Ako široko používaný zdroj energie v priemyselnej oblasti predstavuje stlačený vzduch 10 % až 35 % celkovej spotreby energie v priemyselnej výrobe. 96 % spotreby energie systému stlačeného vzduchu tvorí spotreba energie priemyselného kompresora a ročná spotreba energie priemyselného kompresora v Číne predstavuje viac ako 6 % celkovej národnej spotreby energie. Prevádzkové náklady vzduchového kompresora, ktoré sa dajú rozdeliť na obstarávacie náklady, náklady na údržbu a prevádzkové náklady na energiu, predstavujú podľa teórie hodnotenia celého životného cyklu iba približne 10 %, zatiaľ čo náklady na energiu dosahujú až 77 %. To ukazuje, že Čína potrebuje dôrazne zlepšiť účinnosť využitia energie systému stlačeného vzduchu a zároveň vykonávať priemyselnú a hospodársku reštrukturalizáciu.
S prehlbujúcim sa chápaním potrieb podnikov v oblasti stlačeného vzduchu, úspor energie a znižovania emisií je naliehavé vybrať si vhodnú technológiu pre existujúci systém transformácie na úsporu energie, aby sa dosiahli najlepšie výsledky v oblasti úspory energie. Výskum čínskych priemyselných podnikov v posledných dvoch rokoch ukázal, že dopyt po energeticky úspornej renovácii pochádza najmä z týchto troch aspektov:
Spotreba energie vzduchového kompresora predstavovala príliš vysoký podiel spotreby energie v podniku; nestabilita systému stlačeného vzduchu, kolísanie tlaku a ďalšie vplyvy na normálnu prevádzku zariadenia; s rozširovaním rozsahu výroby sa podniky snaží optimalizovať transformáciu pôvodného systému stlačeného vzduchu, aby sa prispôsobili rastúcemu dopytu. Vzhľadom na charakteristiky systémov stlačeného vzduchu v podniku a použitú energeticky úspornú technológiu sa líšia, aby sa zlepšila úspešnosť transformácie, energeticky úsporná transformácia sa nemôže implementovať slepo. Obzvlášť dôležité je vybrať vhodné opatrenia na úsporu energie na základe komplexnej analýzy, testovania a vyhodnotenia celého systému. Autori analyzovali a preskúmali charakteristiky a rozsah použitia niektorých existujúcich a vznikajúcich energeticky úsporných technológií skúmaním použitia stlačeného vzduchu vo veľkom počte priemyselných podnikov.
Stratégia úspory energie systému
Na základe teórie hodnotenia spotreby energie pneumatického systému a analýzy energetických strát, vychádzajúc z rôznych aspektov zloženia systému, sa prijímajú nasledovné celkové opatrenia na úsporu energie:
Výroba stlačeného vzduchu. Rozumná konfigurácia a údržba rôznych typov kompresorov, optimalizácia prevádzkového režimu, denná správa zariadení na čistenie vzduchu. Doprava stlačeného vzduchu. Optimalizácia konfigurácie potrubnej siete, oddelenie vysokotlakových a nízkotlakových prívodných potrubí; dohľad nad rozložením spotreby vzduchu v reálnom čase, denná kontrola a minimalizácia únikov, zlepšenie tlakových strát v spojoch. Použitie stlačeného vzduchu. Zlepšenie obvodu pohonu valcov, použitie energeticky úsporných produktov vyvinutých pre toto odvetvie, ako sú špeciálne vzduchové ventily na lisovanie valcov v priemysle elektrolytického hliníka, ako aj energeticky úsporné vzduchové pištole a trysky. Rekuperácia odpadového tepla z kompresora. Teplo generované počas kompresie vzduchu sa rekuperuje pomocou výmeny tepla atď. a používa sa na pomocné vykurovanie a procesné vykurovanie atď.
