Ca sursă de energie utilizată pe scară largă în domeniul industrial, aerul comprimat reprezintă 10%~35% din consumul total de energie în producția industrială. 96% din consumul de energie al sistemelor de aer comprimat este reprezentat de consumul de energie al compresorului industrial, iar consumul anual de energie al compresorului industrial din China reprezintă peste 6% din consumul național total de energie. Costurile de funcționare ale compresorului de aer, calculate pe baza costurilor de achiziție, a costurilor de întreținere și a costurilor de funcționare a energiei, conform teoriei evaluării complete a ciclului de viață, costurile de achiziție reprezintă doar aproximativ 10%, în timp ce costul energiei ajunge până la 77%. Acest lucru arată că China trebuie să îmbunătățească viguros eficiența utilizării energiei sistemelor de aer comprimat, realizând în același timp o restructurare industrială și economică.
Odată cu aprofundarea înțelegerii nevoilor întreprinderilor în materie de aer comprimat, economisire a energiei și reducere a emisiilor, este urgent să se aleagă tehnologia adecvată sistemului existent pentru transformarea economisirii energiei, în scopul obținerii celor mai bune rezultate în acest domeniu. În ultimii doi ani, cercetările efectuate asupra întreprinderilor industriale din China au arătat că cererea de renovări care economisesc energie provine în principal din următoarele trei aspecte:
Consumul de energie al compresorului de aer a reprezentat o proporție prea mare din consumul de energie al întreprinderii; instabilitatea alimentării cu aer comprimat a sistemului, fluctuațiile de presiune și alte impacturi asupra funcționării normale a echipamentelor; odată cu extinderea scării de producție, întreprinderea a optimizat transformarea sistemului original de aer comprimat pentru a se adapta la creșterea cererii. Datorită caracteristicilor sistemului de aer comprimat al întreprinderii și a tehnologiei de economisire a energiei aplicabile, pentru a îmbunătăți rata de succes a transformării, transformarea economisirii energiei nu poate fi implementată orbește. Este deosebit de important să se selecteze măsuri adecvate de economisire a energiei, bazate pe o analiză, testare și evaluare cuprinzătoare a întregului sistem. Autorii au analizat și explorat caracteristicile și domeniul de aplicare al unor tehnologii de economisire a energiei existente și emergente, investigând utilizarea aerului comprimat într-un număr mare de întreprinderi industriale.
Strategia de economisire a energiei sistemului
Pe baza teoriei evaluării consumului de energie al sistemului pneumatic și a analizei pierderilor de energie, pornind de la diversele aspecte ale compoziției sistemului, măsurile generale de economisire a energiei sunt luate după cum urmează:
Generarea de aer comprimat. Configurarea și întreținerea rezonabilă a diferitelor tipuri de compresoare, optimizarea modului de funcționare, gestionarea zilnică a echipamentelor de purificare a aerului. Transportul aerului comprimat. Optimizarea configurației rețelei de conducte, separarea conductelor de alimentare de înaltă și joasă presiune; supravegherea în timp real a distribuției consumului de aer, inspecția zilnică și minimizarea scurgerilor, îmbunătățirea pierderilor de presiune la îmbinări. Utilizarea aerului comprimat. Îmbunătățirea circuitului de acționare a cilindrilor, utilizarea de produse de economisire a energiei dezvoltate pentru această industrie, cum ar fi supape speciale de economisire a aerului pentru decorticarea cilindrilor în industria aluminiului electrolitic, precum și pistoale și duze de aer cu economie de energie. Recuperarea căldurii reziduale a compresorului. Căldura generată în timpul compresiei aerului este recuperată prin schimb de căldură etc. și utilizată pentru încălzire auxiliară și încălzire de proces etc.
