Como fonte de enerxía amplamente utilizada no campo industrial, o aire comprimido representa entre o 10 % e o 35 % do consumo total de enerxía na produción industrial. O 96 % do consumo de enerxía do sistema de aire comprimido corresponde ao consumo de enerxía do compresor industrial, e o consumo anual de enerxía do compresor industrial na China representa máis do 6 % do consumo total de enerxía nacional. Custos de funcionamento do compresor de aire segundo os custos de adquisición, os custos de mantemento e os custos de funcionamento enerxético. Segundo a teoría da avaliación do ciclo de vida completo, os custos de adquisición representan só arredor do 10 %, mentres que o custo enerxético chega ao 77 %. Isto demostra que a China necesita mellorar vigorosamente a eficiencia da utilización de enerxía do sistema de aire comprimido mentres leva a cabo a reestruturación industrial e económica.
Coa profundación da comprensión das necesidades de aforro de enerxía e redución de emisións das empresas, é urxente elixir a tecnoloxía axeitada para o sistema existente para a transformación do aforro de enerxía que permitiu acadar os mellores resultados de aforro enerxético. Nos últimos dous anos, a investigación sobre as empresas industriais chinesas demostrou que a demanda de renovacións de aforro de enerxía provén principalmente dos seguintes tres aspectos:
O consumo de enerxía do compresor de aire representou unha proporción demasiado alta do consumo de enerxía da empresa; a inestabilidade do subministro do sistema de aire comprimido, as flutuacións de presión e outros impactos no funcionamento normal do equipo; coa expansión da escala de produción, a empresa do sistema de aire comprimido orixinal para optimizar a transformación para adaptarse ao crecemento da demanda. Debido ás características do sistema de aire comprimido da empresa e á tecnoloxía de aforro de enerxía aplicable, para mellorar a taxa de éxito da transformación, a transformación de aforro de enerxía non se pode implementar cegamente. É especialmente importante seleccionar medidas de aforro de enerxía axeitadas baseadas nunha análise exhaustiva, probas e avaliación de todo o sistema. Os autores analizaron e exploraron as características e o alcance da aplicación dalgunhas tecnoloxías de aforro de enerxía existentes e emerxentes investigando o uso de aire comprimido nun gran número de empresas industriais.
Estratexia de aforro de enerxía do sistema
Baseándose na teoría da avaliación do consumo de enerxía do sistema pneumático e na análise das perdas de enerxía, partindo dos diversos aspectos da composición do sistema, as medidas xerais de aforro de enerxía tómanse do seguinte xeito:
Xeración de aire comprimido. Configuración e mantemento razoables de diferentes tipos de compresores, optimización do modo de funcionamento, xestión diaria dos equipos de purificación de aire. Transporte de aire comprimido. Optimización da configuración da rede de tubaxes, separación das tubaxes de subministración de alta e baixa presión; supervisión en tempo real da distribución do consumo de aire, inspección diaria e minimización das fugas, mellora da perda de presión nas unións. Uso de aire comprimido. Mellora do circuíto de accionamento de cilindros, uso de produtos de aforro de enerxía desenvolvidos para esta industria, como válvulas especiais de aforro de aire para o bombardeo de cilindros na industria do aluminio electrolítico, así como pistolas e boquillas de aforro de enerxía. Recuperación da calor residual do compresor. A calor xerada durante a compresión do aire recupérase mediante intercambio de calor, etc., e utilízase para calefacción auxiliar e calefacción de procesos, etc.
Xeración de aire comprimido
1 compresor de aire individual de aforro de enerxía
Na actualidade, os compresores de aire máis empregados na industria divídense principalmente en alternativos, centrífugos e de parafuso. O tipo alternativo aínda se emprega en grandes cantidades nalgunhas empresas antigas; o tipo centrífugo úsase amplamente nas empresas téxtiles, xa que o seu funcionamento é estable e ten alta eficiencia, pero é propenso a sufrir sobrecorrentes cando a presión do sistema cambia repentinamente. As principais medidas de aforro de enerxía empregadas son: garantir a limpeza do aire importado, especialmente nas empresas téxtiles, facer un bo traballo de filtración grosa para filtrar un gran número de fibras curtas no aire. Reducir a temperatura de entrada do compresor de aire para mellorar a eficiencia. A presión do aceite lubricante na vibración do rotor da centrífuga ten un grande impacto, polo que a elección dun aceite lubricante que conteña axentes antiespumantes e estabilizadores da oxidación debe realizarse. Preste atención á calidade da auga de refrixeración, á descarga razoable da auga de refrixeración e á reposición planificada da auga. Os puntos de descarga de condensados do compresor de aire, do secador, do tanque de almacenamento e da rede de tubaxes deben descargarse regularmente. Para evitar as sibilancias causadas por cambios rápidos na demanda de aire, etc., preste atención ao axuste da banda proporcional e do tempo integral configurados pola unidade e intente evitar unha redución repentina do consumo de aire. Seleccione centrífugas de tres etapas cun notable efecto de aforro de enerxía e intente usar motores de alta presión para reducir as perdas de liña e manter baixo o aumento de temperatura da estación de presión de aire.
