Jakožto široce používaný zdroj energie v průmyslu představuje stlačený vzduch 10 % až 35 % celkové spotřeby energie v průmyslové výrobě. 96 % spotřeby energie systémů stlačeného vzduchu tvoří spotřeba energie průmyslových kompresorů a roční spotřeba energie průmyslových kompresorů v Číně představuje více než 6 % celkové národní spotřeby energie. Provozní náklady vzduchových kompresorů, pokud jde o náklady na pořízení, náklady na údržbu a provozní náklady na energii, představují podle teorie hodnocení celého životního cyklu pouze asi 10 % provozních nákladů, zatímco náklady na energii dosahují až 77 %. To ukazuje, že Čína potřebuje energicky zlepšit účinnost využití energie systémů stlačeného vzduchu a zároveň provádět průmyslovou a ekonomickou restrukturalizaci.
S prohlubujícím se chápáním potřeb podniků v oblasti stlačeného vzduchu, úspor energie a snižování emisí je naléhavě nutné zvolit vhodnou technologii pro stávající systém energeticky úsporné transformace, aby se dosáhlo co nejlepších výsledků v oblasti úspor energie. Výzkum čínských průmyslových podniků v posledních dvou letech ukázal, že poptávka po energeticky úsporných renovacích pramení především z následujících tří aspektů:
Spotřeba energie vzduchových kompresorů představovala příliš vysoký podíl spotřeby energie v podniku; nestabilita dodávky stlačeného vzduchu do systému, kolísání tlaku a další dopady na normální provoz zařízení; s rozšiřováním výrobního rozsahu se podniky snaží optimalizovat transformaci původního systému stlačeného vzduchu, aby se přizpůsobily rostoucí poptávce. Vzhledem k charakteristikám systémů stlačeného vzduchu v podniku a použitým energeticky úsporným technologiím se nelze energeticky úspornou transformaci zavádět slepě, aby se zlepšila úspěšnost transformace. Obzvláště důležité je vybrat vhodná energeticky úsporná opatření na základě komplexní analýzy, testování a vyhodnocení celého systému. Autoři analyzovali a prozkoumali vlastnosti a rozsah použití některých stávajících i nově vznikajících energeticky úsporných technologií zkoumáním využití stlačeného vzduchu ve velkém počtu průmyslových podniků.
Strategie úspory energie systému
Na základě teorie hodnocení spotřeby energie pneumatického systému a analýzy energetických ztrát, vycházející z různých aspektů složení systému, jsou celková opatření k úsporě energie přijata takto:
Výroba stlačeného vzduchu. Rozumná konfigurace a údržba různých typů kompresorů, optimalizace provozního režimu, denní správa zařízení na čištění vzduchu. Doprava stlačeného vzduchu. Optimalizace konfigurace potrubní sítě, oddělení vysokotlakých a nízkotlakých přívodních potrubí; dohled nad rozložením spotřeby vzduchu v reálném čase, denní kontrola a minimalizace úniků, zlepšení tlakových ztrát ve spojích. Využití stlačeného vzduchu. Zlepšení obvodu pohonu válců, použití energeticky úsporných produktů vyvinutých pro toto odvětví, jako jsou speciální vzduchové ventily pro lisování válců v elektrolytickém hliníkárenském průmyslu, stejně jako energeticky úsporné vzduchové pistole a trysky. Rekuperace odpadního tepla kompresoru. Teplo generované při kompresi vzduchu se rekuperuje pomocí výměny tepla atd. a používá se pro pomocné vytápění a procesní vytápění atd.
Výroba stlačeného vzduchu
1 Úspora energie s jedním vzduchovým kompresorem
V současné době se nejrozšířenější vzduchové kompresory v průmyslu dělí hlavně na pístové, odstředivé a šroubové. Pístové kompresory se stále ve velkém množství používají v některých starších podnicích; odstředivé kompresory se široce používají v textilních podnicích se stabilním provozem a vysokou účinností, ale jsou náchylné k přepětí při náhlé změně tlaku v systému. Hlavní používaná opatření k úsporě energie jsou: zajistit čistotu přiváděného vzduchu, zejména v textilních podnicích provádět dobrou hrubou filtraci, aby se odfiltrovalo velké množství krátkých vláken ve vzduchu. Snížit vstupní teplotu vzduchového kompresoru pro zvýšení účinnosti. Tlak mazacího oleje na vibrace rotoru odstředivky má velký vliv, proto je třeba vybrat mazací olej obsahující odpěňovače a stabilizátory oxidace. Věnovat pozornost kvalitě chladicí vody, rozumnému vypouštění chladicí vody a plánovanému doplňování vody. Výpustné body kondenzátu vzduchového kompresoru, sušičky, skladovací nádrže a potrubní sítě by měly být pravidelně vypouštěny. Aby se zabránilo sípání způsobenému rychlými změnami spotřeby vzduchu atd., věnovat pozornost nastavení proporcionálního pásma a integračního času nastaveného jednotkou a snažit se vyhnout náhlému snížení spotřeby vzduchu. Vyberte třístupňové odstředivky s pozoruhodným účinkem úspory energie a snažte se používat vysokotlaké motory, abyste snížili ztráty v potrubí a udrželi nízký nárůst teploty tlakové stanice.
