„GreenScreens” – Ile tak naprawdę kosztuje przesiewacz?

05.12.2022,

RHEWUM Marketing, RHEWUM Ltd.

Oprócz kosztów inwestycji w przesiewacze, przy podejmowaniu decyzji należy wziąć pod uwagę także wieloletnie koszty operacyjne. Oprócz nieuniknionej konserwacji, znaczącym, chociaż nieoczywistym czynnikiem kosztowym jest zapotrzebowanie na energię typu używanej maszyny przesiewającej. Poniżej rozważono całkowity koszt posiadania różnych typów maszyn przesiewających. 

1. Motywacja

   W czasach ogólnie rosnących kosztów energii rosną nie tylko koszty podstawowych źródeł energii, takich jak węgiel, ropa naftowa i gaz, ale także wtórnych źródeł energii, takich jak energia elektryczna. Najnowsze wydarzenia pokazują, że zwłaszcza w Niemczech rozpoczęta przemiana energetyczna doprowadzi do nieproporcjonalnego wzrostu cen energii elektrycznej, przynajmniej w perspektywie średnioterminowej. Wątpliwe wydaje się, czy dodatkowe wydobycie gazu łupkowego, o którym często wspominają media, w zauważalny sposób przeciwdziała temu trendowi cenowemu. W związku z tym operatorzy elektrowni powinni co do zasady uwzględnić przyszły wzrost cen energii elektrycznej już dziś. Dlatego należy wziąć pod uwagę, że dobra inwestycyjne, takie jak maszyny przesiewające, są zwykle eksploatowane nieprzerwanie przez dziesięciolecia. Z dzisiejszego punktu widzenia zdecydowanie ważne jest uwzględnienie aspektu długoterminowych kosztów operacyjnych (a tym samym kosztów energii) w przypadku nadchodzących nowych inwestycji, a także wymiany istniejących instalacji i elementów instalacji. 

2. Jak kształtowała się i będzie kształtować cena energii elektrycznej?

   Chociaż liberalizacja rynków energii elektrycznej spowodowała spadek średniej ceny energii elektrycznej z około 9 ct/kWh do około 6 ct/kWh w latach 1998–2000, od 2000 r. cena energii elektrycznej wzrosła obecnie do około 15 ct/kWh, tj. prawie 2.5-krotność wyższa (rys. 1) i stanowi obecnie barierę konkurencyjną w sektorach energochłonnych. Jeśli ekstrapolować wzrost cen z ostatnich 14 lat na kolejne lata, do 2030 r. (rys. 2), realna jest cena energii elektrycznej na poziomie 27 ct/kWh, która wzrosłaby wówczas czterokrotnie. Ponieważ maszyny przesiewające są długowiecznymi dobrami inwestycyjnymi, należy się spodziewać, że odpowiedni scenariusz cenowy nie jest mało prawdopodobny w przypadku bieżącej decyzji inwestycyjnej.

   
   Rysunek 1: Zmiany cen energii elektrycznej w Niemczech: Źródło – Niemieckie Stowarzyszenie Technologii Energii i Wody
   
   
   
   Rys. 2: Ceny energii elektrycznej w Niemczech – ekstrapolacja liniowa na podstawie ostatnich zmian
   
   
3. Porównanie różnych typów maszyn przesiewających
   
   
   
   Rys. 3: Klasyfikacja maszyn przesiewających
   
   

   W celu porównania wydajności porównuje się przesiewacze, których podstawowy korpus wibruje, takie jak przesiewacze wibracyjne liniowe, przesiewacze dwuczęstotliwościowe, przesiewacze płaskie o ruchach kołowych, przesiewacze wibracyjne eliptyczne, zwane dalej przesiewaczami z napędem pośrednim. z bezpośrednio wzbudzonymi przesiewaczami, w których wibracjom poddawana jest wyłącznie tkanina sitowa. 

   Przy separacji materiałów sypkich należy zawsze pokonywać straty systemowe w zakresie wytwarzania drgań:

   1. Tłumienie materiału podawanego na skutek tarcia
   2. Tłumienie za pomocą tkaniny ekranowej
   3. Tłumienie przez łożyska (sprężyny, gumowe elementy sprężynujące itp.)
   4. Sprawność napędu (minimalizacja strat systemowych, ≈ 2 - 10 %)
   • Straty spowodowane skrzynią biegów, która może wymagać użycia
   • Straty spowodowane napędem pasowym (maks. 10 %)
   • Straty napędu elektrycznego (nieuniknione)
   5. Straty wynikające z niedostatecznego wykorzystania powierzchni tkanin sitowych

