Сколько на самом деле стоит эксплуатация вашего оборудования?

Решения об энергопотреблении и экономии требуют конкретных данных. Исключение гаданий и основание выборов на измеренных результатах может значительно улучшить вашу чистую прибыль.

Сравнение двух 200-л.с. компрессоров

На производственном заводе два 200-л.с. воздушных компрессора обеспечивали завод воздухом. Компрессор 1 имел немного более высокий рейтинг кубических футов в минуту (CFM), поэтому он был назначен основным блоком, в то время как Компрессор 2 служил «подстроечным» резервом.

Поскольку оба блока имеют одинаковую мощность, ожидалось, что их эксплуатационные электрорасходы будут практически идентичны. Снимок логгера данных за три дня опроверг это предположение: Компрессор 1 в среднем потреблял чуть более 50 кВт мощности, в то время как Компрессор 2 был заметно более эффективен.

Рисунок 1. График энергопотребления 200-л.с. компрессора. Быстрый визуальный анализ показывает среднее ~50 кВт за 72-часовой период, что можно перевести в эксплуатационные затраты при известном тарифе.

Логгеры мощности были установлены на каждом блоке на несколько дней, запуская их независимо для исключения перекрестных влияний. Компрессор 2 оказался более энергоэффективным и полностью способным удовлетворить спрос завода благодаря более новому дизайну.

Тариф завода составлял $0,07 за кВт·ч. Извлекая данные о времени работы и кВт·ч из логов, фактические эксплуатационные затраты были рассчитаны в простой таблице.

Результат: переключение основной роли на Компрессор 2 дало расчетную ежегодную экономию $29 510 — результат, который не возник бы из номенклатурных данных в одиночку. Кратковременные вложения в логгирование мощности принесли существенный возврат.

Какова стоимость работы 50 шлифовальных станков во время обеда?

На другом объекте руководство ставило под сомнение практику оставления 50 шлифовальных станков на холостом ходу во время обеденных перерывов. Обоснование заключалось в том, что станки — низкоэнергетические нагрузки, а циркулирующее режущее масло держит машины готовыми к производству.

Холостое потребление одного шлифовального станка измерялось цифровым мультиметром с AC-зажимом. Результат — незначительные $0,55 на станок за обеденный период, итого $27,50 для всех 50 единиц.

Экстраполируя по сменным графикам и праздникам, годовая экономия от выключения шлифовалок на обед составляла чуть менее $8 000. Простая двухкнопочная процедура — стоп перед обедом, старт после — может разблокировать эту эффективность.

Эксплуатационные затраты для крупных двигателей

Крупные двигатели часто работают непрерывно, делая их эксплуатационную стоимость критическим фактором. На одном заводе 100-л.с. двигатель качал воду из задерживающего пруда в систему охлаждения. Непрерывная работа побудила пересмотр ее годовой стоимости.

Логгирование киловаттного потребления и часов работы двигателя выявило близкую к полной нагрузке эксплуатацию. Годовая стоимость рассчитывалась в $33 241, что побудило переход на более эффективный двигательно-насосный комплекс.

Полезование исключительно номенклатурными данными может быть вводящим в заблуждение; двигатели редко работают на максимальной мощности. Например, 100-л.с. двигатель стандартной эффективности при 460 В, трехфазный, работающий на полной нагрузке 8760 ч стоил бы чуть более $48 000 в год при $0,10/кВт·ч. Реальные паттерны нагрузки могут существенно снизить эту цифру.

Измеренные данные — единственный надежный способ оценки истинных эксплуатационных затрат и выявления возможностей экономии, таких как установка частотного преобразователя (VFD).

Рисунок 2 иллюстрирует показания логгера мощности для 100-л.с. двигателя центробежного насоса. За минутный интервал средняя мощность была ~32 кВт — значительно ниже ожидаемых 80 кВт при полной нагрузке — указывая на частичную загрузку и неэффективность. Это предполагает, что VFD мог бы дать значительную экономию.

Рисунок 2. Пример данных логгера мощности, импортированных в таблицу. Средние ватты записывались каждые 10 с.

Стоимость освещения

Освещение обычно составляет существенную часть счета за электроэнергию объекта. Промышленный объект 160 000 кв. фут может тратить примерно $85 030 ежегодно только на освещение.

Точные расчеты затрат требуют подсчета светильников, фиксации мощности ламп, учета балластов и часов работы. Быстрые замеры AC-зажимом цепей освещения дают немедленные данные для анализа затрат.

Распространенное заблуждение: удержание люминесцентных светильников включенными всегда дешевле, чем выключение их. Хотя кратковременное выключение может вызвать небольшой пусковой ток, частые циклы сокращают срок службы ламп. Департамент энергии рекомендует выключать свет после 15 мин бездействия — короче в регионах с высокими тарифами.

Без измерений вы не можете определить, сколько стоит забытое или سوءуправляемое освещение. После количественной оценки визуальная сигнализация может повысить осведомленность и поощрить энергосберегающие привычки.

Почасовой расход на эксплуатацию оборудования

Менеджеры объектов часто нуждаются в почасовой эксплуатационной стоимости ключевых машин на разных уровнях нагрузки — 100%, 90%, 80% и т.д. Эти цифры информируют решения вроде «Стоит ли использовать пресс 5 или пресс 3 для этой партии?»

Энергоманеджмент опирается на понимание, куда уходит электричество каждый месяц. Логгируя данные минимум за один полный производственный цикл и анализируя их, вы можете предоставить точные почасовые и годовые метрики затрат для каждого оборудования.

Данно-ориентированные решения заменяют гадания и позволяют более эффективное бюджетирование и оптимизацию процессов.

Об авторе:
Рэнди Барнетт приносит 35+ лет промышленного электрического обслуживания и обучения. Выпускник ядерной школы сил ВМС США, он работал подмастерьем электрика на АЭС и угольных ТЭЦ, железных дорогах, производстве и строительстве. Рэнди — сертифицированный энергоаудитор и автор "Commercial and Industrial Wiring", "Introduction to Electrical Maintenance" и множества статей. Контакт: RandyB@americantrainco.com.