Perslucht is een veelgebruikte energiebron in de industrie en is verantwoordelijk voor 10% tot 35% van het totale energieverbruik in de industriële productie. 96% van het energieverbruik van een persluchtsysteem wordt veroorzaakt door de industriële compressor, en het jaarlijkse energieverbruik van industriële compressoren in China bedraagt meer dan 6% van het totale nationale energieverbruik. De operationele kosten van een persluchtcompressor, inclusief aanschafkosten, onderhoudskosten en energiekosten, blijken volgens de theorie van de volledige levenscyclusanalyse slechts ongeveer 10% van de totale kosten te bedragen, terwijl de energiekosten maar liefst 77% zijn. Dit toont aan dat China de energie-efficiëntie van persluchtsystemen krachtig moet verbeteren in het kader van de industriële en economische herstructurering.
Naarmate bedrijven zich meer bewust worden van de behoeften op het gebied van perslucht, energiebesparing en emissiereductie, is het dringend noodzakelijk om de juiste technologie te kiezen voor de energiebesparende transformatie van bestaande systemen om de beste resultaten te behalen. Onderzoek onder Chinese industriële bedrijven in de afgelopen twee jaar heeft aangetoond dat de vraag naar energiebesparende renovaties hoofdzakelijk voortkomt uit de volgende drie aspecten:
Het energieverbruik van luchtcompressoren was een te groot deel van het totale energieverbruik van bedrijven. Instabiliteit van de persluchttoevoer, drukschommelingen en andere factoren hadden een negatieve invloed op de normale werking van de apparatuur. Met de uitbreiding van de productie moesten bedrijven hun bestaande persluchtsysteem optimaliseren en moderniseren om aan de groeiende vraag te voldoen. Omdat de kenmerken van het persluchtsysteem van een bedrijf verschillen van de toepasbare energiebesparende technologieën, kan een energiebesparende transformatie niet zomaar blindelings worden doorgevoerd om de kans op succes te vergroten. Het is met name belangrijk om geschikte energiebesparende maatregelen te selecteren op basis van een uitgebreide analyse, testen en evaluatie van het gehele systeem. De auteurs hebben de kenmerken en het toepassingsgebied van een aantal bestaande en opkomende energiebesparende technologieën geanalyseerd en onderzocht door het persluchtgebruik in een groot aantal industriële bedrijven te bestuderen.
Systeemstrategie voor energiebesparing
Op basis van de theorie van de evaluatie van het energieverbruik en de analyse van energieverliezen in pneumatische systemen, en uitgaande van de verschillende aspecten van de systeemsamenstelling, worden de volgende algemene energiebesparende maatregelen genomen:
Opwekking van perslucht. Redelijke configuratie en onderhoud van verschillende typen compressoren, optimalisatie van de bedrijfsmodus, dagelijks beheer van luchtzuiveringsapparatuur. Transport van perslucht. Optimalisatie van de configuratie van het leidingnetwerk, scheiding van hoge- en lagedruktoevoerleidingen; realtime bewaking van de luchtverbruiksverdeling, dagelijkse inspectie en minimalisering van lekkages, verbetering van drukverlies bij verbindingen. Gebruik van perslucht. Verbetering van het aandrijfcircuit van de cilinders, gebruik van energiebesparende producten die voor deze industrie zijn ontwikkeld, zoals speciale luchtbesparende kleppen voor cilinders in de elektrolytische aluminiumindustrie, evenals energiebesparende luchtpistolen en -sproeiers. Terugwinning van restwarmte van de compressor. De warmte die vrijkomt tijdens de luchtcompressie wordt teruggewonnen door middel van warmtewisselaars, enz., en gebruikt voor hulpverwarming en procesverwarming, enz.