   
   Stosunek masy pomiędzy ilością podawanego materiału a masą wibracyjną przesiewacza, oprócz sprawności napędu, decyduje o dodatniej efektywności energetycznej. Efektywność energetyczną przesiewacza można określić w pierwszym przybliżeniu poprzez iloraz ilości nadawy do mocy zainstalowanej: 
   
   *Aufgabemenge [DE] -> Ilość paszy [EN]
     Instalator Leistung [DE] -> Moc zainstalowana [EN]
     Siebeffizienz [DE] -> Wydajność sita [EN]
   
   Ocena już dostarczonych RHEWUM ekrany pogrupowane według typu napędu przedstawiono na rys. 4. Rys. Fig. 4a i 4b przedstawiają typowe konstrukcje danego typu.

   	Maszyna przesiewająca bezpośrednio wzbudzona	Maszyna przesiewająca z napędem pośrednim
   Stosunek mas przyspieszonych do przesiewania	mEkran+Osie << mAask	mMaszyna >> mAtak
   Średnia zainstalowana moc elektryczna na jednostkę przesiewającą	1,8 kW	7,0 kW
   Średnia ilość paszy na jednostkę sitową	ok. 50 t/godz	ok. 100 t/h
   Średnia siedem efektywności energetycznej	ok. 28 t/(kWh)	ok. 14 t/(kWh)
   Stosunek ekranu napędzanego bezpośrednio do pośredniego	2,0	1,0

   
   Rys. 4a: Przesiewacz z napędem bezpośrednim, typ RHEsono
   
   Rys. 4b: Przesiewacz wibracyjny liniowy, typ RHEox
   
   Rys. 5: Porównanie typów maszyn przesiewających pod względem wydajności i wydajności przesiewania
   
   

4. Wpływ efektywności energetycznej na koszty operacyjne
   
   W uproszczeniu można przyjąć, że przesiewacz ze wzbudzeniem bezpośrednim generuje jedynie 50% kosztów energii w porównaniu do przesiewacza napędzanego pośrednio (konwencjonalnie). Poniższa tabela opisuje bezpośrednie oszczędności kosztów energii, których można się spodziewać w cyklu życia takiej maszyny przesiewającej.
   
   

   Termin (a)	Potencjał oszczędności w euro na zaoszczędzony kW – scenariusz stabilny cen energii elektrycznej (15.4 ct/kWh)	Potencjał oszczędności w euro na zaoszczędzony kW – scenariusz cen energii elektrycznej progresywny	Realistyczny potencjał oszczędności na jednostkę przesiewającą przy różnicy mocy napędowej 4-5 kW
   1	1.350,--	1.430,--	5.720,--
   3	4.050,--	4.470,--	17.880,--
   5	6.750,--	7.795,--	31.180,--
   10	13.500,--	17.165,--	68.660,--
   15	20.250,--	28.215,--	112.500,--

   
   Podstawa: 8,700 godzin pracy rocznie i rozwój cen jak na rys. 2
   
   
   
5. Podsumowanie
   

   Oprócz wielu zalet technicznych maszyn przesiewających ze wzbudzeniem bezpośrednim, takich jak obudowy statyczne ze stałymi połączeniami kołnierzowymi, niewielkie przenoszenie drgań do otoczenia maszyny przesiewającej i inne, w dłuższej perspektywie można dostrzec korzyść komercyjną tego typu maszyn.

   Należy wziąć pod uwagę całkowity koszt cyklu życia (całkowity koszt posiadania), a nie początkowy koszt inwestycji, który jest często brany pod uwagę. Nawet jeśli maszyny przesiewające często odgrywają podrzędną rolę w zapotrzebowaniu na energię w ogólnych procesach produkcyjnych, w przyszłości uwzględnienie efektywności energetycznej również stanie się ważniejsze, zwłaszcza że są to dobra inwestycyjne o bardzo długim cyklu życia. Ponadto należy rozważyć wymianę istniejących maszyn przesiewających, ponieważ maszyny przesiewające ze wzbudzeniem bezpośrednim są na ogół bardziej kompaktowe niż maszyny o konwencjonalnej konstrukcji, a także mają potencjał oszczędzania energii. Zapoczątkowany w Niemczech zwrot w dziedzinie energetyki, w związku z którym w przyszłości oczekuje się dalszego gwałtownego wzrostu cen energii, wymusza przyjęcie takiego długoterminowego podejścia. Inwestycja korzystna na pierwszy rzut oka może stać się kosztowna w całym cyklu życia maszyny.

6. obrzęk
   
   Lista referencyjna RHEWUM Ltd.
   Bundesverband der Energie- und Wassertechnik: Rozwój cen energii elektrycznej w Niemczech w latach 2000-2014