L'intérêt de l'alignement laser

L'intérêt de l'alignement laser

Une proposition d'achat d'équipement d'alignement laser a été effectuée. Cet équipement serait utilisé sur site pour contrôler l'alignement des arbres de couplage entre les moteurs et pompes, mélangeurs, ventilateurs, compresseurs, etc.

L'alignement des arbres est actuellement effectué à l'aide d'une règle de précision. Cette méthode manque de précision, car elle dépend de l'interprétation de l'oeil humain. L'alignement optimal des arbres est impossible dans quatre cas : décalage horizontal ou vertical (les axes de rotation sont parallèles, mais non colinéaires) et angularité horizontale et verticale (les deux arbres se rencontrent en formant un angle). Le respect des limites acceptables en matière de précision pour ces quatre paramètres est très difficile à atteindre avec une simple règle de précision. Avec cette technique, les arbres présentent généralement un défaut d'alignement d'environ 0,5 mm. Toutefois, l'utilisation de l'alignement laser permet généralement d'obtenir un décalage inférieur à 0,1 mm et une angularité inférieure à 0,1 mm/100 mm (l'angularité correspond au rapport entre l'écart entre les arbres et leur diamètre).

Ce rapport montre ensuite que l'amélioration de ces alignements permettrait de réduire le budget de maintenance et la consommation électrique de la centrale,
 


Économies d'énergie pour la centrale secondaire

Un système d'alignement laser a été testé sur la pompe MP421. L'intensité du courant électrique entrant dans le moteur était de 12,2 ampères. Une fois la pompe réalignée, ce chiffre est passé à 11,8 ampères, soit une réduction de 3,28 % de la consommation électrique, ce qui représente une économie de 0,288 kW ou 77,58 £ (107 €) sur un an (données de 2002).
 
Les économies qui pourraient être réalisées dans la centrale secondaire sont indiquées ci-dessous. Nous avons considéré que la diminution de la consommation d'énergie de toutes les machines s'élèverait à seulement 1 %, dans la mesure où il s'agit probablement du minimum garanti. Comme indiqué ci-dessus, les économies peuvent atteindre 3,28 %, voire plus dans certains cas.
  

Consommation en kW

Machines Nombre Minimum Maximum
Pompes 30 5 50
Ventilateur 5 6 30
Compresseurs 4 - 250

 

Consommation de la centrale (secondaire) 1 180 kW
Coût de l'électricité 0,0308 £
Durée de fonctionnement des machines 24 x 365 = 8 760 heures par an
Coût total de l'électricité sur une année 1 180 x 0,0308 x 8 760 = 318 373,44 £
Économies d'énergie 11,8 kW
Montant correspondant aux économies d'énergie 3 183,73 (4 400 €)


Nous avons également considéré que toutes les pompes présentaient une puissance nominale de 5 kW, ce qui est inférieur à la valeur réelle, puisque la puissance des pompes est comprise entre 5 et 50 kW.  Une puissance nominale de 6 kW a été prise en compte pour tous les ventilateurs. Les économies annoncées à partir de ces chiffres sont donc le minimum garanti.
 
Remarque : les économies d'énergie réalisées pour le moteur MP421 ci-dessus ont été calculées de la manière suivante : Puissance =  3 x intensité x tension
 


Économies de réparation : pour la centrale secondaire

Les économies de réparation désignent les économies réalisées grâce à la réduction du nombre de pièces de détachées utilisées et à la réduction de la main-d'œuvre nécessaire pour effectuer les réparations. En général, la durée de vie d'un palier peut être multipliée par huit, et la réduction des contraintes sur l'arbre est bénéfique pour les accouplements, les arbres et les joints.

Alignement à l'aide d'une règle de précision

Nombre de machines dans la centrale secondaire 39
Coûts moyens de réparation par machine 250 £
MTBF actuel 6 mois
Coûts de réparation actuels 19 500 £ par an

Utilisation de l'alignement laser

MTBF réalisable 20 mois
Coûts de réparation potentiels 5 850 £ par an
Soit une économie annuelle de  19 500 £ - 5 850 £ = 13 650 £ (18 800 €)


Le MTBF actuel et réalisable et les coûts de réparation moyens cités ci-dessus sont tirés d'un rapport compilé par Pruftechnik Laser Alignment. Cette augmentation peut sembler conséquente par rapport aux 6 mois actuels, mais nous devons tenir compte du scénario le plus négatif. À noter qu'une augmentation du MTBF d'un mois seulement (de 6 à 7 mois) porterait les coûts de réparation annuels à 16 714 £, soit une économie de 2 786 £.
 