Opwekking van perslucht
1 Energiebesparende luchtcompressor
Momenteel worden de meest gebruikte luchtcompressoren in de industrie hoofdzakelijk onderverdeeld in zuiger-, centrifugaal- en schroefcompressoren. Zuigercompressoren worden nog steeds veel gebruikt in sommige oudere bedrijven; centrifugaalcompressoren worden veel gebruikt in textielbedrijven vanwege hun stabiele werking en hoge efficiëntie, maar ze zijn gevoelig voor drukschommelingen bij plotselinge systeemveranderingen. De belangrijkste energiebesparende maatregelen zijn: het waarborgen van de zuiverheid van de aangevoerde lucht, met name in textielbedrijven, door middel van grove filtratie om een groot aantal korte vezels uit de lucht te filteren. Het verlagen van de inlaattemperatuur van de luchtcompressor verbetert de efficiëntie. De oliedruk op de rotor van de centrifuge heeft een grote invloed op de trillingen; de keuze voor smeerolie met antischuimmiddelen en oxidatiestabilisatoren is daarom belangrijk. Er moet aandacht worden besteed aan de kwaliteit van het koelwater, een redelijke afvoer van koelwater en een geplande wateraanvulling. De condensafvoerpunten van de luchtcompressor, droger, opslagtank en leidingnetwerk moeten regelmatig worden ontlucht. Om piepende geluiden als gevolg van snelle veranderingen in de luchtbehoefte etc. te voorkomen, dient u de proportionele band en de integratietijd die door de unit zijn ingesteld, zorgvuldig af te stellen en abrupte verminderingen van het luchtverbruik te vermijden. Kies voor drietrapscentrifuges met een opmerkelijk energiebesparend effect en probeer motoren met hoge druk te gebruiken om leidingverliezen te verminderen en de temperatuurstijging van het luchtdrukstation laag te houden.
Schroefcompressoren worden veel gebruikt. Hieronder volgt een samenvatting van de vergelijking van verschillende regelmodi voor schroefcompressoren: analyse van de huidige problemen met het laden/lossen en de constante drukregeling van luchtcompressoren leidt tot de volgende conclusie: door mechanische regeling van de inlaatklep kan de luchttoevoer niet snel en continu worden aangepast. Wanneer de hoeveelheid gas constant verandert, fluctueert de toevoerdruk onvermijdelijk sterk. Pure frequentieregeling wordt gebruikt om de fluctuaties in het luchtverbruik in de fabriek op te vangen door een frequentieomvormer toe te voegen om de luchtproductie van de compressor aan te passen. Het nadeel hiervan is dat dit systeem alleen geschikt is voor situaties waarin de fluctuaties in het luchtverbruik van de fabriek niet groot zijn (de fluctuatie bedraagt 40% tot 70% van de luchtproductie van één machine en het energiebesparende effect is het grootst).
2. Expert besturingssysteem voor luchtcompressorgroepen
Het expertbesturingssysteem voor luchtcompressorgroepen is de nieuwe technologie voor het aansturen en energiebesparend regelen van luchtcompressorgroepen. Het besturingssysteem stuurt, afhankelijk van de veranderende drukbehoefte, de verschillende luchtcompressoren aan, zoals het starten en stoppen, belasten en ontlasten, enzovoort. Zo wordt ervoor gezorgd dat het systeem altijd beschikt over het juiste aantal compressoren met de juiste capaciteit.
Een thuisbesturingssysteem regelt via een frequentieomvormer de snelheid van een enkele luchtcompressor in het lagedrukgassysteem van een fabriek. Hierdoor wordt de gasproductietijd van de compressor geregeld, zodat deze kan worden afgestemd op de kleine schommelingen in de gasproductie in het lagedrukgassysteem van de fabriek. Over het algemeen is het raadzaam om een professioneel systeem te kiezen dat uitgebreide tests en berekeningen uitvoert. Uit bovenstaande analyse en vergelijking blijkt dat de energie-efficiëntie van veel van onze persluchtsystemen aanzienlijk kan worden verbeterd. Frequentieomvormers voor compressoren kunnen alleen energiebesparend werken in combinatie met het eigen persluchtsysteem van de onderneming. Dit systeem moet daarom vóór gebruik grondig worden getest en geëvalueerd door professionals. Een professioneel besturingssysteem voor meerdere luchtcompressoren is met name geschikt voor systemen die gelijktijdig draaien. De implementatie van een stapsgewijze combinatieconfiguratie kan optimaal voldoen aan de behoeften van bedrijven.
