Ochrona środowiska naturalnego stała się obecnie jednym z najważniejszych priorytetów przedsiębiorstw na świecie. Wpływ klientów, pracowników, społeczności, dostawców, inwestorów i organizacji rządowych, takich jak Agencja Ochrony Środowiska Stanów Zjednoczonych (EPA) i Global Compact Organizacji Narodów Zjednoczonych, skłonił przedsiębiorstwa do opracowania i wdrożenia nowych inicjatyw na rzecz zrównoważonego rozwoju.

Powszechnie wiadomo, że przedsiębiorstwa produkcyjne odgrywają ważną rolę w ochronie środowiska. Firmy, które aktywnie włączają inicjatywy na rzecz zrównoważonego rozwoju do swojej strategii biznesowej, nie tylko dają dobry przykład, ale także odnotowują korzyści finansowe.

Inżynierowie ds. zrównoważonego rozwoju w przedsiębiorstwach i specjaliści ds. bezpieczeństwa i higieny pracy (BHP) są coraz częściej zobowiązani do przestrzegania określonych kluczowych wskaźników efektywności (KPI) w celu wykazania skutecznej realizacji programu. Według badania KPMG dotyczącego sprawozdawczości w zakresie zrównoważonego rozwoju z 2020 r.* 80% przedsiębiorstw na świecie i ponad 95% największych przedsiębiorstw obecnie raportuje wyniki inicjatyw na rzecz zrównoważonego rozwoju.

W przypadku monitorowania zrównoważonego rozwoju w sektorze produkcji przemysłowej kluczowymi wskaźnikami często okazują się redukcja zużycia energii i emisji gazów cieplarnianych. Jeśli w Twoim zakładzie nie są obecnie gromadzone dane dotyczące zużycia energii, pierwsze kroki polegają na zdefiniowaniu obszarów, które należy monitorować, oraz ustaleniu wskaźników bazowych lub kluczowych wskaźników efektywności (KPI).

Punkt początkowy

Zacznij od przyjrzenia się poszczególnym procesom i urządzeniom w swoim zakładzie, np. systemowi odpylania. Dwa główne czynniki wpływające na zużycie energii przez odpylacz to wentylator odpylacza i uzdatnianie powietrza w przypadku odprowadzania emisji na zewnątrz. Przyjrzyjmy się bliżej tym dwóm czynnikom i zaproponujmy potencjalne rozwiązania, które mogą pomóc zakładowi zwiększyć efektywność energetyczną i opłacalność.

Emisje spalin wewnątrz i na zewnątrz

Każdy zakład i każde zastosowanie są inne, dlatego kierownicy zakładów muszą podjąć decyzję, czy lepszym rozwiązaniem będzie zastosowanie wewnętrznego czy zewnętrznego systemu odpylania. Na przykład urządzenia wytwarzające substancje rakotwórcze lub niebezpieczne gazy i substancje muszą być odprowadzane na zewnątrz, aby pomóc w zarządzaniu ryzykiem związanym z narażeniem na kontakt z maszynami i produktami oraz możliwym zanieczyszczeniem.

Jeżeli w konkretnym zastosowaniu nie jest wymagane odprowadzanie pyłu na zewnątrz, zakłady korzystające z wydajnych i niezawodnych systemów odpylania mogą skorzystać z odprowadzania pyłów do wewnątrz i recyrkulacji powietrza wewnątrz.

Gdy odpylacz jest skonfigurowany tak, aby ponownie wprowadzać chłodne lub ogrzane powietrze do zakładu, to ponownie wprowadzone powietrze utrzymuje temperaturę zbliżoną do pożądanej, co wymaga mniejszego zużycia energii niż wprowadzanie nowego powietrza, które może wymagać schłodzenia lub ogrzania.

Zakłady przetwórcze znajdujące się w zimnym lub ciepłym klimacie są najbardziej narażone na emisje zewnętrzne, ponieważ dopływ powietrza często się zmienia i wymaga przywracania optymalnej temperatury. Proces ten pochłania znaczną ilość energii i można by go uniknąć, filtrując i recyrkulując powietrze wewnątrz.

Korzystanie z napędu o zmiennej częstotliwości

Odpylacze zużywają energię elektryczną podczas pracy, a największą część obciążenia elektrycznego generuje silnik wentylatora, który przemieszcza powietrze przez system filtracji.

Ważne jest, aby ustawić i kontrolować poziom przepływu powietrza wentylatora, aby zapewnić właściwe odpylanie. Jeżeli po zamontowaniu nowych filtrów przepływ powietrza będzie zbyt, filtry mogą przedwcześnie pęknąć lub ulec zużyciu. Gdy filtry są starsze, a przepływ powietrza jest zbyt słaby, prędkość powietrza może być niewystarczająca do wychwycenia pyłu z punktu zbierania, co może powodować gromadzenie się pyłu w kanałach lub sprzyjać jego gromadzeniu. Oba scenariusze mogą spowodować gromadzenie się pyłu w fabryce i zwiększyć całkowite koszty procesu produkcyjnego.

W wielu zastosowaniach decydujące znaczenie dla jakości procesu i produktu końcowego ma poziom przepływu powietrza. Przykładowo zbyt duży przepływ powietrza podczas spawania stali nierdzewnej może odciągać gaz osłonowy od spoin, obniżając jakość spoin, natomiast zbyt mały przepływ powietrza może narazić operatorów na niebezpieczne związki.