Generarea de aer comprimat
1 compresor de aer cu economie de energie
În prezent, cele mai utilizate compresoare de aer în industrie sunt împărțite în principal în compresoare cu piston, centrifuge și cu șurub. Tipul cu piston este încă utilizat în cantități mari în unele întreprinderi vechi; tipul centrifugal este utilizat pe scară largă în întreprinderile textile, cu funcționare stabilă și eficiență ridicată, dar este predispus la supratensiuni atunci când presiunea sistemului se schimbă brusc. Principalele măsuri de economisire a energiei utilizate sunt: pentru a asigura curățenia aerului importat, în special întreprinderile textile trebuie să facă o treabă bună de filtrare grosieră, pentru a filtra un număr mare de fibre scurte din aer. Reducerea temperaturii de intrare a compresorului de aer pentru a îmbunătăți eficiența. Presiunea uleiului de ungere asupra vibrațiilor rotorului centrifugei are un impact mare, alegerea uleiului de ungere care conține agenți antispumanți și stabilizatori de oxidare. Acordați atenție calității apei de răcire, descărcării rezonabile a apei de răcire, completării planificate a apei. Punctele de descărcare a condensului compresorului de aer, uscătorului, rezervorului de stocare și rețelei de conducte trebuie descărcate în mod regulat. Pentru a preveni respirația șuierătoare cauzată de schimbările rapide ale cererii de aer etc., acordați atenție reglării benzii proporționale și a timpului integral setat de unitate și încercați să evitați reducerea bruscă a consumului de aer. Selectați centrifuge cu trei etape cu un efect remarcabil de economisire a energiei și încercați să utilizați motoare de înaltă presiune pentru a reduce pierderile în linie și a menține creșterea temperaturii stației de presiune a aerului la un nivel scăzut.
Compresorul de aer cu șurub este utilizat pe scară largă, iar următorul rezumat comparativ al modurilor de control ale compresorului de aer cu șurub este: analizarea problemelor actuale de încărcare/descărcare a compresorului de aer și reglarea presiunii constante permite concluzia că, bazându-se pe mijloace mecanice de reglare a supapei de admisie, alimentarea cu aer nu poate fi reglată rapid și continuu. Atunci când cantitatea de gaz se schimbă constant, presiunea de alimentare fluctuează inevitabil foarte mult. Controlul pur al frecvenței este utilizat pentru a adapta fluctuația consumului de aer din fabrică prin adăugarea unui convertor de frecvență pentru a regla producția de aer a compresorului de aer. Dezavantajul este că sistemul este potrivit pentru situațiile în care fluctuația consumului de aer din fabrică nu este mare (fluctuația este de 40%~70% din volumul producției de aer a unei singure mașini, iar efectul de economisire a energiei este cel mai semnificativ).
Sistem de control expert al grupului de 2 compresoare de aer
Sistemul expert de control al grupului de compresoare de aer a devenit noua tehnologie de control al grupului de compresoare de aer și de economisire a energiei. Sistemul de control, în funcție de schimbările cererii de presiune, controlează pornirea și oprirea diferitelor compresoare de aer, încărcarea și descărcarea etc., pentru a menține sistemul în funcțiune la numărul și capacitatea corecte ale compresoarelor.
Sistemul de control la domiciliu utilizează un convertor de frecvență pentru a modifica viteza unui singur compresor de aer în sistemul de alimentare cu gaz de joasă presiune din fabrică, controlând timpul de producție a gazului de către unitatea compresorului de aer, corelând cu fluctuațiile mici ale cantității de gaz din sistemul de alimentare cu gaz de joasă presiune din fabrică. În general, atunci când alegeți un compresor de aer cu conversie de frecvență, este necesar să efectuați teste și calcule complete într-un sistem profesional. Prin analiza și comparația de mai sus, se poate constata că eficiența energetică a multor sisteme de aer comprimat ale noastre este mult mai mare. Conversia de frecvență a compresorului poate obține un efect de economisire a energiei doar prin combinarea cu funcționarea propriului sistem de aer comprimat al întreprinderii, care trebuie testat și evaluat complet de către profesioniști înainte de utilizare. Sistemul de control expert al grupului de compresoare de aer este potrivit în special pentru mai multe compresoare de aer care funcționează simultan, iar implementarea unei configurații combinate în trepte poate satisface bine nevoile întreprinderilor.
