סיכום חיסכון באנרגיה ושינוי מערכת אוויר דחוס

כמקור כוח נפוץ בתחום התעשייתי, אוויר דחוס מהווה 10%~35% מסך צריכת האנרגיה בייצור התעשייתי. 96% מצריכת האנרגיה של מערכת אוויר דחוס היא צריכת החשמל של מדחס תעשייתי, וצריכת החשמל השנתית של מדחס תעשייתי בסין מהווה יותר מ-6% מסך צריכת החשמל הלאומית. עלויות תפעול של מדחס אוויר לפי עלויות רכש, עלויות תחזוקה ועלויות תפעול אנרגיה, לפי תיאוריית הערכת מחזור החיים המלא, עלויות הרכש מהוות רק כ-10%, בעוד שעלות האנרגיה גבוהה עד 77%. ממצא זה מראה שסין צריכה לשפר באופן משמעותי את יעילות ניצול האנרגיה של מערכת אוויר דחוס תוך ביצוע רה-ארגון תעשייתי וכלכלי.

עם העמקת ההבנה של צרכי אוויר דחוס, חיסכון באנרגיה והפחתת פליטות בקרב ארגונים, חשוב לבחור בדחיפות את הטכנולוגיה המתאימה למערכת הקיימת לצורך טרנספורמציה לחיסכון באנרגיה, על מנת להשיג את התוצאות הטובות ביותר לחיסכון באנרגיה. בשנתיים האחרונות, מחקרים על מפעלים תעשייתיים בסין הראו כי הדרישה לשיפוץ חסכוני באנרגיה נובעת בעיקר משלושת ההיבטים הבאים:

צריכת האנרגיה של מדחס אוויר היוותה חלק גבוה מדי מצריכת החשמל של הארגון; חוסר יציבות באספקת מערכת האוויר הדחוס, תנודות בלחץ והשפעות אחרות על העבודה הרגילה של הציוד; עם הרחבת קנה המידה של הייצור, הארגון ביצע אופטימיזציה של השינוי במערכת האוויר הדחוס המקורית כדי להסתגל לגידול בביקוש. בשל מאפייני מערכת האוויר הדחוס הארגונית וטכנולוגיית חיסכון האנרגיה הרלוונטית השונים, על מנת לשפר את שיעור ההצלחה של השינוי, לא ניתן ליישם את השינוי באופן עיוור. חשוב במיוחד לבחור אמצעי חיסכון באנרגיה מתאימים המבוססים על ניתוח, בדיקה והערכה מקיפים של המערכת כולה. המחברים ניתחו וחקרו את המאפיינים והיקף היישום של כמה טכנולוגיות חיסכון באנרגיה קיימות ומתפתחות על ידי חקירת השימוש באוויר דחוס במספר רב של מפעלים תעשייתיים.

אסטרטגיית חיסכון באנרגיה של המערכת

בהתבסס על תיאוריית הערכת צריכת האנרגיה של מערכת פנאומטית וניתוח אובדן אנרגיה, החל מהיבטים שונים של הרכב המערכת, ננקטים אמצעי חיסכון באנרגיה הכוללים כדלקמן:

ייצור אוויר דחוס. תצורה ותחזוקה סבירים של סוגים שונים של מדחסים, אופטימיזציה של מצב פעולה, ניהול יומי של ציוד טיהור אוויר. הובלת אוויר דחוס. אופטימיזציה של תצורת רשת הצינורות, הפרדת צינורות אספקה ​​בלחץ גבוה ונמוך; פיקוח בזמן אמת על פיזור צריכת האוויר, בדיקה יומית ומזעור דליפות, שיפור אובדן לחץ בחיבורים. שימוש באוויר דחוס. שיפור מעגל הנעת הצילינדרים, שימוש במוצרים חסכוניים באנרגיה שפותחו עבור תעשייה זו, כגון שסתומי חסכון אוויר מיוחדים להפגזת צילינדרים בתעשיית האלומיניום האלקטרוליטי, כמו גם אקדחי אוויר ונחיריים חסכוניים באנרגיה. שחזור חום פסולת מדחסים. החום הנוצר במהלך דחיסת האוויר מוחזר באמצעות חילופי חום וכו', ומשמש לחימום עזר וחימום תהליכי וכו'.

