar (e dinheiro) todo o sistema está perdendo antes que alguém sequer toque em uma chave inglesa.

Pesquisas do setor, incluindo dados publicados pelo Departamento de Energia dos EUA, geralmente apontam que vazamentos de ar comprimido não reparados representam de 20 a 30% da produção total do sistema. Essa faixa é uma referência geral do setor, não um número que medimos internamente, e o vazamento real varia bastante de acordo com a idade da planta e o histórico de manutenção. Considere isso como um motivo para testar seu próprio sistema, e não como um número para inserir em seu relatório.

Onde instalar o medidor de vazão para uma leitura inicial

Três pontos, por ordem de prioridade.

• Comece pela descarga da sala do compressor, a jusante do secador e do tanque receptor. Este ponto único fornece a demanda total do sistema e, durante a parada, o vazamento total. É também o local mais fácil para dimensionar corretamente um medidor de vazão, já que o diâmetro da tubulação e a pressão geralmente são conhecidos e estáveis ​​neste ponto.
• Depois de obter um número geral para toda a fábrica, divida-o por departamento. Instale medidores nos coletores que alimentam diferentes pavilhões de produção ou áreas de processo. Uma linha de acabamento têxtil e um pavilhão de embalagem raramente apresentam a mesma taxa de vazamento, e a alocação de custos por área é o que agiliza a aprovação dos orçamentos de manutenção, em vez de um único valor para toda a fábrica.
• Meça máquinas individuais, bicos de sopro ou equipamentos pneumáticos críticos apenas se estiver monitorando um processo específico de alto consumo, como uma linha de moldagem por sopro ou uma cabine de pintura com jatos de ar contínuos. A maioria das fábricas não precisa desse nível de detalhamento em uma primeira análise.

Como calcular o custo anual de vazamentos a partir da leitura de vazão

Para ilustrar o cálculo, e não para representar um projeto real: considere uma planta com uma vazão na linha principal de 40 Nm³/h durante uma parada de fim de semana. O compressor da planta tem um consumo específico de energia (SEC) de aproximadamente 0,11 kWh por Nm³, um valor típico para um compressor de parafuso operando a 7 bar, embora esse valor varie de acordo com a máquina e deva ser confirmado no relatório de testes ou na placa de identificação do seu compressor, em vez de ser apenas uma suposição.

Custo anual de vazamento = fluxo ocioso x SEC x horas anuais de operação x tarifa de eletricidade.

40 Nm³/h x 0,11 kWh/Nm³ x 8.760 horas x sua tarifa local por kWh.

Isso equivale a aproximadamente 3.854 kWh por ano nessa vazão, antes mesmo de se aplicar uma tarifa. Em mercados com tarifas de eletricidade industrial mais altas, esse valor isolado geralmente já justifica um programa de reparo de vazamentos, sem a necessidade de localizar nenhuma conexão previamente.

Repita o teste após os reparos. Uma queda de 40 Nm³/h para 12 Nm³/h em marcha lenta é um resultado documentado e repetível que você pode apresentar a um gerente de fábrica ou a um auditor da ISO 50001. Sem estimativas, sem palpites em levantamentos, apenas duas leituras do medidor de vazão feitas da mesma maneira.

O que procurar em um medidor de vazão para testes de linha de base

Algumas coisas importam mais aqui do que em uma aplicação geral de medidor de vazão de ar comprimido.

Sensibilidade em baixas frequências. A vazão de fuga em marcha lenta representa uma fração da vazão de produção total. Um medidor com uma faixa de medição estreita indica zero ou próximo de zero em marcha lenta, não captando o valor necessário. O medidor de vazão mássica térmica SRK-100 da Silver Instruments possui uma faixa de medição de 100:1 e um limite inferior mensurável de 0,05 Nm/s, o que o mantém responsivo mesmo em condições de vazão de produção normal.

Precisão em toda a faixa, não apenas na escala completa. O medidor de vazão mássica térmica SRK-100 tem uma precisão de ±1% da leitura ou ±0,5% da faixa completa, o que for aplicável. Para trabalhos de referência, solicite o valor de precisão baseado na leitura. Um medidor preciso a 80 Nm³/h, mas com deriva de 4 Nm³/h, subestimará o custo das perdas.

Registro de dados ou uma saída estável para testes repetidos. Você executará este teste mais de uma vez. Uma saída Modbus RTU de 4-20 mA ou RS485 permite registrar o período de desligamento automaticamente, em vez de enviar alguém para ler um visor local às 2h da manhã de um sábado.

Na prática, a maioria das usinas que executam esse tipo de programa não precisa de monitoramento contínuo de vazão em todos os pontos. Um medidor portátil ou semipermanente de inserção na descarga da sala de compressores, movido entre os coletores dos departamentos ao longo de alguns fins de semana, fornece os mesmos dados sem a necessidade de instrumentar toda a usina desde o primeiro dia.