Tryckluft är en allmänt använd kraftkälla inom industrin och står för 10–35 % av den totala energiförbrukningen i industriproduktionen. 96 % av energiförbrukningen i tryckluftssystem kommer från industrikompressorer, och den årliga energiförbrukningen för industrikompressorer i Kina står för mer än 6 % av den totala nationella energiförbrukningen. Driftskostnaderna för luftkompressorer mätt i anskaffningskostnader, underhållskostnader och energikostnader, enligt teorin om fullständig livscykelanalys, står anskaffningskostnaderna endast för cirka 10 %, medan energikostnaden är så hög som 77 %. Detta visar att Kina behöver kraftfullt förbättra energianvändningseffektiviteten i tryckluftssystem samtidigt som man genomför industriell och ekonomisk omstrukturering.
I takt med att företag fördjupar sin förståelse för tryckluft, energibesparingar och utsläppsminskningar är det brådskande att välja lämplig teknik för att uppnå bästa möjliga energibesparingsresultat i befintliga system. Under de senaste två åren har forskning om Kinas industriföretag visat att efterfrågan på energibesparande renoveringar huvudsakligen kommer från följande tre aspekter:
Luftkompressorernas energiförbrukning stod för en alltför hög andel av företagets energiförbrukning; instabilitet i tryckluftssystemets försörjning, tryckfluktuationer och andra effekter på utrustningens normala drift. Med den ökande produktionsskalan måste företaget optimera omvandlingen av det ursprungliga tryckluftssystemet för att anpassa sig till den ökande efterfrågan. På grund av företagets tryckluftssystems egenskaper och den tillämpliga energibesparande tekniken kan energibesparande omvandling inte genomföras blint för att förbättra omvandlingens framgångsgrad. Det är särskilt viktigt att välja lämpliga energibesparande åtgärder baserat på omfattande analys, testning och utvärdering av hela systemet. Författarna har analyserat och utforskat egenskaperna och tillämpningsområdet för vissa befintliga och framväxande energibesparande tekniker genom att undersöka användningen av tryckluft i ett stort antal industriföretag.
Systemets energibesparingsstrategi
Baserat på teorin om utvärdering av pneumatiska systems energiförbrukning och analys av energiförluster, med utgångspunkt i systemets olika aspekter, vidtas de övergripande energibesparande åtgärderna enligt följande:
Generering av tryckluft. Rimlig konfiguration och underhåll av olika typer av kompressorer, optimering av driftsläge, daglig hantering av luftreningsutrustning. Transport av tryckluft. Optimering av rörledningsnätverkets konfiguration, separering av hög- och lågtrycksledningar; realtidsövervakning av luftförbrukningsfördelning, daglig inspektion och minimering av läckage, förbättring av tryckförlust vid skarvar. Användning av tryckluft. Förbättring av cylinderns drivkrets, användning av energibesparande produkter utvecklade för denna industri, såsom speciella luftbesparande ventiler för cylindrar inom elektrolytaluminiumindustrin, samt energibesparande luftpistoler och munstycken. Återvinning av spillvärme från kompressorer. Värmen som genereras under luftkompressionen återvinns med hjälp av värmeväxling etc. och används för extra uppvärmning och processuppvärmning etc.
Generering av tryckluft
1 Energibesparing för en enda luftkompressor
För närvarande är de mest använda luftkompressorerna inom industrin huvudsakligen indelade i kolvkompressorer, centrifugalkompressorer och skruvkompressorer. Kolvkompressorer används fortfarande i stora mängder i vissa gamla företag; centrifugalkompressorer används ofta i textilföretag med stabil drift och hög effektivitet, men de är benägna att trycket stiger när systemtrycket plötsligt ändras. De viktigaste energibesparande åtgärderna som används är: att säkerställa renheten hos den importerade luften, särskilt i textilföretag, att göra ett bra jobb med grovfiltrering, för att filtrera bort ett stort antal korta fibrer i luften. Minska luftkompressorns inloppstemperatur för att förbättra effektiviteten. Smörjoljans oljetryck på centrifugrotorns vibrationer har stor inverkan, valet av smörjolja som innehåller skumdämpande medel och oxidationsstabilisatorer. Var uppmärksam på kylvattenkvaliteten, rimlig kylvattenutmatning och planerad vattenpåfyllning. Kondensatutmatningspunkterna för luftkompressorn, torken, lagringstanken och rörnätet bör tömmas regelbundet. För att förhindra väsande andning orsakad av snabba förändringar i luftbehovet etc., var uppmärksam på att justera proportionalbandet och integraltiden som ställts in av enheten, och försök att undvika en plötslig minskning av luftförbrukningen. Välj trestegscentrifuger med anmärkningsvärd energibesparande effekt och försök att använda högtrycksmotorer för att minska ledningsförluster och hålla temperaturökningen i lufttrycksstationen låg.