O compresor de aire de parafuso é amplamente utilizado. O seguinte resumo comparativo do modo de control do compresor de aire de parafuso céntrase no seguinte: analizando os problemas actuais de carga/descarga do compresor de aire e regulación de presión constante, pódese concluír que, dependendo de medios mecánicos para regular a válvula de entrada, o subministro de aire non se pode axustar de forma rápida e continua. Cando a cantidade de gas cambia constantemente, a presión de subministro flutúa inevitablemente moito. O control de frecuencia puro úsase para adaptarse á flutuación do consumo de aire na fábrica engadindo un convertidor de frecuencia para axustar a produción de aire do compresor de aire. A desvantaxe é que o sistema é axeitado para situacións nas que a flutuación do consumo de aire da fábrica non é grande (a flutuación é do 40% ao 70% do volume de produción de aire dunha soa máquina e o efecto de aforro de enerxía é o máis significativo).
Sistema de control experto do grupo de compresores de aire 2
O sistema experto de control de grupos de compresores de aire converteuse na nova tecnoloxía de control de grupos de compresores de aire e aforro de enerxía. O sistema de control, segundo os cambios na demanda de presión, controla o arranque e a parada, a carga e descarga de diferentes compresores de aire, etc., para manter o sistema sempre co número e a capacidade correctos do compresor en funcionamento.
Sistema de control doméstico mediante o control do convertidor de frecuencia para cambiar a velocidade dun único compresor de aire no sistema de subministración de gas de baixa presión da fábrica para controlar o tempo de produción de gas da unidade do compresor de aire, coincidindo co sistema de subministración de gas de baixa presión da fábrica con pequenas flutuacións na cantidade de gas. Xeralmente, ao elixir que transformación de conversión de frecuencia do compresor de aire, é necesario que un sistema profesional realice probas e cálculos exhaustivos para decidir. A través da análise e comparación anteriores, pódese descubrir que a eficiencia enerxética de moitos dos nosos sistemas de aire comprimido ten moito marxe de mellora. A transformación de conversión de frecuencia do compresor só pode lograr un efecto de aforro de enerxía combinándoa co funcionamento do propio sistema de aire comprimido da empresa, que debe ser completamente probado e avaliado por profesionais antes do seu uso. O sistema de control experto do grupo de compresores de aire é especialmente axeitado para varios compresores de aire que funcionan ao mesmo tempo, a implementación da configuración de combinación de pasos pode satisfacer ben as necesidades das empresas.
3 melloras no proceso de secado con aire comprimido
Na actualidade, os equipos de secado e procesamento de aire comprimido máis empregados polas empresas son o tipo refrixerado, o tipo sen rexeneración de calor e o tipo composto de rexeneración de microcalor. A principal comparación de rendemento móstrase na táboa seguinte.
Transformación de aforro de enerxía da liña de defensa para seguir os seguintes principios: se o sistema orixinal de tratamento de aire ten unha pureza demasiado alta, cámbiase a un tratamento de menor correspondencia. Mellorar o proceso de secado, reducir a perda de presión da conexión do tratamento de secado (perda de presión no secador de certos sistemas de ata 0,05 ~ 0,1 MPa), reducir o consumo de enerxía.
Transporte de aire comprimido
1. O sistema de tubaxes do sistema de tubaxes Yajiang non debe superar o 1,5 % da presión de traballo. Na actualidade, moitas estacións de presión de aire non teñen tubaxes primarias nin secundarias, teñen demasiados cóbados e curvas innecesarios, pulsacións de presión frecuentes e perdas de presión importantes. Algunhas das tubaxes pneumáticas están soterradas na gabia e non se poden controlar as fugas. Para garantir a demanda de presión do sistema en calquera caso, o persoal de xestión de operacións aumenta a presión de funcionamento de todo o sistema en 0,1 ~ 0,2 MPa, o que introduce unha perda de presión artificial. Por cada aumento de 0,1 MPa na presión de escape do compresor de aire, o consumo de enerxía do compresor de aire aumentará entre un 7 % e un 10 %. Ao mesmo tempo, o aumento da presión do sistema aumenta as fugas de aire. Medidas de renovación de aforro de enerxía: cambiar a tubaxe da disposición derivada a unha disposición en bucle, implementar a separación do subministro de aire de alta e baixa presión e instalar unha unidade de desbordamento de precisión de alta e baixa presión; cambiar a tubaxe con gran resistencia local durante a renovación de aforro de enerxía, reducir a resistencia da tubaxe e purificar a parede interior da tubaxe mediante lavado con ácido, eliminación de ferruxe, etc., para garantir que a parede da tubaxe sexa lisa.
