Zustandsorientierte Instandhaltung der Drucklufterzeugung

In diesem Beitrag möchten wir Ihnen eine weitere Idee zur Optimierung der Instandhaltungskosten als auch zur Energieoptimierung geben. Nämlich die Zustandsorientierte Instandhaltung der Drucklufterzeugung. Gründe dazu finden Sie hier.

Zustandsorientierte Instandhaltung der Drucklufterzeugung: Die Motivation

Die Erzeugung von Druckluft ist sehr teuer und sollte daher so sparsam wie möglich eingesetzt werden. Nur etwa 5 bis 6 % der eingesetzten elektrischen Energie werden für die Druckerhöhung eingesetzt. Der Rest wird vor allem in Abwärme umgewandelt. Nach der Nutzung der erzeugten Druckluft geht diese i. d. R. wieder in die Atmospäre. Somit zählt die Drucklufterzeugung, trotz ihrer immensen Vorteile, wohl zu einer der teuersten als auch ineffizientesten Verfahren, die eingesetzt werden. Und aus diesem Grunde lohnt sich der Blick auf eine Zustandsorientierte Instandhaltung der Drucklufterzeugung. Und diese wieder im Verbund mit der möglichen Steigerung der Energieeffizienz.

Die Idee(n)

Zustandsorientierte Instandhaltung Drucklufterzeugung

Technisch kann dies wie folgt beschrieben werden:

1. Die Überwachungseinrichtungen am Motor / Antrieb selbst

Elektrische Überwachung

• Energie- und Stromwerterfassung in Echtzeit zur möglichen Optimierung (CO2-Bilanz)
• Zustandsveränderungen des Systems auf Basis der elektrischen Direktparameter feststellen
• Erkennen von möglichen Trend- und Lastverhalten im laufenden Betrieb
• Instandhaltungsmassnahmen können auf den Zustand geplant werden (z. B. Motorenwickeln, Lagertausch)
• Zustandsveränderungen der Netzqualität erkennen und ggf. Optimieren

Temperaturüberwachung

• Zustandsveränderungen als Symptom-Indikator
• Zur Ursachenanalyse bestens im Verbund mit weiteren Indikatoren geeignet
• Erkennen von möglichen Trendverhalten
• Schadensvermeidung durch rechtzeitiges Abschalten

Mechanische Überwachung

• Der Ultraschall gibt Hinweise auf den mechanischen Zustands des Antriebs
• Zustandsveränderungen sind frühzeitig erkennbar
• Erkennen von möglichen Trendverhalten
• Vorbeugung von ungeplanten Ausfällen
• Instandhaltungsmassnahmen können auf den Zustand geplant werden (Kosten- und Zeitoptimierung)

2. Die Überwachungseinrichtungen am Verdichter

Mechanische Überwachung Verdichter (Wälzlager)

• Der Ultraschall gibt Hinweise auf den mechanischen Zustands des Verdichters
• Zustandsveränderungen sind frühzeitig erkennbar
• Vorbeugung von ungeplanten Ausfällen
• Instandhaltungsmassnahmen können auf den Zustand geplant werden (Kosten- und Zeitoptimierung)

Temperaturüberwachung Verdichter (Öltemperatur)

• Zustandsveränderungen als Symptom-Indikator (zu wenig Öl, Thermostat defekt, Kühler defekt)
• Zur Ursachenanalyse bestens im Verbund mit weiteren Indikatoren geeignet
• Schadensvermeidung durch rechtzeitiges Abschalten

3. Die Überwachungseinrichtungen am Druckspeicher

Ultraschall auf der Druckleitung

• Strömungsüberwachung (Druckaufbau ja/nein/wann)
• Zustandsveränderungen sind frühzeitig erkennbar (z. B Diagnose einer Leckage)
• Erkennen von möglichen Trend- und Lastverhalten
• Zur Ursachenanalyse bestens im Verbund mit weiteren Indikatoren geeignet
• Reduktion von Kosten von ungenutzter Druckluft und somit CO2-relevant

Druckerfassung am Speicher

• Im Verbund mit dem Drucksensor nach der Luftaufbereitung (Differenzdruckerfassung)
• Zustandsveränderungen sind frühzeitig erkennbar (z. B verschmutzter Filter, Leckagen, Vereisung)
• Dauerhaft zu schnelle Entladungen unter ein Minimum deuten auf Leckagen oder Unterdimensionierung
• Dauerhaft zu langsame Entladungen über ein Minimum deuten auf eine mögliche Überdimensionierung
• Reduktion von Kosten von ungenutzter Druckluft und somit CO2-relevant

Hinweis: Die Reduktion des Netzdruckes um 1bar bewirkt bereits eine Einsparung der elektrischen Energie um ca. 6-8%

4. Redundanz-Steuerung

Um die Produktionssicherheit sicher zu stellen, werden oftmals zwei oder mehr  Kompressoren eingesetzt. Sinnvoll wäre eventuell, die Betriebsstunden via Wechselsteuerung zu harmonisieren (Alterungs-  und Verschleissharmonisierung). Fällt zudem einer der beiden Kompressoren aus oder wird gewartet, kann der andere übernehmen.

Fazit im Verbund mit einer ISO50001-Strategie:

• Der Wirkungsgrad kann erhöht und somit die Energiekosten gesenkt werden
• Schnelle Schadensfeststellung
• Erkennen, ob und wann sich Probleme anbahnen
• Logbücher, Dokumente und Nachweise werden automatisch mit digitalisiert
• Es wird automatisch ein Beitrag zur CO2-Reduktion geleistet
• Im Kontext Energy Management System ISO50001-Konformität
• PEX und OPEX reduzieren sich automatisch
• Das ganze System ist skalierbar – der ROI tritt schnell ein
• Eine Instandhaltungs-Strategie auf den betrachteten Objekten entfällt, da automatisiert
• Die Nachhaltigkeit und Ressourcenschonung wird positiv beeinflusst
• Die Daten können bilanziert werden
• Instandhaltung wird nur dann durchgeführt, wenn der Zustand die Notwendigkeit anzeigt
• Von einer Vorausschauenden Wartung zur Zustandsorientierten und somit Zukunftsorientierten Instandhaltung

Impressum: Diese Idee wurde gemeinsam von Gubser Service und der Camille Bauer Metrawatt ausgearbeitet.