Skruvluftkompressorer används ofta, och följande fokus ligger på en jämförande sammanfattning av skruvluftkompressorns styrlägen: analysera aktuella problem med belastning/lossning av luftkompressorn och reglering av konstant tryck. Slutsatsen är att man förlitar sig på mekaniska metoder för att reglera inloppsventilen, vilket gör att lufttillförseln inte kan justeras snabbt och kontinuerligt. När gasmängden ständigt förändras varierar matningstrycket oundvikligen kraftigt. Ren frekvensreglering används för att matcha fluktuationerna i luftförbrukningen i fabriken genom att lägga till en frekvensomvandlare för att justera luftkompressorns luftproduktion. Nackdelen är att systemet är lämpligt för situationer där fluktuationerna i fabrikens luftförbrukning inte är stora (fluktuationerna är 40%~70% av den enskilda maskinens luftproduktionsvolym och energibesparingseffekten är den mest betydande).
2 Expertstyrsystem för luftkompressorgrupp
Expertstyrningssystem för luftkompressorgrupper har blivit en ny teknik för styrning och energibesparing av luftkompressorgrupper. Styrsystemet anpassar sig efter tryckbehovet, och admiralstyrning av olika luftkompressorer startar och stoppar, lastar och lossar etc. för att hålla systemet i drift med rätt antal och kapacitet.
Hemmastyrningssystem genom styrning av frekvensomvandlaren för att ändra hastigheten på en enda luftkompressor i fabrikens lågtrycksgasförsörjningssystem för att styra luftkompressorns enhetstid för gasproduktion, och matcha fabrikens lågtrycksgasförsörjningssystem med små fluktuationer i gasmängden. Generellt sett måste man välja vilken luftkompressors frekvensomvandlingstransformation som helst, och ett professionellt system måste utföra omfattande tester och beräkningar för att kunna avgöra. Genom ovanstående analys och jämförelse kan man konstatera att många av våra tryckluftssystems energieffektivitet har mycket utrymme för förbättring. Kompressorns frekvensomvandlingstransformation kan endast uppnå energibesparande effekt genom att kombinera driften av företagets eget tryckluftssystem, vilket måste testas och utvärderas fullständigt av experter före användning. Luftkompressorgruppens expertstyrsystem är särskilt lämpligt för flera luftkompressorer som körs samtidigt. Implementeringen av stegkombinationskonfigurationen kan väl tillgodose företagens behov.
3 förbättring av tryckluftstorkningsprocessen
För närvarande är den vanligaste utrustningen för tryckluftstorkning och bearbetning av företag den kylda typen, typen utan värmeregenerering och den komposittypen för mikrovärmeregenerering. Den viktigaste prestandajämförelsen visas i tabellen nedan.
Energibesparande omvandling av försvarslinjen följer följande principer: Om det ursprungliga luftsystemet har för hög renhetsgrad, byt till en behandling med lägre renhet. Förbättra torkningsprocessen, minska tryckförlusten i torkbehandlingslänken (tryckförlust vid torken i vissa system upp till 0,05 ~ 0,1 MPa), minska energiförbrukningen.
Transport av tryckluft
1. Rörledningssystemets rörtryck bör inte överstiga 1,5 % av arbetstrycket. För närvarande saknar många lufttrycksstationer primära och sekundära rörledningar, för många onödiga böjar och krökningar, frekventa tryckpulseringar och allvarliga tryckförluster. Vissa av de pneumatiska rörledningarna är nedgrävda i schaktet och kan inte övervakas för läckage. För att säkerställa systemtrycksbehovet i alla fall ökar driftspersonalen hela systemets driftstryck med 0,1–0,2 MPa, vilket introducerar artificiell tryckförlust. För varje 0,1 MPa ökning av luftkompressorns avgastryck ökar luftkompressorns strömförbrukning med 7 %–10 %. Samtidigt ökar ökningen av systemtrycket luftläckaget. Energibesparande renoveringsåtgärder: ändra rörledningen i grenarrangemanget till en slinga, implementera separering av hög- och lågtryckslufttillförsel och installera hög- och lågtryckspridningsenhet för precision. byt rörledning med stort lokalt motstånd under energibesparande renovering, minska rörledningsmotståndet och rengör rörets innervägg genom syratvätt, rostborttagning etc. för att säkerställa att rörväggen är slät.