יצירת אוויר דחוס

1 מדחס אוויר יחיד חיסכון באנרגיה

כיום, מדחסות האוויר הנפוצות ביותר בתעשייה מחולקות בעיקר למדחסי אוויר הדדיים, צנטריפוגלים ובורגיים. מדחס אוויר הדדי עדיין נמצא בשימוש בכמויות גדולות בכמה מפעלים ותיקים; מדחס אוויר הצנטריפוגלי נמצא בשימוש נרחב במפעלי טקסטיל עם פעולה יציבה ויעילות גבוהה, אך הוא נוטה לעלייה חדה כאשר לחץ המערכת משתנה פתאום. אמצעי חיסכון באנרגיה העיקריים המשמשים הם: להבטיח את ניקיון האוויר המיובא, במיוחד במפעלי טקסטיל לבצע עבודה טובה של סינון גס, על מנת לסנן מספר רב של סיבים קצרים באוויר. להפחית את טמפרטורת כניסת מדחס האוויר כדי לשפר את היעילות. ללחץ שמן הסיכה על רטט רוטור הצנטריפוגה יש השפעה גדולה, בחירת שמן סיכה המכיל חומרים נוגדי קצף ומייצבי חמצון. יש לשים לב לאיכות מי הקירור, פריקת מי הקירור סבירה, ומילוי מים מתוכנן. יש לרוקן את נקודות פריקת העיבוי של מדחס האוויר, מייבש האוויר, מיכל האחסון ורשת הצינורות באופן קבוע. על מנת למנוע צפצופים הנגרמים משינויים מהירים בביקוש לאוויר וכו', יש לשים לב להתאמת הפס הפרופורציונלי והזמן האינטגרלי שנקבעו על ידי היחידה, ולנסות להימנע מירידה פתאומית בצריכת האוויר. בחרו צנטריפוגות תלת-שלביות בעלות אפקט חיסכון באנרגיה יוצא דופן, ונסו להשתמש במנועים בלחץ גבוה כדי להפחית הפסדי קו ולשמור על עליית טמפרטורה נמוכה של תחנת לחץ האוויר.

מדחס אוויר בורגי נמצא בשימוש נרחב, להלן התמקדות בהשוואה בין מצבי בקרת מדחס אוויר בורגי: ניתוח בעיות הטעינה/פריקה הנוכחיות של מדחס האוויר וויסות לחץ קבוע, ניתן להסיק כי הסתמכות על אמצעים מכניים לוויסות שסתום הכניסה אינה מאפשרת התאמה מהירה ורציפה של אספקת האוויר. כאשר כמות הגז משתנה כל הזמן, לחץ האספקה ​​​​משתנה באופן בלתי נמנע מאוד. בקרת תדר טהורה משמשת להתאמת תנודות צריכת האוויר במפעל על ידי הוספת ממיר תדרים להתאמת ייצור האוויר של מדחס האוויר. החיסרון הוא שהמערכת מתאימה למצבים שבהם התנודות בצריכת האוויר במפעל אינן גדולות (התנודות הן 40% ~ 70% מנפח ייצור האוויר של מכונה בודדת ואפקט חיסכון האנרגיה הוא המשמעותי ביותר).

2 מערכת בקרת מומחים לקבוצת מדחס אוויר

מערכת בקרת קבוצת מדחס אוויר הפכה לטכנולוגיה חדשה של בקרת קבוצת מדחס אוויר וחיסכון באנרגיה. מערכת הבקרה מתאימה לשינויי לחץ, כולל בקרת הפעלה ועצירה של מדחסים שונים, טעינה ופריקה וכו', על מנת לשמור על מספר וקיבולת נכונים של המדחס במערכת.

מערכת בקרת בית באמצעות ממיר תדרים לשינוי מהירות של מדחס אוויר יחיד במערכת אספקת גז בלחץ נמוך במפעל כדי לשלוט בזמן ייצור הגז של מדחס האוויר, תוך התאמת מערכת אספקת גז בלחץ נמוך במפעל לתנודות קטנות בכמות הגז. בדרך כלל, בבחירת טרנספורמציית המרת תדר של מדחס אוויר, יש צורך במערכת מקצועית שמבצעת בדיקות וחישוב מקיפים כדי להחליט. באמצעות הניתוח וההשוואה הנ"ל, ניתן לגלות כי ליעילות האנרגיה של רבות ממערכות האוויר הדחוס שלנו יש מקום רב לשיפור. אפקט חיסכון באנרגיה ניתן להשיג באמצעות טרנספורמציית המרת תדר של מדחסים בשילוב עם מערכת האוויר הדחוס של הארגון עצמו, אשר צריכה להיבדק ולהיות מוערכת במלואן על ידי אנשי מקצוע לפני השימוש. מערכת בקרת קבוצת מדחס אוויר מתאימה במיוחד למדחסי אוויר מרובים הפועלים בו זמנית, ויישום תצורת שילוב שלבים יכול לענות היטב על צרכי הארגון.

