Paineilma on laajalti käytetty energialähde teollisuudessa, ja sen osuus teollisen tuotannon kokonaisenergiankulutuksesta on 10–35 %. Paineilmajärjestelmän energiankulutuksesta 96 % on teollisuuskompressorien tehonkulutusta, ja teollisuuskompressorien vuotuinen tehonkulutus Kiinassa on yli 6 % maan kokonaisenergiankulutuksesta. Ilmakompressorien käyttökustannukset hankintakustannusten, ylläpitokustannusten ja energian käyttökustannusten perusteella ovat koko elinkaaren arviointiteorian mukaan vain noin 10 %, kun taas energiakustannukset ovat jopa 77 %. Tämä osoittaa, että Kiinan on parannettava voimakkaasti paineilmajärjestelmän energiankäyttötehokkuutta samalla kun se toteuttaa teollista ja taloudellista uudelleenjärjestelyä.
Yritysten paineilman, energiansäästön ja päästövähennystarpeiden ymmärtämisen syventyessä on kiireellistä valita olemassa olevaan järjestelmään sopiva teknologia energiansäästömuutoksen toteuttamiseksi parhaiden energiansäästötulosten saavuttamiseksi. Kahden viime vuoden aikana Kiinan teollisuusyrityksiä koskevat tutkimukset ovat osoittaneet, että energiansäästöremonttien kysyntä tulee pääasiassa seuraavista kolmesta näkökohdasta:
Ilmakompressorien energiankulutus muodosti liian suuren osan yrityksen energiankulutuksesta; paineilmajärjestelmän syötön epävakaus, paineenvaihtelut ja muut vaikutukset laitteiden normaaliin toimintaan; tuotantomittakaavan laajentuessa yrityksen on optimoitava alkuperäisen paineilmajärjestelmän muutos sopeutuakseen kysynnän kasvuun. Yrityksen paineilmajärjestelmän ja sovellettavan energiansäästöteknologian ominaisuuksien vuoksi muutoksen onnistumisasteen parantamiseksi energiansäästömuutosta ei voida toteuttaa sokeasti. On erityisen tärkeää valita sopivat energiansäästötoimenpiteet koko järjestelmän kattavan analyysin, testauksen ja arvioinnin perusteella. Kirjoittajat ovat analysoineet ja tutkineet joidenkin olemassa olevien ja uusien energiansäästöteknologioiden ominaisuuksia ja sovellusalueita tutkimalla paineilman käyttöä useissa teollisuusyrityksissä.
Järjestelmän energiansäästöstrategia
Pneumaattisen järjestelmän energiankulutuksen arvioinnin ja energiahäviöanalyysin teorian perusteella, järjestelmän koostumuksen eri näkökohdista alkaen, yleiset energiansäästötoimenpiteet toteutetaan seuraavasti:
Paineilman tuotanto. Erilaisten kompressorien järkevä konfigurointi ja huolto, toimintatilan optimointi, ilmanpuhdistuslaitteiden päivittäinen hallinta. Paineilman kuljetus. Putkistoverkoston konfiguroinnin optimointi, korkea- ja matalapaineisten syöttöputkien erottaminen; ilmankulutuksen jakautumisen reaaliaikainen valvonta, vuotojen päivittäinen tarkastus ja minimointi, liitosten painehäviöiden parantaminen. Paineilman käyttö. Sylinterien käyttöpiirin parantaminen, tälle toimialalle kehitettyjen energiansäästötuotteiden käyttö, kuten elektrolyyttisen alumiiniteollisuuden sylinterien kuorimiseen tarkoitetut erityiset ilmansäästöventtiilit sekä energiansäästöilmapistoolit ja -suuttimet. Kompressorin hukkalämmön talteenotto. Ilman puristuksen aikana syntyvä lämpö otetaan talteen lämmönvaihdon ym. avulla ja käytetään lisälämmitykseen ja prosessilämmitykseen yms.