Výroba stlačeného vzduchu
1 Úspora energie s jedným vzduchovým kompresorom
V súčasnosti sa v priemysle najčastejšie používajú vzduchové kompresory, ktoré sa delia najmä na piestové, odstredivé a skrutkové. Piestové kompresory sa stále vo veľkom množstve používajú v niektorých starších podnikoch; odstredivé kompresory sa široko používajú v textilných podnikoch so stabilnou prevádzkou a vysokou účinnosťou, ale sú náchylné na prepätie pri náhlej zmene tlaku v systéme. Hlavné opatrenia na úsporu energie sú: zabezpečiť čistotu privádzaného vzduchu, najmä v textilných podnikoch vykonávať dobrú hrubú filtráciu, aby sa odfiltrovalo veľké množstvo krátkych vlákien vo vzduchu. Znížiť vstupnú teplotu vzduchového kompresora pre zlepšenie účinnosti. Tlak mazacieho oleja na vibrácie rotora odstredivky má veľký vplyv, preto je potrebné vybrať mazací olej s obsahom protipeniacich činidiel a stabilizátorov oxidácie. Venovať pozornosť kvalite chladiacej vody, primeranému vypúšťaniu chladiacej vody a plánovanému dopĺňaniu vody. Miesta vypúšťania kondenzátu vzduchového kompresora, sušičky, zásobníka a potrubnej siete by sa mali pravidelne vypúšťať. Aby sa predišlo sipotu spôsobenému rýchlymi zmenami spotreby vzduchu atď., venovať pozornosť nastaveniu proporcionálneho pásma a integračného času nastaveného jednotkou a snažiť sa vyhnúť náhlemu zníženiu spotreby vzduchu. Vyberte si trojstupňové odstredivky s pozoruhodným efektom úspory energie a snažte sa použiť vysokotlakové motory na zníženie strát v potrubí a udržanie nízkeho nárastu teploty tlakovej stanice.
Skrutkový vzduchový kompresor sa široko používa, nasledujúce zhrnutie porovnania režimov riadenia skrutkového vzduchového kompresora: analýza súčasných problémov so zaťažením/odľahčením vzduchového kompresora a reguláciou konštantného tlaku môže viesť k záveru: spoliehanie sa na mechanické prostriedky regulácie vstupného ventilu nie je možné rýchlo a plynulo nastaviť prívod vzduchu. Keď sa množstvo plynu neustále mení, prívodný tlak nevyhnutne výrazne kolíše. Čistá frekvenčná regulácia sa používa na prispôsobenie kolísaniu spotreby vzduchu v továrni pridaním frekvenčného meniča na nastavenie produkcie vzduchu vzduchovým kompresorom. Nevýhodou je, že systém je vhodný pre situácie, keď kolísanie spotreby vzduchu v továrni nie je veľké (kolísanie je 40 % až 70 % objemu produkcie vzduchu jedným strojom a efekt úspory energie je najvýznamnejší).
2 Expertný riadiaci systém skupiny vzduchových kompresorov
Expertný riadiaci systém skupiny vzduchových kompresorov sa stal novou technológiou riadenia skupiny vzduchových kompresorov a úspory energie. Riadiaci systém podľa zmien požiadaviek na tlak, Admiral riadi spúšťanie a zastavovanie rôznych vzduchových kompresorov, nakladanie a vykladanie atď., aby systém vždy udržiaval správny počet a kapacitu kompresorov v prevádzke.
Systém domáceho riadenia pomocou frekvenčného meniča mení rýchlosť jedného vzduchového kompresora v nízkotlakovom systéme dodávky plynu z výroby, čím sa riadi čas výroby plynu jednotkou vzduchového kompresora, pričom sa množstvo plynu prispôsobuje nízkotlakovému systému dodávky plynu z výroby s malými výkyvmi. Vo všeobecnosti je potrebné, aby profesionálny systém vykonal komplexné testovanie a výpočet, aby sa rozhodlo, aký typ transformácie frekvencie vzduchového kompresora je potrebné zlepšiť. Z vyššie uvedenej analýzy a porovnania vyplýva, že mnohé z našich systémov stlačeného vzduchu majú veľký priestor na zlepšenie energetickej účinnosti. Transformácia frekvencie kompresora môže dosiahnuť úsporný efekt iba v kombinácii s prevádzkou vlastného systému stlačeného vzduchu podniku, ktorý musí byť pred použitím dôkladne otestovaný a vyhodnotený odborníkmi. Expertný systém riadenia skupiny vzduchových kompresorov je vhodný najmä pre viacero vzduchových kompresorov bežiacich súčasne. Implementácia stupňovitej kombinácie konfigurácie môže dobre uspokojiť potreby podnikov.