Économies de main d'œuvre pour la centrale secondaire

Les économies de main d'œuvre désignent uniquement les économies réalisées grâce à la réduction du temps nécessaire à l'alignement des arbres.

Alignement à l'aide d'une règle de précision

Temps par alignement 1 heure
Nombre de machines alignées 39
Fréquence annuelle d'alignement de chaque machine    1,5 fois par an
Nombre total d'alignements par an 58,5
Nombre d'heures consacrées à l'alignement par an 58,5 heures
Coût moyen de la main d'œuvre 23 £ par heure
Nombre de techniciens requis par équipe d'alignement 2
Coût par équipe 46 £ par heure
Coût total annuel de la main-d'œuvre pour l'alignement 2 691 £

Utilisation de l'alignement laser

Temps par alignement 1 heure
Nombre de machines alignées 39
Fréquence annuelle d'alignement de chaque machine 1 fois par an
Nombre total d'alignements par an 39
Nombre d'heures consacrées à l'alignement par an 39 heures
Coût moyen de la main d'œuvre 23 £ par heure
Nombre de techniciens requis par équipe d'alignement 2
Coût par équipe 46 £ par heure
Coût total annuel de la main-d'œuvre pour l'alignement 1 794 £
Économies totales par an 2 691 £ - 1 794 £ = 897 £  


Utilisation de comparateurs à cadran

Les comparateurs à cadran semblent une option viable, car ils sont plus précis qu'une règle de précision et représentent une solution bien plus économique que l'alignement laser. Cependant, chaque alignement de machine prendrait 4 heures, donc les coûts annuels de main d'œuvre pour l'alignement s'élèveraient à 7 176 £. De plus, les comparateurs à cadran ne sont pas aussi précis que les lasers, et ne permettraient donc pas de réaliser de telles économies sur les coûts de réparation et d'électricité.


 

Économies initiales pour la centrale secondaire uniquement

Main d'œuvre 897 £
Électricité 3 183,73 £
Réparations 2 786 £
Total 6 866,73 £ (9 500 €)


Il s'agit des économies minimales qui seraient réalisées pour la centrale secondaire. Les économies d'électricité pourraient être jusqu'à 3 fois plus élevées, puisqu'il a été démontré qu'il était possible de réaliser jusqu'à 3,28 % d'économies, mais pour les besoins de ces calculs, une valeur de 1 % a été utilisée.

Les économies réalisées sur les coûts de réparation pourraient s'élever à 13 650 £ (18 800 €) si le MTBF atteignait les 20 mois prévus au lieu des 7 mois utilisés dans ces calculs. Le système d'alignement laser serait également utilisé sur l'ensemble du site, et pas seulement pour la centrale secondaire. La centrale secondaire ne représentait que 41 % de la consommation d'électricité du site entre septembre 2000 et août 2001. Si des économies similaires peuvent être réalisées à l'échelle du site, les économies d'électricité seraient 2,5 fois supérieures. Les économies de réparation et de main-d'œuvre augmenteraient également en conséquence.

Ces calculs ne tiennent pas compte non plus des économies réalisées grâce à l'augmentation de la productivité, puisque les immobilisations sont réduites. Les implications environnementales de la réduction de la consommation électrique du site doivent également être prises en compte, car toutes les contributions permettent à l'entreprise de rester en conformité avec la Climate Change Levy (taxe sur l'énergie fournie aux utilisateurs non domestiques, applicable au Royaume-Uni).



Achat rentabilisé dans l'année

À la lumière de ces éléments, nous pouvons affirmer que le coût d'achat de l'équipement d'alignement Easy-Laser® serait facilement rentabilisé en un an, et qu'il serait même rentabilisé plusieurs fois dans les années à venir.

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