Šroubový vzduchový kompresor se široce používá. Následující shrnutí se zaměřuje na srovnání režimů řízení šroubového vzduchového kompresoru: Analýza aktuálních problémů se zatěžováním/odlehčováním vzduchového kompresoru a regulací konstantního tlaku umožňuje závěr: při spoléhání se na mechanické prostředky regulace vstupního ventilu nelze rychle a plynule upravovat přívod vzduchu. Pokud se množství plynu neustále mění, přívodní tlak nevyhnutelně značně kolísá. Čistě frekvenční regulace se používá k vyrovnání kolísání spotřeby vzduchu v továrně přidáním frekvenčního měniče pro úpravu produkce vzduchu vzduchovým kompresorem. Nevýhodou je, že systém je vhodný pro situace, kdy kolísání spotřeby vzduchu v továrně není velké (kolísání je 40 % až 70 % objemu produkce vzduchu jedním strojem a úspora energie je nejvýznamnější).
2 Systém expertního řízení skupiny vzduchových kompresorů
Expertní řídicí systém skupiny vzduchových kompresorů se stal novou technologií pro řízení skupiny vzduchových kompresorů a úsporu energie. Řídicí systém podle změn požadovaného tlaku ovládá spouštění a zastavování různých vzduchových kompresorů, nakládání a vykládání atd., aby systém vždy udržoval správný počet a kapacitu kompresorů v provozu.
Systém domácího řízení pomocí frekvenčního měniče mění otáčky jednoho vzduchového kompresoru v nízkotlakém systému dodávky plynu z výroby. Řídí tak dobu výroby plynu jednotkou vzduchového kompresoru a přizpůsobuje se nízkotlakému systému dodávky plynu z výroby s malými výkyvy v množství plynu. Obecně platí, že pro výběr frekvenční převodní transformace vzduchového kompresoru je nutné použít profesionální systém, který provede komplexní testování a výpočet. Z výše uvedené analýzy a srovnání lze vyvodit následující: energetická účinnost mnoha našich systémů stlačeného vzduchu má velký prostor pro zlepšení. Frekvenční převodní transformace kompresoru může dosáhnout úsporného efektu pouze v kombinaci s provozem vlastního systému stlačeného vzduchu podniku, který musí být před použitím plně otestován a vyhodnocen odborníky. Expertní řídicí systém skupiny vzduchových kompresorů je vhodný zejména pro více vzduchových kompresorů běžících současně. Implementace stupňovité kombinace konfigurace může dobře uspokojit potřeby podniků.
3. vylepšení procesu sušení stlačeným vzduchem
V současné době jsou nejčastěji používanými zařízeními pro sušení a zpracování stlačeného vzduchu v podnicích chlazené, bez regenerace tepla a kompozitní zařízení s mikroregenerací tepla. Hlavní srovnání výkonu je uvedeno v tabulce níže.
Energeticky úsporná transformace obranné linie se řídí následujícími principy: Pokud má původní systém čištění vzduchu příliš vysokou čistotu, přejděte na nižší odpovídající úpravu. Zlepšete proces sušení, snižte tlakovou ztrátu v sušicím systému (tlaková ztráta v sušičce některých systémů až 0,05 ~ 0,1 MPa), snižte spotřebu energie.
Přeprava stlačeného vzduchu
1. Potrubní systém Potrubní systém Yajiang by neměl překročit 1,5 % provozního tlaku. V současné době mnoho tlakových stanic nemá žádné primární a sekundární potrubí, má příliš mnoho zbytečných kolen a ohybů, časté tlakové pulzace a značné tlakové ztráty. Některá pneumatická potrubí jsou uložena ve výkopu a nelze je monitorovat na úniky. Aby byl v každém případě zajištěn požadovaný tlak v systému, zvyšuje provozní management provozní tlak celého systému o 0,1~0,2 MPa, čímž se vytváří umělá tlaková ztráta. Na každé zvýšení výstupního tlaku vzduchového kompresoru o 0,1 MPa se zvýší spotřeba energie vzduchového kompresoru o 7%~10%. Současně zvýšení tlaku v systému zvyšuje únik vzduchu. Energeticky úsporná opatření k rekonstrukci: změna uspořádání odboček potrubí na smyčkové, zavedení oddělení přívodu vysokotlakého a nízkotlakého vzduchu a instalace přesné přepouštěcí jednotky vysokotlakého a nízkotlakého vzduchu; výměna potrubí s velkým místním odporem během energeticky úsporné rekonstrukce, snížení odporu potrubí a čištění vnitřní stěny potrubí kyselinovým mytím, odstraňováním rzi atd., aby se zajistila hladká stěna potrubí.