3. zlepšenie procesu sušenia stlačeným vzduchom
V súčasnosti sú najbežnejšie používanými zariadeniami na sušenie a spracovanie stlačeného vzduchu v podnikoch chladené, bez regenerácie tepla a kompozitné zariadenia s mikroregeneráciou tepla. Hlavné porovnanie výkonu je uvedené v tabuľke nižšie.
Energeticky úsporná transformácia obrannej línie sa riadi nasledujúcimi zásadami: Ak má pôvodný systém úpravy vzduchu príliš vysokú čistotu, zmeňte ho na úpravu s nižšou čistotou. Zlepšite proces sušenia, znížte tlakovú stratu v sušiacom systéme (tlaková strata v sušičke niektorých systémov až 0,05 ~ 0,1 MPa) a znížte spotrebu energie.
Preprava stlačeného vzduchu
1. Potrubný systém potrubného systému Yajiang by nemal prekročiť 1,5 % prevádzkového tlaku. V súčasnosti mnoho tlakových staníc nemá primárne a sekundárne potrubia, má príliš veľa zbytočných kolien a ohybov, časté tlakové pulzácie a vážne straty tlaku. Niektoré pneumatické potrubia sú zakopané vo výkope a nie je možné monitorovať ich úniky. Aby sa v každom prípade zabezpečil požadovaný tlak v systéme, personál riadenia prevádzky zvyšuje prevádzkový tlak celého systému o 0,1 až 0,2 MPa, čím sa vytvára umelá strata tlaku. Pri každom zvýšení výstupného tlaku vzduchového kompresora o 0,1 MPa sa spotreba energie vzduchového kompresora zvýši o 7 % až 10 %. Zároveň zvýšenie tlaku v systéme zvyšuje únik vzduchu. Opatrenia na úsporu energie: zmena usporiadania potrubia z odbočky na slučkové usporiadanie, zavedenie oddelenia prívodu vysokotlakového a nízkotlakového vzduchu a inštalácia presného prepúšťacieho zariadenia vysokotlakového a nízkotlakového vzduchu; výmena potrubia s veľkým lokálnym odporom počas energeticky úspornej rekonštrukcie, zníženie odporu potrubia a vyčistenie vnútornej steny potrubia kyselinovým umývaním, odstraňovaním hrdze atď., aby sa zabezpečila hladká stena potrubia.
2 Únik, detekcia úniku a upchatie
Väčšina únikov z výroby je závažná, pričom množstvo úniku dosahuje 20 % až 35 %, čo sa vyskytuje najmä vo ventiloch, spojoch, trojitých spojoch, solenoidových ventiloch, závitových spojoch a prednom kryte valca každého zariadenia využívajúceho plyn; niektoré zariadenia pracujú pod pretlakom, automaticky sa vyprázdňujú a často odsávajú. Škody spôsobené únikom sú takmer nepredstaviteľné. Napríklad v bodovej zváracej stanici automobilu, kde sa v plynovom potrubí objaví troska zvárania v dôsledku malého otvoru s priemerom 1 mm, ročná strata elektriny dosahuje až 355 kWh, čo sa takmer rovná ročnej spotrebe elektriny dvoch trojčlenných rodín. Opatrenia na úsporu energie: Nainštalujte systém riadenia prietoku pre prívod plynu do hlavnej výrobnej dielne, aby ste určili limit spotreby procesného plynu. Upravte spotrebu procesného plynu, minimalizujte počet ventilov a spojov a znížte počet miest úniku. Posilnite riadenie a používajte profesionálne nástroje na pravidelné kontroly. Stručne povedané, podniky môžu použiť niektoré profesionálne testovacie zariadenia, ako napríklad inteligentný detektor úniku plynu s paralelným prístupom, skenovaciu pištoľ na miesta úniku atď., aby prijali opatrenia na zabránenie chodu, riziku, kvapkaniu a úniku systému stlačeného vzduchu, a preto vykonávať údržbárske práce a výmenu komponentov.