Paineilman tuotanto
1 Yhden ilmakompressorin energiansäästö
Tällä hetkellä teollisuudessa yleisimmin käytetyt ilmakompressorit jaetaan pääasiassa edestakaisin-, keskipako- ja ruuvikompressoreihin. Edestakaisinliikettä käytetään edelleen suuria määriä joissakin vanhoissa yrityksissä; keskipakokompressoria käytetään laajalti tekstiiliyrityksissä, ja sen toiminta on vakaata ja hyötysuhde korkea, mutta se on altis paineen nousulle, kun järjestelmän paine muuttuu äkillisesti. Tärkeimmät käytetyt energiansäästötoimenpiteet ovat: tuodun ilman puhtauden varmistamiseksi, erityisesti tekstiiliyrityksissä, karkean suodatuksen tekeminen, jotta suuri määrä lyhyitä kuituja ilmasta voidaan suodattaa pois. Ilmakompressorin tulolämpötilan alentaminen tehokkuuden parantamiseksi. Voiteluöljyn paineella on suuri vaikutus sentrifugin roottorin värähtelyyn, vaahdonestoaineita ja hapettumisenestoaineita sisältävän voiteluöljyn valinta. Kiinnitä huomiota jäähdytysveden laatuun, kohtuulliseen jäähdytysveden purkaukseen ja suunniteltuun veden täydennyksen. Ilmakompressorin, kuivaimen, varastosäiliön ja putkiston lauhteen poistopisteet on tyhjennettävä säännöllisesti. Ilman kysynnän nopeiden muutosten aiheuttaman vinkumisen estämiseksi kiinnitä huomiota laitteen asettaman verrannollisuusalueen ja integrointiajan säätämiseen ja pyri välttämään ilmankulutuksen äkillistä vähenemistä. Valitse kolmivaiheisia sentrifugeja, joilla on huomattava energiansäästövaikutus, ja pyri käyttämään korkeapainemoottoreita linjahäviöiden vähentämiseksi ja ilmanpaineaseman lämpötilan nousun pitämiseksi alhaisena.
Ruuvikompressoria käytetään laajalti. Seuraavassa vertailussa keskitytään ruuvikompressorin ohjaustilojen vertailuun: analysoidaan nykyisiä ilmakompressorin kuormitus-/purku- ja vakiopaineen säätöongelmia. Voidaan päätellä: mekaaniseen säätöön perustuvassa imuventtiilissä ei voida säätää ilmansyöttöä nopeasti ja jatkuvasti. Kun kaasun määrä muuttuu jatkuvasti, syöttöpaine vaihtelee väistämättä suuresti. Puhdasta taajuussäätöä käytetään tehtaan ilmankulutuksen vaihteluiden mukauttamiseen lisäämällä taajuusmuuttaja ilmakompressorin ilmantuotannon säätämiseksi. Haittapuolena on, että järjestelmä soveltuu tilanteisiin, joissa tehtaan ilmankulutuksen vaihtelut eivät ole suuria (vaihtelu on 40–70 % yksittäisen koneen ilmantuotantomäärästä ja energiansäästövaikutus on merkittävin).
2 Ilmakompressoriryhmän asiantuntijaohjausjärjestelmä
Ilmakompressoriryhmän asiantunteva ohjausjärjestelmä on tullut uudeksi teknologiaksi ilmakompressoriryhmän ohjauksessa ja energiansäästössä. Ohjausjärjestelmä mukautuu paineentarpeen muutoksiin ja ohjaa eri ilmakompressorien käynnistystä ja pysäytystä, lastausta ja purkamista jne., jotta järjestelmä pysyy aina oikean lukumäärän ja kapasiteetin omaavana.
Kotiohjausjärjestelmä muuntaa taajuusmuuttajan avulla yhden tehtaan matalapaineisen kaasunsyöttöjärjestelmän ilmakompressorin nopeutta ja ohjaa ilmakompressoriyksikön kaasun tuotantoaikaa, sovittaen tehtaan matalapaineisen kaasunsyöttöjärjestelmän kaasun määrän pieniin vaihteluihin. Yleisesti ottaen ilmakompressorin taajuusmuunnoksen valinnassa on käytettävä ammattimaista järjestelmää, joka suorittaa kattavat testit ja laskelmat. Edellä mainitun analyysin ja vertailun avulla voidaan havaita, että monien paineilmajärjestelmiemme energiatehokkuudessa on paljon parantamisen varaa. Kompressorin taajuusmuunnos voi saavuttaa energiansäästövaikutuksen vain yhdistämällä sen yrityksen oman paineilmajärjestelmän toimintaan, joka on ammattilaisten testattava ja arvioitava perusteellisesti ennen käyttöä. Ilmakompressoriryhmän asiantuntijaohjausjärjestelmä sopii erityisesti useiden samanaikaisesti toimivien ilmakompressorien käyttöön. Vaiheittaisen yhdistelmäkonfiguraation toteuttaminen voi hyvin vastata yritysten tarpeisiin.