3 îmbunătățiri ale procesului de uscare cu aer comprimat
În prezent, cele mai utilizate echipamente de uscare și procesare a aerului comprimat în întreprinderi sunt cele de tip refrigerat, cele fără regenerare termică și cele compozite cu micro-regenerare termică, principala comparație a performanțelor fiind prezentată în tabelul de mai jos.
Transformarea liniei de apărare în direcția economisirii energiei urmează următoarele principii: Dacă sistemul original de tratare a aerului are o puritate prea mare, treceți la un tratament mai mic. Îmbunătățiți procesul de uscare, reduceți pierderea de presiune a legăturii de tratament de uscare (pierderea de presiune la uscător în anumite sisteme poate ajunge până la 0,05 ~ 0,1 MPa), reduceți consumul de energie.
Transportul aerului comprimat
1. Presiunea de funcționare a sistemului de conducte din sistemul de conducte Yajiang nu trebuie să depășească 1,5% din presiunea de lucru. În prezent, multe stații de presiune a aerului nu au conducte primare și secundare, au prea multe coturi și curbe inutile, pulsații frecvente de presiune și pierderi semnificative de presiune. Unele dintre conductele pneumatice sunt îngropate în șanț și nu pot fi monitorizate pentru scurgeri. Pentru a asigura cererea de presiune a sistemului în orice caz, personalul de management operațional crește presiunea de funcționare a întregului sistem cu 0,1~0,2MPa, introducând o pierdere artificială de presiune. Pentru fiecare creștere de 0,1MPa a presiunii de evacuare a compresorului de aer, consumul de energie al compresorului de aer va crește cu 7%~10%. În același timp, creșterea presiunii sistemului crește scurgerile de aer. Măsuri de renovare pentru economisirea energiei: schimbarea conductei de ramificare într-o configurație în buclă, implementarea separării alimentării cu aer de înaltă și joasă presiune și instalarea unei unități de preaplin de precizie de înaltă și joasă presiune; schimbarea conductei cu rezistență locală mare în timpul renovării pentru economisirea energiei, reducerea rezistenței conductei și purificarea peretelui interior al conductei prin spălare acidă, îndepărtarea ruginii etc., astfel încât să se asigure că peretele conductei este neted.
2 Scurgeri, detectarea scurgerilor și obturarea
Majoritatea scurgerilor din fabrici sunt grave, cantitatea scurgerilor ajungând la 20%~35%, aparând în principal la supape, îmbinări, triplete, electrovalve, conexiuni filetate și capacul frontal al cilindrului fiecărui echipament care utilizează gaz; unele echipamente funcționează sub suprapresiune, se descarcă automat și evacuează frecvent. Daunele cauzate de scurgeri depășesc aproape imaginația majorității oamenilor. De exemplu, la stația de sudură prin puncte auto, zgura de sudură în conducta de gaz cauzată de o gaură mică de 1 mm în diametru, pierderea anuală de energie electrică de până la 355 kWh, aproape echivalentul consumului anual de energie electrică a două familii de trei membri. Măsuri de economisire a energiei: Instalați un sistem de gestionare a măsurării debitului pentru conducta de alimentare cu gaz a atelierului principal de generare pentru a determina limita de utilizare a procesului. Ajustați consumul de gaz de proces, reduceți la minimum numărul de supape și îmbinări și reduceți punctele de scurgere. Consolidați managementul și utilizați instrumente profesionale pentru inspecțiile regulate. Pe scurt, întreprinderile pot utiliza echipamente profesionale de testare, cum ar fi detectorul inteligent de scurgeri de gaze cu acces paralel, pistolul de scanare a punctelor de scurgere etc., pentru a lua măsuri de prevenire a funcționării, riscului, picurării și scurgerilor sistemului de aer comprimat, efectuând în consecință lucrări de întreținere și înlocuire a componentelor.
