Elektronicafabrikant bespaart 455.000 euro per jaar door het monitoring
Perslucht is onmisbaar in de industrie, aangezien het een van de meest gebruikte energiebronnen is. Het kan 10% tot 30% van het totale energieverbruik in de industriële productie uitmaken, en soms zelfs meer. Perslucht is een van de duurste utilities, en daarom is efficiënt gebruik van perslucht van cruciaal belang.
Helaas krijgt in veel fabrieken persluchtbesparing onvoldoende aandacht. Er is niet genoeg aandacht en tijd beschikbaar om consequent te werken aan het verbeteren van de efficiëntie van het persluchtsysteem. En dat begint met een gebrek aan goede ogen en oren in het systeem. Vaak zien we:
- Er is helemaal geen monitoring
- Wanneer er een monitoring systeem is, bestaat het uit vermogensmeters. Er zijn geen druk- of flowmeters geïnstalleerd. Er is dus geen volledig beeld.
- Zelfs als er meetinstrumenten aanwezig zijn en deze zelfs op een algemeen systeem zijn aangesloten, is er onvoldoende informatie om maatregelen ter verbetering van de persluchtkwaliteit verder te verfijnen.
Deze casestudie laat zien hoe een elektronicafabrikant de persluchtefficiëntie aanzienlijk kon verbeteren door een goed monitoringssysteem te implementeren.
Casestudy: elektronicafabrikant
Over onze klant
Onze klant is een van ’s werelds grootste producenten van halfgeleiderdisplays en MLED’s, gevestigd in Peking, China. Als toonaangevende elektronicafabrikant is het bedrijf sterk afhankelijk van perslucht voor cruciale processen zoals het drogen van chips, het inbedden van materialen in chips en printplaten, de productie van printplaten en het koelen van chips tijdens de productie. In deze fabriek en in de halfgeleiderindustrie in het algemeen moet de zuiverheid van de perslucht aan de hoogste normen voldoen vanwege de kritieke toepassingen. Voor producten van de beste kwaliteit moet de productieomgeving vrij zijn van verontreinigingen en moet de perslucht volledig olievrij zijn.
Onze klant is een van ’s werelds grootste producenten van halfgeleiderdisplays en MLED’s, gevestigd in Peking, China.
Beschrijving van het persluchtsysteem
De fabriek van deze toonaangevende elektronicafabrikant beschikt over een van de grootste persluchtsystemen in de regio. Het bestaat uit zeven olievrije centrifugaalcompressoren, twee olievrije schroefcompressoren, twee buffertanks van 15 m³, vier adsorptiedrogers en een filtersysteem. Het systeem is ondergebracht in één compressorruimte in de energiecentrale, waar de lucht via ramen op natuurlijke wijze wordt aangevoerd. De totale benodigde luchtstroom aan de verbruikszijde bedraagt ongeveer 640 m³/min.
Op dat moment was er geen goed monitoringssysteem aanwezig. De klant had een aantal flow- en druksensoren. De levensduur van deze sensoren was meer dan 10 jaar en ze waren niet in gebruik. De meetgegevens waren daarom onbetrouwbaar.
De fabriek verbruikte dagelijks veel perslucht, wat maar liefst 20% van het totale energieverbruik uitmaakte. De jaarlijkse exploitatiekosten van het persluchtsysteem bedroegen 20 miljoen yuan, wat een sterke prikkel vormde om de efficiëntie van het persluchtsysteem in de hele fabriek te verbeteren.
Nieuw systeem voor persluchtbeheer
In de hele fabriek is een nieuw meet- en monitoring voor perslucht geïnstalleerd, met:
- Er is één dauwpuntsensor achter de drogers geïnstalleerd.
- Een monitoring voor het verzamelen van alle realtime meetgegevens, het analyseren daarvan, het genereren van rapporten en het begeleiden van de uitvoering van een energiebesparingsproject.
Bevindingen en oplossingen
De analyse van alle verzamelde meetgegevens leidde tot de volgende diagnoses. De gegevens hielpen dus om op feiten gebaseerde beslissingen te nemen over hoe het systeem kon worden verbeterd. En monitoring van de situatie voor en na hielp vast te stellen welke besparingen uiteindelijk werden gerealiseerd.
De ventilatiesituatie in de ruimte waar de luchtcompressoren staan, is van invloed op het rendement van de compressoren.
De omgevingsomstandigheden in de compressorruimte kunnen van invloed zijn op het rendement van de compressoren, met name bij centrifugaalcompressoren. In deze fabriek werd de aanzuiglucht door een eenvoudig filter van vliesdoek geleid, dat snel verstopt raakte. Dit leidde tot een hoge onderdruk in de luchtcompressorruimte. Hoewel de filters wekelijks werden vervangen, lag de onderdruk tussen -30 Pa en -40 Pa. Hoe langer de vervangingscyclus van de filters, hoe groter de onderdruk. Bovendien overschreed de kamertemperatuur door de slechte ventilatie het toegestane bereik voor de werking van de apparatuur. Het is bewezen dat wanneer de luchttemperatuur bij de inlaat van de compressor met 3 °C daalt, het uitlaatvolume met 1% toeneemt.