Mechanicznym sposobem sterowania przepływem powietrza w kolektorze jest ręczna regulacja przepustnicy wylotowej wentylatora kolektora. Regulacja ta musi być przeprowadzana prawidłowo i często, ponieważ warunki eksploatacji mogą ulegać zmianie w miarę upływu czasu. Sam ten proces ręczny może nie być wystarczająco niezawodny, aby osiągnąć zauważalną różnicę, a ponadto może powodować marnotrawstwo energii, ponieważ przepustnica wytwarza dodatkowe ciśnienie statyczne, którego pokonywanie jest wymagane od wentylatora.

Wielu z tych problemów można uniknąć stosując napęd o zmiennej częstotliwości (VFD). Napęd VFD monitoruje parametry systemu odpylania, takie jak ciśnienie prędkości w kanale lub ciśnienie statyczne na wlocie kolektora — oba te parametry można bezpośrednio powiązać z pożądanym parametrem roboczym, takim jak objętościowy poziom przepływu. Napęd VFD monitoruje żądany parametr i automatycznie dostosowuje przepływ powietrza do zmian warunków. Dzięki temu system odpylania może utrzymać bardziej pożądany przepływ powietrza, nawet gdy filtry zaczynają gromadzić cząstki stałe.

Większość firm instaluje napędy VFD spodziewając się zmniejszenia zużycia energii, jednak równie ważna jest prawidłowa konserwacja filtrów. W przypadku używania odpylacza ze zużytymi filtrami, może zaistnieć potrzeba zwiększenia mocy napędu VFD w celu utrzymania odpowiedniego przepływu powietrza, co z kolei będzie wiązało się ze zwiększonym zużyciem energii.

Przykładowo wzrost różnicy ciśnień na filtrach wynoszący zaledwie 4 cale słupa wody (100 dekapaskali) może zwiększyć zużycie energii przez wentylator o 20–55%, potencjalnie niwelując wszelkie oszczędności wynikające z zainstalowania napędu VFD i zwiększając zużycie energii przez odpylacz.

Monitorowanie zużycia energii za pomocą podłączonego odpylacza

Podejmując działania mające na celu ograniczenie zużycia energii w systemie odpylania, ważne jest również monitorowanie wpływu tych zmian. Jeżeli nie można czegoś zmierzyć, nie można tego ulepszyć. Aby skutecznie raportować zrównoważony rozwój, zasadnicze znaczenie ma zbieranie danych pokazujących, że dokonywane inwestycje przynoszą pozytywne rezultaty.

Opierając się na ponad stuletnim doświadczeniu w filtracji oraz najnowszej technologii IoT, internetowa obsługa filtracji iCue firmy Donaldson została zaprojektowana w celu zdalnego monitorowania urządzeń odpylających w obiekcie i zapewniania użytkownikom końcowym bezpośredniego wglądu w ich działanie.

Usługa iCue firmy Donaldson obejmuje monitorowanie napędu VFD i śledzenie chwilowego poboru mocy oraz dziennego zużycia energii przez wentylator. Dane te mają zasadnice znaczenie dla zrozumienia wskaźników efektywności zrównoważonego rozwoju i zapewniają użytkownikom punkt odniesienia, dzięki któremu można zoptymalizować zużycie energii pod kątem efektywności, a oszczędności określić ilościowo.

Zebrane dane i spostrzeżenia są istotne, ponieważ kierownicy ds. konserwacji często chcą stosować filtry tak długo, jak to możliwe, aby utrzymać niskie koszty części i robocizny. Jednak wiedza o tym, kiedy wymiana filtrów jest najlepiej optymalna, może pomóc w utrzymaniu sprawności obiektu na stałym poziomie i wesprzeć większe inicjatywy firmy skupione na zrównoważonych i energooszczędnych praktykach.

Zespoły zarządzające obiektami, które usuwają przefiltrowane powietrze z wnętrza budynku, powinny również rozważyć skorzystanie z monitoringu przez Internet i automatycznych alertów. Dzięki temu będą wiedzieć, gdy zostanie wykryty potencjalny problem i będą mogły szybko zareagować. Ponadto, odprowadzanie pyłu wewnątrz budynku zwiększa potrzebę alertów w czasie rzeczywistym, ponieważ wszelkie problemy z odpylaczem mogą natychmiast wpłynąć na linie produkcyjne, maszyny i pracowników.

Poniżej przedstawiono trzy kluczowe wskaźniki śledzone przez usługę Donaldson iCue w celu pomiaru zużycia energii w odpylaczu:

• Alert o różnicy ciśnień pomaga dowiedzieć się, kiedy należy wymienić filtry lub czy są one zatkane. Przykładowo monitoring zdalny umożliwia śledzenie ciśnienia w filtrze HEPA, co pozwala na zarządzanie powietrzem powracającym do zakładu.

• Alert o trendach dotyczących cząstek stałych może sygnalizować uszkodzenie filtra, co pozwala na jego szybką wymianę i ograniczenie gromadzenia się pyłu w zakładzie.

• Dane dotyczące przepływu powietrza pomagają określić, kiedy w otworach wentylacyjnych zakładu występuje znacząca prędkość przechwytywania i transportu.

Wspieranie programu oszczędzania energii w Twojej firmie

Monitorowanie i mierzenie zużycia energii przez odpylacz może mieć znaczący, pozytywny wpływ na program oszczędzania energii. Po wdrożeniu strategii zrównoważonego rozwoju i ocenie podejścia do ograniczania emisji, rozważ skorzystanie z usługi monitorowania, np. usługi iCue firmy Donaldson. Może to pomóc wydłużyć żywotność filtra odpylacza, zaoszczędzić energię w zakładzie, poprawić roczny budżet i ostatecznie pomóc firmie w osiągnięciu ważnych celów w zakresie zrównoważonego rozwoju.

**Badanie KPMG dotyczące raportowania na temat zrównoważonego rozwoju 2020