3 שיפור תהליך ייבוש באוויר דחוס

כיום, ציוד ייבוש ועיבוד אוויר דחוס הנפוץ ביותר עבור ארגונים הוא מסוג קירור, סוג התחדשות ללא חום וסוג מרוכב התחדשות מיקרו-חום, השוואת הביצועים העיקרית מוצגת בטבלה שלהלן.

טרנספורמציה של קו ההגנה לחיסכון באנרגיה תפעל לפי העקרונות הבאים: אם מערכת האוויר המקורית טוהרת מדי, יש להחליף לטיפול תואם נמוך יותר. יש לשפר את תהליך הייבוש, להפחית את אובדן הלחץ של מערכת הייבוש (אובדן לחץ במייבש של מערכות מסוימות עד 0.05 ~ 0.1MPa), ולהפחית את צריכת האנרגיה.

הובלת אוויר דחוס

1. לחץ העבודה של מערכת הצנרת במערכת יאג'יאנג לא יעלה על 1.5% מלחץ העבודה. כיום, לתחנות לחץ אוויר רבות אין צינורות ראשיים ומשניים, יש יותר מדי מרפקים וכיפופים מיותרים, פעימות לחץ תכופות ואובדן לחץ חמור. חלק מהצינורות הפנאומטיים קבורים בתעלה ולא ניתן לנטר אותם לאיתור דליפות. כדי להבטיח את דרישת הלחץ במערכת בכל מקרה, צוות ניהול התפעול מגביר את לחץ הפעולה של המערכת כולה ב-0.1~0.2MPa, מה שמביא לאובדן לחץ מלאכותי. עבור כל עלייה של 0.1MPa בלחץ הפליטה של ​​מדחס האוויר, צריכת החשמל של מדחס האוויר תגדל ב-7%~10%. במקביל, העלייה בלחץ המערכת מגדילה את דליפת האוויר. אמצעי שיפוץ לחיסכון באנרגיה: שינוי סידור הצינור לסידור לולאה, יישום הפרדת אספקת אוויר בלחץ גבוה ונמוך, והתקנת יחידת גלישה מדויקת בלחץ גבוה ונמוך; החלפת צינור עם התנגדות מקומית גדולה במהלך שיפוץ חיסכון באנרגיה, הפחתת התנגדות הצינור וטיהור הדופן הפנימית של הצינור על ידי שטיפה בחומצה, הסרת חלודה וכו', על מנת להבטיח שדופן הצינור חלקה.

2 דליפה, גילוי דליפות וסתימה

רוב הדליפות במפעל הן חמורות, כמות הדליפה מגיעה ל-20%~35%, המתרחשת בעיקר בשסתומים, מפרקים, שלישיות, שסתומי סולנואיד, חיבורים הברגה וכיסוי הקדמי של המיכל של כל ציוד המשתמש בגז; חלק מהציוד פועל תחת לחץ יתר, פורק אוטומטית ומתרוקן לעתים קרובות. הנזק הנגרם מדליפה הוא כמעט מעבר לדמיונם של רוב האנשים. כגון תחנת ריתוך נקודתית ברכב של סיגי ריתוך בצינור הגז הנגרמים על ידי חור קטן בקוטר 1 מ"מ, אובדן החשמל השנתי מגיע עד 355 קוט"ש, כמעט שווה ערך לחשמל ביתי שנתי של שתי משפחות בנות שלוש נפשות. אמצעי חיסכון באנרגיה: התקנת מערכת לניהול מדידת זרימה עבור צינור אספקת הגז של סדנת הייצור הראשית כדי לקבוע את מגבלת השימוש בתהליך. התאמת צריכת גז התהליך, מזעור מספר השסתומים והמפרקים והפחתת נקודות הדליפה. חיזוק הניהול והשתמש בכלים מקצועיים לבדיקות שוטפות. בקיצור, ארגונים יכולים להשתמש בציוד בדיקה מקצועי כגון גלאי דליפות גז חכם עם גישה מקבילית, אקדח סריקת נקודות דליפה וכו', כדי לנקוט באמצעים למניעת הפעלה, סיכון, טפטוף ודליפה של מערכת האוויר הדחוס, בהתאם לבצע עבודות תחזוקה והחלפת רכיבים.