Utilizarea aerului comprimat
Pistoalele cu aer comprimat sunt utilizate pe scară largă în procesele de finisare a producției, în prelucrare și în alte șantiere de prelucrare, iar consumul lor de aer ajunge la 50% din totalul aerului necesar în unele zone industriale. În procesul de utilizare, apar fenomene precum conducte de alimentare cu aer prea lungi, presiune de alimentare prea mare, utilizarea țevilor de cupru drepte ca duză și creșterea neautorizată a presiunii de lucru de către lucrătorii din prima linie, ceea ce provoacă o risipă uriașă de aer.
Fenomenul nerezonabil al utilizării gazului în echipamentele pneumatice este, de asemenea, mai proeminent, cum ar fi determinarea dacă piesa de prelucrat este blocată în locul contrapresiunii gazului, alimentarea cu gaz a generatorului de vid etc. Fenomenul de alimentare neîntreruptă cu gaz Zun atunci când nu funcționează. Aceste probleme există în special în rezervoarele de substanțe chimice și alte gaze utilizate pentru amestecare, precum și în fabricarea anvelopelor, cum ar fi umflarea stereotipă. Măsuri de reformă pentru economisirea energiei: Utilizarea de noi dispozitive pneumatice de economisire a energiei cu duze și pistoale cu aer comprimat de tip pulsator. Utilizarea echipamentelor pneumatice specializate în anumite industrii, cum ar fi industria aluminiului, pentru a promova utilizarea cilindrilor de decojire și a supapelor speciale de economisire a aerului.
Recuperarea căldurii reziduale a compresorului de aer
Conform evaluării întregului ciclu de viață, 80%~90% din energia electrică consumată de compresoarele de aer este transformată în căldură și disipată. Distribuția consumului de căldură electrică al compresorului de aer este prezentată în figura de mai jos, excluzând căldura radiată în mediu și stocată în aerul comprimat, restul de 94% din energie putând fi utilizată sub formă de recuperare a căldurii reziduale.
Recuperarea căldurii reziduale se face prin schimbătorul de căldură și alte mijloace adecvate de recuperare a căldurii din procesul de compresie a aerului, utilizate pentru încălzirea aerului sau a apei, utilizări tipice precum încălzirea auxiliară, încălzirea proceselor și preîncălzirea apei de umplere a cazanului. Cu îmbunătățiri rezonabile, se poate recupera și utiliza între 50% și 90% din energia termică. Instalarea dispozitivelor de recuperare a căldurii poate controla eficient temperatura de funcționare a compresorului de aer la temperatura optimă de funcționare, astfel încât condițiile de funcționare ale uleiului de ungere să fie mai bune, iar volumul de evacuare al compresorului de aer să crească cu 2%~6%. În cazul compresorului de aer răcit cu aer, se poate opri ventilatorul de răcire al compresorului de aer și se poate utiliza pompa de circulație a apei pentru a recupera căldura; compresorul de aer răcit cu apă poate fi utilizat pentru încălzirea apei reci sau încălzirea spațiului, iar rata de recuperare este de 50%~60%. Recuperarea căldurii reziduale, comparativ cu echipamentele de încălzire electrică, are un consum de energie aproape zero; comparativ cu echipamentele pe gaz combustibil, are zero emisii, fiind o modalitate curată și ecologică de economisire a energiei. Pe baza teoriei analizei pierderilor de energie a sistemului de aer comprimat, sunt analizate și rezumate fenomenul existent de utilizare nerezonabilă a gazului și măsurile de economisire a energiei ale întreprinderii. În transformarea economisirii energiei la nivel de întreprindere, diferite sisteme sunt primele care efectuează teste și evaluări detaliate, pe baza cărora aplicarea unor măsuri de optimizare adecvate pentru atingerea obiectivelor de economisire a energiei poate îmbunătăți eficiența operațională a întregului sistem de aer comprimat.
Data publicării: 02 martie 2024