3 paineilmakuivausprosessin parannus
Tällä hetkellä yritysten yleisimmin käyttämät paineilmakuivaus- ja käsittelylaitteet ovat jäähdytettyjä, lämmön regeneroimattomia ja mikrolämpöä regeneroivia komposiittilaitteita, joiden tärkeimmät suorituskyvyn vertailut on esitetty alla olevassa taulukossa.
Puolustuslinjan energiansäästömuutos noudattaa seuraavia periaatteita: Jos alkuperäinen ilmajärjestelmä on liian puhdas, vaihda alempaan vastaavaan käsittelyyn. Paranna kuivausprosessia, vähennä kuivauskäsittelylinkin painehäviötä (painehäviö kuivausrummussa tietyissä järjestelmissä jopa 0,05–0,1 MPa) ja vähennä energiankulutusta.
Paineilman kuljetus
1. Yajiangin putkistojärjestelmän putkistopaineen ei tulisi ylittää 1,5 % käyttöpaineesta. Tällä hetkellä monissa paineilma-asemissa ei ole ensisijaisia ja toissijaisia putkistoja, niissä on liikaa tarpeettomia mutkia ja mutkia, paine vaihtelee usein ja painehäviöt ovat vakavia. Jotkut pneumaattiset putkistot on haudattu kaivantoon, eikä niitä voida valvoa vuotojen varalta. Järjestelmän paineentarpeen varmistamiseksi käyttöjohtohenkilöstö nostaa koko järjestelmän käyttöpainetta 0,1–0,2 MPa:lla, mikä aiheuttaa keinotekoisen painehäviön. Jokaista 0,1 MPa:n ilmakompressorin pakokaasupaineen nousua kohden ilmakompressorin tehonkulutus kasvaa 7–10 %. Samalla järjestelmän paineen nousu lisää ilmavuotoja. Energiaa säästävät peruskorjaustoimenpiteet: haaroitetun putkiston muuttaminen silmukkamaiseksi, korkea- ja matalapaineisen ilmansyötön erottaminen ja korkea- ja matalapaineisen tarkkuusylvivirtausyksikön asentaminen; suuren paikallisen vastuksen omaavan putkiston muuttaminen energiaa säästävän peruskorjauksen aikana, putkiston vastustn pienentäminen ja putken sisäseinän puhdistaminen happopesulla, ruosteenpoistolla jne., jotta putken seinämä on sileä.
2 Vuoto, vuotojen havaitseminen ja tulppaus
Suurin osa tehdasvuodoista on vakavia, vuotojen määrä on 20–35 %, ja niitä esiintyy pääasiassa venttiileissä, liitoksissa, kolmosissa, solenoidiventtiileissä, kierreliitoksissa ja kunkin kaasua käyttävän laitteen sylinterin etukannessa. Jotkut laitteet toimivat ylipaineen alaisena, purkautuvat automaattisesti ja purkautuvat usein. Vuotojen aiheuttamat vahingot ovat lähes käsittämättömiä. Esimerkiksi auton pistehitsausasemalla kaasuputkeen tehdyn hitsauskuonan aiheuttama pieni, halkaisijaltaan 1 mm:n reikä voi aiheuttaa jopa 355 kWh:n vuotuisen sähkönhäviön, mikä vastaa lähes kahden kolmihenkisen perheen vuosittaista kotitaloussähkönkulutusta. Energiansäästötoimenpiteet: Asenna päägeneraattorin kaasunsyöttöputkeen virtausmittausjärjestelmä prosessikäytön rajan määrittämiseksi. Säädä prosessikaasun kulutusta, minimoi venttiilien ja liitosten määrä ja vähennä vuotokohtia. Vahvista hallintaa ja käytä ammattimaisia työkaluja säännöllisiin tarkastuksiin. Lyhyesti sanottuna yritykset voivat käyttää ammattimaisia testauslaitteita, kuten rinnakkaiskäyttöistä älykästä kaasuvuodonilmaisinta ja vuotopisteen skannauspistoolia, estääkseen paineilmajärjestelmän toiminnan, riskin, tippumisen ja vuotamisen sekä suorittaakseen huoltotöitä ja komponenttien vaihtotöitä.