2 Läckage, läckagedetektering och pluggning
Merparten av läckaget i fabriken är allvarligt, läckagemängden når 20–35 %, vilket huvudsakligen uppstår i ventiler, kopplingar, tripletter, magnetventiler, gängade anslutningar och frontkåpan på varje gasförbrukande utrustning. En del av utrustningen arbetar under övertryck, avlastas automatiskt och töms ofta. Skadorna som orsakas av läckage övergår nästan de flestas fantasi. Till exempel, vid punktsvetsning i bilar, kan ett litet hål på 1 mm i diameter orsaka svetsslagg i gasröret, vilket leder till en årlig elförlust på upp till 355 kWh, vilket nästan motsvarar två tremannafamiljers årliga hushållsel. Energibesparande åtgärder: Installera ett flödesmätningssystem för gasförsörjningsröret i den huvudsakliga kraftverkstaden för att bestämma gränsen för processanvändningen. Justera processgasförbrukningen, minimera antalet ventiler och kopplingar och minska läckagepunkterna. Stärk hanteringen och använd professionella verktyg för regelbundna inspektioner. Kort sagt kan företag använda professionell testutrustning, såsom intelligent gasläckagedetektor med parallell åtkomst, läckagepunktsskanningspistol etc., för att vidta åtgärder för att förhindra att tryckluftssystemet startar, riskerar att rinna, droppar och läcker, och därefter utföra underhållsarbete och komponentbyte.
Användning av tryckluft
Luftpistoler används ofta i tillverkningsprocesser, bearbetning och andra processanläggningar, och deras luftförbrukning når 50 % av den totala lufttillförseln i vissa industriområden. Under användningsprocessen uppstår fenomen som för långa lufttillförselrör, för högt matningstryck, användning av raka kopparrör som munstycke och obehörig ökning av arbetstrycket av frontlinjearbetare, vilket orsakar enormt luftslöseri.
Orimliga fenomen med gasanvändning i pneumatisk utrustning är också mer framträdande, såsom att avgöra om arbetsstycket har fastnat på plats vid detektering av gasmottryck, vakuumgeneratorns gasförsörjning etc. Zun-fenomenet med oavbruten gasförsörjning när den inte fungerar. Dessa problem förekommer särskilt i kemikalietankar och annan gas som används för blandning, och vid däcktillverkning, såsom stereotypisk uppblåsning. Energibesparande reformåtgärder: Användning av nya pneumatiska munstycken, energibesparande anordningar och pulserande luftpistoler. Användning av specialiserad pneumatisk utrustning i specifika industrier, såsom aluminiumindustrin, för att främja användningen av speciella luftbesparande ventiler för beskjutningscylindrar.
Återvinning av spillvärme från luftkompressorn
Enligt en livscykelanalys omvandlas 80–90 % av den elektriska energi som förbrukas av luftkompressorer till värme och avges. Fördelningen av luftkompressorns elektriska värmeförbrukning visas i figuren nedan. Exklusive den värme som avges till omgivningen och lagras i själva tryckluften kan de återstående 94 % av energin utnyttjas i form av spillvärmeåtervinning.
Spillvärmeåtervinning sker genom värmeväxlare och andra lämpliga metoder för luftkompressionsprocessvärmeåtervinning som används för att värma luft eller vatten. Typiska användningsområden är till exempel extra uppvärmning, processuppvärmning och förvärmning av pannans påfyllningsvatten. Med rimliga förbättringar kan 50 % till 90 % av värmeenergin återvinnas och användas. Installation av värmeåtervinningsanordningar kan effektivt styra luftkompressorns driftstemperatur vid optimal driftstemperatur, så att smörjoljans arbetsförhållanden förbättras och luftkompressorns avgasvolym ökar med 2 % till 6 %. För luftkylda luftkompressorer kan man stoppa kylfläkten på själva luftkompressorn och använda cirkulationsvattenpumpen för att återvinna värmen. Vattenkylda luftkompressorer kan användas för att värma kallt vatten eller uppvärma rum, och återvinningsgraden är 50 % till 60 %. Spillvärmeåtervinning har nästan ingen energiförbrukning jämfört med elektrisk uppvärmningsutrustning; nollutsläpp jämfört med gasdrivna utrustning är ett rent och miljövänligt sätt att spara energi. Baserat på teorin om energiförlustanalys av tryckluftssystem analyseras och sammanfattas den befintliga orimliga gasanvändningen och företagets energibesparande åtgärder. I den energibesparande omvandlingen av företag är det första steget att utföra detaljerade tester och utvärderingar av olika system. Utifrån dessa kan tillämpningen av lämpliga optimeringsåtgärder för att uppnå energibesparingsmål förbättra driftseffektiviteten hos hela tryckluftssystemet.
Publiceringstid: 2 mars 2024