3. Verbetering van het persluchtdroogproces
Momenteel zijn de meest gebruikte persluchtdroog- en verwerkingsapparatuur voor bedrijven de gekoelde variant, de variant zonder warmteregeneratie en de variant met micro-warmteregeneratie. De belangrijkste prestatievergelijkingen worden in de onderstaande tabel weergegeven.
Energiebesparende transformatie van de verdedigingslinie volgens de volgende principes: Als het oorspronkelijke systeem voor luchtbehandeling een te hoge zuiverheid heeft, overschakelen naar een systeem met een lagere zuiverheid. Het droogproces verbeteren, het drukverlies in de droogbehandelingsfase verminderen (het drukverlies bij de droger van bepaalde systemen kan oplopen tot 0,05 ~ 0,1 MPa) en het energieverbruik verlagen.
Transport van perslucht
1. Het leidingwerk van het Yajiang-leidingsysteem mag niet meer dan 1,5% van de werkdruk bedragen. Momenteel hebben veel persluchtstations geen primaire en secundaire leidingen, te veel onnodige bochten en ellebogen, frequente drukschommelingen en ernstig drukverlies. Sommige pneumatische leidingen liggen in de grond en kunnen niet op lekkage worden gecontroleerd. Om te allen tijde aan de systeemdruk te voldoen, verhogen de operationele beheerders de werkdruk van het gehele systeem met 0,1-0,2 MPa, waardoor kunstmatig drukverlies ontstaat. Voor elke verhoging van 0,1 MPa in de uitlaatdruk van de persluchtcompressor neemt het stroomverbruik van de compressor met 7-10% toe. Tegelijkertijd leidt de verhoging van de systeemdruk tot meer luchtlekkage. Energiebesparende renovatiemaatregelen: de aftakkingen van de leidingen vervangen door lussen, de hoge- en lagedruktoevoer scheiden en een nauwkeurige overloopunit voor hoge en lage druk installeren; Vervang tijdens energiebesparende renovaties de leidingen met een hoge plaatselijke weerstand, verlaag de leidingweerstand en reinig de binnenwand van de leiding door middel van zuurreiniging, roestverwijdering, enz., om ervoor te zorgen dat de leidingwand glad is.
2. Lekkage, lekdetectie en afdichting
De meeste fabriekslekkages zijn ernstig, met een lekpercentage van 20% tot 35%. Deze lekkages treden voornamelijk op bij kleppen, koppelingen, driewegkoppelingen, magneetventielen, schroefverbindingen en de voorkap van de gasflessen van de gasverbruikende apparatuur. Sommige apparatuur werkt onder overdruk, waardoor de druk automatisch afneemt en er frequent gas ontsnapt. De schade die door lekkages wordt veroorzaakt, is bijna onvoorstelbaar. Neem bijvoorbeeld een lasstation voor auto's: een klein gaatje van 1 mm in de gasleiding veroorzaakt door lasslak. Dit leidt tot een jaarlijks elektriciteitsverlies van 355 kWh, bijna gelijk aan het jaarlijkse elektriciteitsverbruik van twee gezinnen met drie leden. Energiebesparende maatregelen: Installeer een debietmeetsysteem voor de gasleidingen van de belangrijkste productiewerkplaats om de proceslimieten te bepalen. Optimaliseer het procesgasverbruik, minimaliseer het aantal kleppen en koppelingen en verminder het aantal lekpunten. Versterk het beheer en gebruik professionele apparatuur voor regelmatige inspecties. Kortom, bedrijven kunnen professionele testapparatuur gebruiken, zoals een intelligente gaslekdetector met parallelle toegang, een lekdetectieapparaat, enz., om maatregelen te nemen om te voorkomen dat het persluchtsysteem onnodig blijft draaien, lekt of druppelt, en om dienovereenkomstig onderhoudswerkzaamheden en vervanging van onderdelen uit te voeren.