Paineilman käyttö
Ilmapistoolit ovat laajalti käytössä valmistuksen viimeistelyprosesseissa, koneistuksessa ja muissa prosessikohteissa, ja niiden ilmankulutus on joillakin teollisuusalueilla jopa 50 % kokonaisilmankulutuksesta. Käytössä esiintyy ilmiöitä, kuten liian pitkä ilmansyöttöputki, liian korkea syöttöpaine, suoran kupariputken käyttö suuttimena ja etulinjan työntekijöiden luvaton työpaineen nostaminen, jotka aiheuttavat valtavaa ilmanhukkaa.
Kaasun kohtuuton käyttö pneumaattisissa laitteissa on myös yleisempää, kuten kaasun vastapaineen havaitseminen työkappaleen juuttumisen määrittämiseksi, tyhjiögeneraattorin kaasunsyöttö jne. Keskeytymättömän kaasunsyötön ilmiö, kun kaasu ei toimi. Näitä ongelmia esiintyy erityisesti kemikaalisäiliöissä ja muissa sekoituksessa käytettävissä kaasuissa sekä renkaiden valmistuksessa, kuten stereotyyppinen täyttö. Energiansäästötoimenpiteet: Uusien pneumaattisten suuttimien energiansäästölaitteiden ja pulssityyppisten ilmapistoolien käyttö. Erikoistuneiden pneumaattisten laitteiden käyttö tietyillä teollisuudenaloilla, kuten alumiiniteollisuudessa, edistää erityisten ilmansäästöventtiilien käyttöä sylinterikuoressa.
Ilmakompressorin hukkalämmön talteenotto
Koko elinkaaren arvioinnin mukaan 80–90 % ilmakompressorien kuluttamasta sähköenergiasta muuttuu lämmöksi ja häviää. Ilmakompressorin sähkönkulutuksen jakautuminen on esitetty alla olevassa kuvassa. Jäljelle jäävä 94 % energiasta voidaan hyödyntää hukkalämmön talteenoton muodossa, kun ympäristöön säteilevää ja itse paineilmaan varastoitunutta lämpöä ei oteta huomioon.
Lämmön talteenotto tapahtuu lämmönvaihtimen ja muiden asianmukaisten ilmanpuristusmenetelmien avulla ilman tai veden lämmittämiseen. Tyypillisiä käyttötarkoituksia ovat esimerkiksi lisälämmitys, prosessilämmitys ja kattilan lisäveden esilämmitys. Kohtuullisilla parannuksilla 50–90 % lämpöenergiasta voidaan ottaa talteen ja hyödyntää. Lämmöntalteenottolaitteiden asentaminen voi tehokkaasti säätää ilmakompressorin käyttölämpötilaa optimaaliseksi, jolloin voiteluöljyn toimintakunnon paraneminen ja ilmakompressorin pakokaasun tilavuus kasvaa 2–6 %. Ilmajäähdytteisessä ilmakompressorissa voit pysäyttää itse ilmakompressorin jäähdytyspuhaltimen ja käyttää kiertovesipumppua lämmön talteenottoon. Vesijäähdytteistä ilmakompressoria voidaan käyttää kylmän veden tai tilojen lämmittämiseen, ja talteenottoaste on 50–60 %. Lämmön talteenotto on sähkölämmityslaitteisiin verrattuna lähes olematon energiankulutus ja kaasukäyttöisiin laitteisiin verrattuna nollapäästöinen, mikä on puhdas ja ympäristöystävällinen tapa säästää energiaa. Paineilmajärjestelmän energiahäviöanalyysin teorian perusteella analysoidaan ja esitetään yhteenveto yrityksen olemassa olevasta kohtuuttomasta kaasunkulutuksesta ja energiansäästötoimenpiteistä. Yritysten energiansäästömuutoksessa eri järjestelmille tehdään ensin yksityiskohtainen testaus ja arviointi, jonka perusteella sopivien optimointitoimenpiteiden soveltaminen energiansäästötavoitteiden saavuttamiseksi voi parantaa koko paineilmajärjestelmän toimintatehokkuutta.
Julkaisun aika: 02.03.2024