2 Únik, detekce úniků a ucpání
Většina úniků z výroby je závažná, jejichž množství dosahuje 20 % až 35 % a vyskytuje se hlavně ve ventilech, spojích, trojitých spojích, solenoidových ventilech, závitových spojích a předním krytu válce každého plynového zařízení; některá zařízení pracují pod přetlakem, automaticky se odlehčují a často odsávají. Škody způsobené úniky jsou téměř nepředstavitelné. Například u automobilové bodové svářečky, kde se v plynovém potrubí objeví struska způsobená malým otvorem o průměru 1 mm, roční ztráta elektřiny dosahuje až 355 kWh, což se téměř rovná roční spotřebě elektřiny dvou tříčlenných rodin. Opatření na úsporu energie: Instalace systému řízení průtoku v přívodním plynovodu hlavní výrobní haly pro stanovení limitu spotřeby procesního plynu. Upravení spotřeby procesního plynu, minimalizace počtu ventilů a spojů a snížení počtu míst úniku. Posílení řízení a používání profesionálních nástrojů pro pravidelné kontroly. Stručně řečeno, podniky mohou využít profesionální testovací zařízení, jako je inteligentní detektor úniku plynu s paralelním přístupem, skenovací pistole pro body úniku atd., aby přijaly opatření k zabránění chodu, riziku, kapání a úniku systému stlačeného vzduchu, a aby mohly provádět údržbu a výměnu součástí.
Použití stlačeného vzduchu
Vzduchové pistole se široce používají ve výrobních procesech, při obrábění a dalších procesních provozech a jejich spotřeba vzduchu dosahuje v některých průmyslových oblastech 50 % celkového přívodu vzduchu. Během používání dochází k jevům, jako je příliš dlouhé potrubí pro přívod vzduchu, příliš vysoký tlak vzduchu, použití rovné měděné trubky jako trysky a neoprávněné zvyšování pracovního tlaku pracovníky v první linii, což způsobuje obrovské plýtvání vzduchem.
Výraznější je také nepřiměřený jev používání plynu v pneumatických zařízeních, například detekce zpětného tlaku plynu, dodávka plynu do vakuového generátoru atd. Způsobuje nepřerušovaný přívod plynu, když je zařízení v nefunkčním stavu. Tyto problémy se vyskytují zejména v nádržích na chemikálie a jiné plyny používané k míchání a při výrobě pneumatik, například stereotypní huštění. Reformní opatření pro úsporu energie: Použití nových pneumatických trysek, zařízení pro úsporu energie a pulzních vzduchových pistolí. Použití specializovaných pneumatických zařízení ve specifických odvětvích, jako je hliníkářský průmysl, k podpoře používání speciálních vzduchových ventilů pro šnekové válce.
Rekuperace odpadního tepla vzduchového kompresoru
Podle vyhodnocení celého životního cyklu se 80 % až 90 % elektrické energie spotřebované vzduchovými kompresory přemění na teplo a rozptýlí se. Rozložení spotřeby elektrického tepla vzduchovým kompresorem je znázorněno na obrázku níže. Nezahrnuje teplo vyzařované do okolí a uložené v samotném stlačeném vzduchu. Zbývajících 94 % energie lze využít ve formě rekuperace odpadního tepla.
Rekuperace odpadního tepla probíhá pomocí výměníku tepla a dalších vhodných prostředků pro rekuperaci procesního tepla komprese vzduchu, které se používá k ohřevu vzduchu nebo vody. Typické použití je pomocné vytápění, procesní vytápění a předehřev doplňovací vody kotle. S rozumným vylepšením lze rekuperovat a využít 50 % až 90 % tepelné energie. Instalace zařízení pro rekuperaci tepla může účinně regulovat provozní teplotu vzduchového kompresoru na optimální provozní teplotu, čímž se zlepší pracovní podmínky mazacího oleje a objem výfukových plynů vzduchového kompresoru se zvýší o 2 % až 6 %. U vzduchem chlazeného vzduchového kompresoru lze zastavit chladicí ventilátor samotného vzduchového kompresoru a použít oběhové vodní čerpadlo k rekuperaci tepla. Vodou chlazený vzduchový kompresor lze použít k ohřevu studené vody nebo k vytápění prostor a míra rekuperace je 50 % až 60 %. Rekuperace odpadního tepla ve srovnání s elektrickými topnými zařízeními má téměř nulovou spotřebu energie a ve srovnání s plynovými zařízeními nulové emise, což je čistý a ekologický způsob úspory energie. Na základě analýzy teorie energetických ztrát v systému stlačeného vzduchu jsou analyzovány a shrnuty stávající jevy nepřiměřeného využívání plynu a opatření na úsporu energie v podniku. V rámci transformace podniku zaměřené na úsporu energie je nejdůležitější provést podrobné testování a vyhodnocení různých systémů, na jejichž základě lze aplikovat vhodná optimalizační opatření k dosažení cílů úspory energie a zlepšit tak provozní účinnost celého systému stlačeného vzduchu.
Čas zveřejnění: 2. března 2024