Použitie stlačeného vzduchu
Vzduchové pištole sa široko používajú vo výrobných procesoch, pri obrábaní a iných procesných prevádzkach a ich spotreba vzduchu dosahuje v niektorých priemyselných oblastiach 50 % z celkového prívodu vzduchu. Počas používania sa vyskytujú javy, ako je príliš dlhé potrubie na prívod vzduchu, príliš vysoký tlak vzduchu, používanie rovnej medenej rúry ako trysky a neoprávnené zvyšovanie pracovného tlaku pracovníkmi v prvej línii, čo spôsobuje obrovské plytvanie vzduchom.
Výraznejší je aj neprimeraný jav používania plynu v pneumatických zariadeniach, napríklad pri detekcii spätného tlaku plynu, pri dodávke plynu z vákuového generátora atď. Dochádza k neprerušovanému prívodu plynu, keď zariadenie nepracuje. Tieto problémy sa vyskytujú najmä v nádržiach na chemikálie a iné plyny používané na miešanie a pri výrobe pneumatík, ako je stereotypné hustenie. Opatrenia na úsporu energie: Používanie nových pneumatických trysiek na úsporu energie a pulzných vzduchových pištolí. Používanie špecializovaných pneumatických zariadení v špecifických odvetviach, ako je hliníkársky priemysel, na podporu používania špeciálnych ventilov na úsporu vzduchu v valcoch na odstreďovanie.
Rekuperácia odpadového tepla zo vzduchového kompresora
Podľa hodnotenia celého životného cyklu sa 80 % až 90 % elektrickej energie spotrebovanej vzduchovými kompresormi premení na teplo a rozptýli. Rozdelenie spotreby elektrického tepla vzduchovým kompresorom je znázornené na obrázku nižšie, okrem tepla vyžarovaného do okolia a uloženého v samotnom stlačenom vzduchu, zvyšných 94 % energie možno využiť vo forme spätného získavania odpadového tepla.
Rekuperácia odpadového tepla sa uskutočňuje pomocou výmenníka tepla a iných vhodných prostriedkov na rekuperáciu tepla z procesov kompresie vzduchu, ktoré sa používajú na ohrev vzduchu alebo vody. Typické použitie je pomocné vykurovanie, procesné vykurovanie a predhrievanie doplňovacej vody v kotli. S primeranými vylepšeniami je možné rekuperovať a využiť 50 % až 90 % tepelnej energie. Inštalácia zariadení na rekuperáciu tepla môže efektívne regulovať prevádzkovú teplotu vzduchového kompresora na optimálnu prevádzkovú teplotu, čím sa zlepšia pracovné podmienky mazacieho oleja a objem výfukových plynov vzduchového kompresora sa zvýši o 2 % až 6 %. Pri vzduchom chladenom vzduchovom kompresore je možné zastaviť chladiaci ventilátor samotného vzduchového kompresora a použiť obehové vodné čerpadlo na rekuperáciu tepla. Vodou chladený vzduchový kompresor sa môže použiť na ohrev studenej vody alebo na vykurovanie priestorov a miera rekuperácie je 50 % až 60 %. Rekuperácia odpadového tepla má v porovnaní s elektrickými vykurovacími zariadeniami takmer nulovú spotrebu energie a v porovnaní s plynovými zariadeniami nulové emisie je to čistý a ekologický spôsob úspory energie. Na základe teórie analýzy energetických strát v systéme stlačeného vzduchu sa analyzujú a zhrňujú existujúce neprimerané využívanie plynu a opatrenia na úsporu energie v podniku. V rámci transformácie podniku zameranej na úsporu energie sa ako prvé vykonávajú podrobné testy a hodnotenia rôznych systémov, na základe ktorých sa aplikujú vhodné optimalizačné opatrenia na dosiahnutie cieľov úspory energie, čo môže zlepšiť prevádzkovú účinnosť celého systému stlačeného vzduchu.
Čas uverejnenia: 2. marca 2024