De omgevingsomstandigheden in de compressorruimte kunnen van invloed zijn op het rendement van de compressoren.
Om de ventilatie van het luchtcompressorstation te verbeteren, zijn er 10 vliesfilters van 1 x 2 m aan de zijwand van de ruimte aangebracht om de toevoer van verse lucht te vergroten. Hierdoor steeg de onderdruk in de ruimte tot -10 Pa. De temperatuur aan de westzijde van het luchtcompressorstation daalde met ongeveer 1 °C, en aan de oostzijde zelfs met 6-8 °C, wat de bedrijfsomstandigheden van de luchtcompressoren en drogers aanzienlijk verbeterde.
Elke bar lagere druk levert een energiebesparing van 7% op.
De totale systeemdruk was onnodig hoog ingesteld op 7 bar, aangezien niet alle afdelingen dit drukniveau nodig hadden om te functioneren. Het kost meer energie om deze druk in de hele fabriek op peil te houden. Een totale systeemdruk van 6 bar bleek voldoende te zijn. Alleen al door deze verbetering bespaarde de fabriek 7% op de energierekening.
Elke bar lagere druk levert een energiebesparing van 7% op.
Voldoende buffervolume toevoegen om de regeling van de compressor te verbeteren.
Het volume van de buffertank was te klein, waardoor de systeemdruk sterk schommelde (meer dan 0,5 bar). Wanneer de systeemdruk daalde tot 7,0 bar of lager, werd een koude stand-bycompressor automatisch geactiveerd om te starten, te ontlasten en kort daarna weer te stoppen. Dit leidde tot extra stroomverbruik zonder dat dit enig effect had op het persluchtverbruik. Twee buffertanks, 12 m3 en 15 m3, werden toegevoegd om de buffercapaciteit te vergroten. Hierdoor daalde de schommeling tot ongeveer 0,2 bar. In combinatie met de algehele verlaging van het drukniveau werd zo voorkomen dat de koude-reserve-compressor onnodig in werking trad.
Het plaatsen van een buffertank helpt de drukvariaties te dempen.
De omschakeling van tijdgestuurde naar dauwpuntgestuurde regeling van de droogmiddeldrogers heeft een positief effect op het energieverbruik.
Er werd een dauwpuntsensor aan het systeem toegevoegd, dicht bij de verbruikszijde van de fabriek. Hieruit bleek dat het dauwpunt in de winter erg laag was. De gegevens ondersteunden de overstap van een op tijd gebaseerde regeling naar een regeling op basis van het dauwpunt. Wanneer het dauwpunt -70 °C bedraagt, worden de droogtorens ingeschakeld. Het elektriciteitsverbruik en de hoeveelheid regeneratiegas die nodig zijn voor de regeneratiecyclus werden verminderd. De bedrijfsduur van de droger werd verlengd van 8 naar 12 uur.
VPInstruments biedt nauwkeurige dauwpuntmetingen van de leidingen uw .
Conclusies
Uit experimenten is gebleken dat de metingen in combinatie met het monitoringssysteem een krachtig middel zijn om de energie-efficiëntie in de fabriek van de elektronicafabrikant te verbeteren.
- Dankzij de gegevens van het monitoring konden de specialisten een grondige diagnose stellen. De meetgegevens worden rechtstreeks naar de cloud verzonden en zijn altijd en overal ter wereld toegankelijk. Industrie 4.0 is een feit en monitoring op afstand verbetert het energiebeheer in alle opzichten.
- Er zijn verschillende energiebesparende maatregelen genomen om de energie-efficiëntie van de fabriek te verbeteren. Na elke energiebesparende maatregel leverden de realtimegegevens concrete feedback op, waardoor de ingenieurs gegevensanalyses konden uitvoeren en verdere maatregelen konden nemen om energie te besparen.
- Dankzij al deze verbeteringen is het energiebesparingspercentage in de fabriek met 13% gestegen. Het bedrijf bespaart hierdoor jaarlijks ongeveer 455.000 euro op de elektriciteitsrekening.
Industrie 4.0 is in opmars en monitoring op afstand verbetert de efficiëntie van energiebeheer op alle fronten.
Bron: Yang Jianguo e.a., Toepassing van cloudplatforms en data-analyse bij energiebesparing in persluchtsystemen [J], Compressortechnologie, 2017.2
Ontvang een gratis presentatie voor u uw over de voordelen van permanente monitoring
Een permanente monitoring uw en andere utilities essentieel om zo veel mogelijk energie te besparen. Zoals het bovenstaande voorbeeld laat zien, biedt dit tal van voordelen, waaronder op gegevens gebaseerde investeringsbeslissingen, alarmmeldingen, een groter bewustzijn en in sommige gevallen zelfs een hogere productie. Onze teamdeskundigen geven u uw gratis een online presentatie over de voordelen van permanente monitoring. Geïnteresseerd? Maak vandaag nog uw !
China (Vereenvoudigd Chinees)
VK (Engels)
