工厂压力气体输送系统测漏绿色技术介绍.PDF

工廠壓力氣體輸送系統測漏綠色技術介紹 作者：司洪濤 一、前言 近年來，由於經濟部工業局、能源局及環保署等政府部門，大力推動「能 資源節約」及「溫室氣體減量」相關工作，能資源一旦能夠節約，相對地溫室氣 體排放量也大幅減少。故有心致力於能資源節約及溫室氣體減量之工廠，紛紛探 討廠內每一個可進行能資源節約的地方，並積極採取各種能資源節約措施，以降 低生產成本，提高產業之競爭力。然而，從台灣產業服務基金會（以下簡稱產基 會）執行產業綠色技術輔導經驗發現， 『工廠壓力氣體輸送系統』能資源節約方 面，仍有相當大的減量空間。尤其是工廠最常見之壓縮空氣，其空壓機本體及管 線壓力空氣的洩漏耗損比例已佔整個空壓機系統能源消耗量 20％以上，但由於 壓力空氣洩漏點甚難察覺，或是全廠管線逐一仔細進行測漏工作，惟恐耗時費 力，不符合經濟效益，故許多工廠明知空壓機系統有洩漏的情形，卻苦無良策， 現階段僅能以「正常損耗」對待之。此外，工廠除了使用壓縮空氣之外，尚可能 使用蒸汽、氧氣、乙炔等各種具有壓力之氣體，其洩漏與不易察覺之情形亦與壓 縮空氣相同，若能從中減少不必要之洩漏著手，亦可省下可觀之能資源。本文主 要介紹一種空壓機系統簡單有效的超音波測漏綠色技術，使工廠輕易發現以往查 覺不到的洩漏源，減少能資源的浪費，同時大幅降低工廠在查漏時所花費的人 力、時間與金錢，同時達到溫室氣體減量之目的，值得注意的是，同樣之測漏綠 色技術亦可適用其他具有壓力之氣體輸送系統。 二、空壓機系統洩漏問題探討 由於壓力空氣之用途非常廣泛，包括清洗、冷卻、曝氣、攪拌、充氣、燃 燒反應及氣動控制等，尤其是精密的現代化工廠，均是以壓力空氣做為工廠主要 的動力來源。故大部分工廠都會使用到壓力空氣，且工廠內配置各種馬力大小的 空壓機機台，從空壓機產生的壓力空氣輸送到使用端，中間所配置的空氣管線， 更是沿著廠房牆壁佈滿工廠四周。一般空壓機使用空氣壓力範圍，皆設定在 2 4~7kg/cm 之間，如果發現空壓機在未使用壓力空氣的情況下，其壓力表數值卻 會慢慢下降，即表示空壓機系統內有洩漏的情形發生，依據產基會執行產業綠色 技術專案輔導的統計數字顯示：最常發現的洩漏源為快速接頭，當距離洩漏源一 公尺遠處，若隱約可聽到空氣洩漏的聲音，工廠平均每小時已損耗新台幣 0.86 元。這些聽得到的洩漏源，對於落實能資源節約及有心杜絕空壓機系統洩漏之工 廠，可輕易察覺並適時給予修復，然而令工廠困擾的卻是「聽不到聲音」的洩漏 源，因為這些洩漏量已造成不可忽視的能資源損耗，又不易由傳統的測漏技術與 工具檢查出來。且壓力空氣的能源費用與管理費用非常昂貴，所以如何節約壓力 空氣的能資源費用與管理費用，是工廠廠務工程師與主管人員急待解決的問題， 如能確實降低空壓機系統漏氣率，便能大大降低空壓機運轉費用。 三、空壓機測漏新技術工作原理 震動音頻的度量單位為赫茲（Hz ），人耳有聽覺的音頻範圍在20Hz~20kHz 之間，若是頻率落在這範圍之外，便無法聽到聲音，例如超音波（高頻率的音波） 便是人耳所無法察覺的。而一般空壓機系統細微的洩漏源會產生震動，而此震動 產生的頻率落在非常寬範圍的超音波區域內（ 30kHz~50kHz ）。依據工廠實測經 驗顯示：空壓機系統每一個洩漏源所產生的震動都有一種獨特的頻率特性。這些 問題點在洩漏時，其震動產生的頻率範圍集中在 45kHz 左右，這頻率範圍是在 人類能聽到的聲音範圍之外，所以當洩漏發生時，工廠空壓機系統維護工程師無 法察覺，若能利用這種超音波特性及原理，設計某種特殊儀器排除干擾的背景噪 音，並將 30kHz~50kHz的頻率，轉換成人耳可聽見的聲音或訊號，此時，空壓 機系統即使有很小的針孔（pinpoint ）或裂縫，也可以很快地檢查出有洩漏的情 形，更進一步指出洩漏點的確實位置。目前歐美先進國家有些儀器專業製造廠 商，已成功發展出超音波測漏技術，除了可應用在空壓機系統的測漏外，並廣泛 應用在各式各樣的測漏工作，而且得到驚人的成效，應用此超音波測漏綠色技術 於現場測漏的照片如圖一所示。 圖一 超音波測漏綠色技術於現場測漏的照片 四、測漏成功實績與優點 因為工廠的空壓機系統非常複雜，且有些大型工廠空壓機總馬力（ horse power ）超過10,000馬力，工廠員工在進行測漏檢查時，既