2 Fugas, detección de fugas e taponamento
A maior parte das fugas nas fábricas son graves, a cantidade de fugas chega ao 20 %~35 %, e prodúcese principalmente nas válvulas, xuntas, tripletes, válvulas solenoides, conexións roscadas e na tapa frontal do cilindro de cada equipo que usa gas; algúns dos equipos funcionan baixo sobrepresión, descargan automaticamente e escapan con frecuencia. Os danos causados polas fugas case superan a imaxinación da maioría da xente. Por exemplo, nunha estación de soldadura por puntos de automóbiles, unha escoria de soldadura na tubaxe de gas causada por un pequeno burato de 1 mm de diámetro pode provocar unha perda anual de electricidade de ata 355 kWh, case o equivalente á electricidade anual dunha casa de dúas familias de tres membros. Medidas de aforro de enerxía: instalar un sistema de xestión da medición do fluxo para a tubaxe de subministración de gas do taller de xeración principal para determinar o límite de uso do proceso. Axustar o consumo de gas do proceso, minimizar o número de válvulas e xuntas e reducir os puntos de fuga. Fortalecer a xestión e usar ferramentas profesionais para inspeccións regulares. En resumo, as empresas poden empregar algúns equipos de proba profesionais, como un detector intelixente de fugas de gas de acceso paralelo, unha pistola de dixitalización de puntos de fuga, etc., para tomar medidas que eviten que o sistema de aire comprimido funcione, se arrisque, gotee e gotee, e realizar así traballos de mantemento e substitución de compoñentes.
Uso de aire comprimido
As pistolas de aire comprimido úsanse amplamente nos procesos de acabado da fabricación, mecanizado e outras zonas de proceso, e o seu consumo de aire chega ao 50 % do subministro total de aire nalgunhas zonas industriais. No proceso de uso, prodúcense fenómenos como unha tubaxe de subministración de aire demasiado longa, unha presión de subministración demasiado alta, o uso de tubos de cobre rectos como boquilla e o aumento non autorizado da presión de traballo por parte dos traballadores da primeira liña, o que provoca un enorme desperdicio de aire.
O fenómeno irracional do uso de gas en equipos pneumáticos tamén é máis prominente, como determinar se a peza está atascada no lugar da detección de contrapresión do gas, subministración de gas do xerador de baleiro, etc. Fenómeno de subministración de gas ininterrompida Zun cando non está funcionando. Estes problemas existen especialmente en tanques de produtos químicos e outros gases utilizados para mesturar, e na fabricación de pneumáticos, como a inflación estereotipada. Medidas de reforma de aforro de enerxía: uso de novos dispositivos de aforro de enerxía de boquillas pneumáticas e pistolas de aire de tipo pulso. O uso de equipos pneumáticos especializados en industrias específicas, como a industria do aluminio, para promover o uso de válvulas especiais de aforro de aire do cilindro de bombardeo.
Recuperación de calor residual do compresor de aire
Segundo a avaliación do ciclo de vida completo, entre o 80 % e o 90 % da enerxía eléctrica consumida polos compresores de aire convértese en calor e disípase. A distribución do consumo de calor eléctrica do compresor de aire móstrase na figura seguinte, excluíndo a calor irradiada ao ambiente e almacenada no propio aire comprimido; o 94 % restante da enerxía pódese utilizar en forma de recuperación de calor residual.
A recuperación da calor residual realízase a través do intercambiador de calor e outros medios axeitados de recuperación de calor do proceso de compresión de aire que se empregan para quentar aire ou auga, sendo o seu uso típico o quentamento auxiliar, o quentamento do proceso e o prequentamento da auga de reposición da caldeira. Con melloras razoables, pódese recuperar e utilizar entre o 50 % e o 90 % da enerxía térmica. A instalación de dispositivos de recuperación de calor pode controlar eficazmente a temperatura de funcionamento do compresor de aire á temperatura de funcionamento óptima, de xeito que as condicións de traballo do aceite lubricante sexan mellores e o volume de escape do compresor de aire aumente entre un 2 % e un 6 %. Para o compresor de aire refrixerado por aire, pódese deter o ventilador de refrixeración do propio compresor de aire e usar a bomba de auga circulante para recuperar a calor; o compresor de aire refrixerado por auga pódese usar para quentar auga fría ou para quentar espazos, e a taxa de recuperación é do 50 % ao 60 %. A recuperación da calor residual en relación cos equipos de calefacción eléctrica case non consume enerxía; en relación cos equipos de gas combustible, as emisións son cero, o que supón unha forma limpa e respectuosa co medio ambiente de aforro de enerxía. Baseándose na teoría da análise da perda de enerxía do sistema de aire comprimido, analízanse e resúmense o fenómeno do uso irracional do gas existente e as medidas de aforro de enerxía da empresa. Na transformación do aforro enerxético da empresa, os diferentes sistemas deben realizar probas e avaliacións detalladas, sobre a base das cales a aplicación de medidas de optimización axeitadas para acadar os obxectivos de aforro enerxético pode mellorar a eficiencia operativa de todo o sistema de aire comprimido.
Data de publicación: 02-03-2024