שימוש באוויר דחוס

אקדחי אוויר נמצאים בשימוש נרחב בתהליכי גימור ייצור, עיבוד שבבי ואתרי תהליכים אחרים, וצריכת האוויר שלהם מגיעה ל-50% מסך אספקת האוויר באזורים תעשייתיים מסוימים. בתהליך השימוש, ישנן תופעות כגון צינור אספקת אוויר ארוך מדי, לחץ אספקה ​​גבוה מדי, שימוש בצינור נחושת ישר כפיה והגברה בלתי מורשית של לחץ העבודה על ידי עובדי קו החזית, מה שגורם לבזבוז עצום של אוויר.

תופעה בלתי סבירה של שימוש בגז בציוד פנאומטי בולטת גם היא, כגון קביעת האם חומר העבודה תקוע במקום, גילוי לחץ גב גז, אספקת גז מחולל ואקום וכו'. תופעת אספקת גז רציפה של זון כאשר אינו פועל. בעיות אלה קיימות במיוחד במיכלי כימיקלים וגז אחר המשמש לערבוב, ובייצור צמיגים, כגון ניפוח סטריאוטיפי. אמצעי רפורמה לחיסכון באנרגיה: שימוש במכשירים חדשים לחיסכון באנרגיה של זרבובית פנאומטית ואקדחי אוויר מסוג פולסים. השימוש בציוד פנאומטי מיוחד בתעשיות ספציפיות, כגון תעשיית האלומיניום, מקדם את השימוש בשסתומי חיסכון אוויר מיוחדים של גליל הפגזה.

שחזור חום פסולת של מדחס אוויר

על פי הערכת מחזור החיים כולו, 80%~90% מהאנרגיה החשמלית הנצרכת על ידי מדחסי אוויר מומרת לחום ומתפזרת. התפלגות צריכת החום החשמלי של מדחס האוויר מוצגת באיור שלהלן, ללא החום המוקרן לסביבה ומאוחסן באוויר הדחוס עצמו, ניתן לנצל את 94% הנותרים של האנרגיה בצורה של השבת חום פסולת.

שחזור חום פסולת מתבצע באמצעות מחליף חום ואמצעים מתאימים אחרים של שחזור חום תהליך דחיסת אוויר המשמשים לחימום אוויר או מים, שימושים אופייניים כגון חימום עזר, חימום תהליך וחימום מוקדם של מי השלמת דוד. עם שיפורים סבירים, ניתן לשחזר ולנצל 50% עד 90% מאנרגיית החום. התקנת התקני שחזור חום יכולה לשלוט ביעילות בטמפרטורת ההפעלה של מדחס האוויר בטמפרטורת ההפעלה האופטימלית, כך שתנאי העבודה של שמן הסיכה ישתפרו, ונפח הפליטה של ​​מדחס האוויר יגדל ב-2%~6%. עבור מדחס אוויר מקורר אוויר, ניתן לעצור את מאוורר הקירור של מדחס האוויר עצמו ולהשתמש במשאבת מים במחזור כדי לשחזר את החום; מדחס אוויר מקורר מים יכול לשמש לחימום מים קרים או חימום חלל, ושיעור השחזור הוא 50%~60%. שחזור חום פסולת כמעט ואין צריכת אנרגיה יחסית לציוד חימום חשמלי; אפס פליטות יחסית לציוד דלק גז, זוהי דרך נקייה וידידותית לסביבה לחיסכון באנרגיה. בהתבסס על תיאוריית ניתוח אובדן האנרגיה של מערכת אוויר דחוס, מנותחים ומסוכמים תופעת השימוש הבלתי סביר בגז ואמצעי חיסכון באנרגיה של הארגון. במסגרת השינוי לחיסכון באנרגיה בארגון, מערכות שונות מבצעות לראשונה בדיקות והערכה מפורטות, שעל בסיסן יישום אמצעי אופטימיזציה מתאימים להשגת יעדי חיסכון באנרגיה יכול לשפר את יעילות התפעול של מערכת האוויר הדחוס כולה.