Gebruik van perslucht
Luchtdrukpistolen worden veel gebruikt in nabewerkingsprocessen, machinale bewerking en andere productieomgevingen. In sommige industriële gebieden bedraagt hun luchtverbruik 50% van de totale luchttoevoer. Tijdens het gebruik kunnen zich echter problemen voordoen zoals te lange luchtleidingen, te hoge aanvoerdruk, het gebruik van een rechte koperen buis als sproeier en ongeoorloofde verhoging van de werkdruk door medewerkers, wat leidt tot een enorme luchtverspilling.
Onredelijke verschijnselen bij het gebruik van gas in pneumatische apparatuur komen ook steeds vaker voor, zoals het detecteren van tegendruk in het werkstuk of het vastloopt, de gastoevoer van de vacuümgenerator, enzovoort. Ook het probleem van een ononderbroken gastoevoer wanneer er niet gewerkt wordt, doet zich voor. Deze problemen doen zich met name voor bij chemische tanks en andere gasmengsels, en in de bandenindustrie, bijvoorbeeld bij het opzettelijk oppompen van banden. Energiebesparende hervormingsmaatregelen: het gebruik van nieuwe energiebesparende pneumatische nozzles en pulstype luchtpistolen. Het gebruik van gespecialiseerde pneumatische apparatuur in specifieke industrieën, zoals de aluminiumindustrie, moet worden bevorderd door het gebruik van speciale luchtbesparende kleppen voor cilinders.
Terugwinning van restwarmte van luchtcompressoren
Volgens de levenscyclusanalyse wordt 80% tot 90% van de elektrische energie die door luchtcompressoren wordt verbruikt, omgezet in warmte en afgevoerd. De verdeling van het elektrische warmteverbruik van een luchtcompressor is weergegeven in de onderstaande figuur. Exclusief de warmte die naar de omgeving wordt uitgestraald en de warmte die in de perslucht zelf wordt opgeslagen, kan de resterende 94% van de energie worden benut in de vorm van restwarmte.
Restwarmteterugwinning vindt plaats via warmtewisselaars en andere geschikte methoden voor het terugwinnen van warmte uit luchtcompressieprocessen. Deze warmte wordt gebruikt om lucht of water te verwarmen, bijvoorbeeld voor hulpverwarming, procesverwarming en het voorverwarmen van suppletiewater voor boilers. Met redelijke verbeteringen kan 50% tot 90% van de warmte-energie worden teruggewonnen en benut. De installatie van warmteterugwinningssystemen kan de bedrijfstemperatuur van de luchtcompressor effectief op de optimale temperatuur houden, waardoor de smeerolie beter functioneert en het uitlaatvolume van de luchtcompressor met 2% tot 6% toeneemt. Bij luchtgekoelde luchtcompressoren kan de koelventilator worden uitgeschakeld en de circulatiepomp worden gebruikt om de warmte terug te winnen; bij watergekoelde luchtcompressoren kan de warmte worden gebruikt voor het verwarmen van koud water of ruimteverwarming, met een terugwinningspercentage van 50% tot 60%. Restwarmteterugwinning verbruikt vrijwel geen energie in vergelijking met elektrische verwarmingsapparatuur en stoot geen emissies uit in vergelijking met gasgestookte apparatuur. Het is daarom een schone en milieuvriendelijke manier om energie te besparen. Op basis van de theorie van energieverliesanalyse in persluchtsystemen worden de bestaande, onredelijke gasverbruiksverschijnselen en energiebesparende maatregelen binnen de onderneming geanalyseerd en samengevat. Bij de energiebesparende transformatie van de onderneming worden eerst verschillende systemen gedetailleerd getest en geëvalueerd. Op basis hiervan kunnen geschikte optimalisatiemaatregelen worden toegepast om de energiebesparende doelstellingen te bereiken en de operationele efficiëntie van het gehele persluchtsysteem te verbeteren.
Geplaatst op: 02-03-2024