Sebagai sumber daya yang banyak digunakan di bidang industri, udara terkompresi menyumbang 10%~35% dari total konsumsi energi dalam produksi industri. 96% dari konsumsi energi sistem udara terkompresi adalah konsumsi daya kompresor industri, dan konsumsi daya tahunan kompresor industri di Tiongkok mencapai lebih dari 6% dari total konsumsi daya nasional. Biaya operasional kompresor udara, yang terdiri dari biaya pengadaan, biaya perawatan, dan biaya operasional energi, berdasarkan teori evaluasi siklus hidup penuh, biaya pengadaan hanya sekitar 10%, sedangkan biaya energi mencapai 77%. Hal ini menunjukkan bahwa Tiongkok perlu secara aktif meningkatkan efisiensi pemanfaatan energi sistem udara terkompresi sambil melakukan restrukturisasi industri dan ekonomi.
Dengan semakin mendalamnya pemahaman tentang kebutuhan penghematan energi dan pengurangan emisi serta penggunaan udara bertekanan di perusahaan, pemilihan teknologi yang tepat untuk sistem yang ada guna mencapai transformasi hemat energi menjadi sangat mendesak. Dalam dua tahun terakhir, penelitian terhadap perusahaan industri di Tiongkok menunjukkan bahwa permintaan akan renovasi hemat energi terutama berasal dari tiga aspek berikut:
Konsumsi energi kompresor udara menyumbang proporsi yang terlalu tinggi dari konsumsi daya perusahaan; ketidakstabilan pasokan sistem udara tekan, fluktuasi tekanan, dan dampak lainnya memengaruhi kerja normal peralatan; dengan perluasan skala produksi, perusahaan perlu mengoptimalkan transformasi sistem udara tekan yang ada untuk beradaptasi dengan pertumbuhan permintaan. Karena karakteristik sistem udara tekan perusahaan dan teknologi penghematan energi yang berlaku berbeda, untuk meningkatkan tingkat keberhasilan transformasi, transformasi penghematan energi tidak dapat dilakukan secara membabi buta. Sangat penting untuk memilih langkah-langkah penghematan energi yang sesuai berdasarkan analisis, pengujian, dan evaluasi komprehensif dari seluruh sistem. Para penulis telah menganalisis dan mengeksplorasi karakteristik dan ruang lingkup aplikasi beberapa teknologi penghematan energi yang ada dan yang sedang berkembang dengan menyelidiki penggunaan udara tekan di sejumlah besar perusahaan industri.
Strategi Penghematan Energi Sistem
Berdasarkan teori evaluasi konsumsi energi sistem pneumatik dan analisis kehilangan energi, dimulai dari berbagai aspek komposisi sistem, langkah-langkah penghematan energi secara keseluruhan diambil sebagai berikut:
Pembangkitan udara terkompresi. Konfigurasi dan perawatan yang wajar dari berbagai jenis kompresor, optimasi mode operasi, manajemen harian peralatan pemurnian udara. Pengangkutan udara terkompresi. Optimasi konfigurasi jaringan pipa, pemisahan pipa suplai tekanan tinggi dan rendah; pengawasan waktu nyata terhadap distribusi konsumsi udara, inspeksi harian dan minimalisasi kebocoran, peningkatan kehilangan tekanan pada sambungan. Penggunaan udara terkompresi. Peningkatan sirkuit penggerak silinder, penggunaan produk hemat energi yang dikembangkan untuk industri ini, seperti katup hemat udara khusus untuk silinder pengelupasan di industri aluminium elektrolitik, serta pistol dan nosel udara hemat energi. Pemulihan panas limbah kompresor. Panas yang dihasilkan selama kompresi udara dipulihkan melalui pertukaran panas, dll., dan digunakan untuk pemanasan tambahan dan pemanasan proses, dll.
Pembangkitan udara terkompresi
1 Kompresor udara tunggal hemat energi
Saat ini, kompresor udara yang paling banyak digunakan di industri terutama terbagi menjadi tipe reciprocating, sentrifugal, dan sekrup. Tipe reciprocating masih banyak digunakan di beberapa perusahaan lama; tipe sentrifugal banyak digunakan di perusahaan tekstil dengan operasi yang stabil dan efisiensi tinggi, tetapi rentan terhadap lonjakan tekanan ketika tekanan sistem berubah tiba-tiba. Langkah-langkah penghematan energi utama yang digunakan adalah: memastikan kebersihan udara yang masuk, terutama perusahaan tekstil melakukan penyaringan kasar dengan baik, untuk menyaring sejumlah besar serat pendek di udara. Mengurangi suhu masuk kompresor udara untuk meningkatkan efisiensi. Tekanan oli pelumas pada getaran rotor sentrifugal memiliki dampak besar, pilihlah oli pelumas yang mengandung zat anti busa dan penstabil oksidasi. Perhatikan kualitas air pendingin, pembuangan air pendingin yang wajar, dan pengisian ulang air yang terencana. Titik pembuangan kondensat kompresor udara, pengering, tangki penyimpanan, dan jaringan pipa harus dibuang secara teratur. Untuk mencegah suara mendesis yang disebabkan oleh perubahan cepat dalam kebutuhan udara, dll., perhatikan penyesuaian rentang proporsional dan waktu integral yang ditetapkan oleh unit, dan usahakan untuk menghindari penurunan konsumsi udara secara tiba-tiba. Pilih sentrifugal tiga tahap dengan efek penghematan energi yang luar biasa, dan usahakan untuk menggunakan motor bertekanan tinggi untuk mengurangi kehilangan daya dan menjaga kenaikan suhu stasiun tekanan udara tetap rendah.
Kompresor udara ulir banyak digunakan, berikut ini ringkasan perbandingan mode kontrol kompresor udara ulir: menganalisis masalah pemuatan/pengosongan kompresor udara saat ini dan pengaturan tekanan konstan, dapat disimpulkan: mengandalkan cara mekanis untuk mengatur katup masuk, pasokan udara tidak dapat disesuaikan dengan cepat dan terus menerus. Ketika jumlah gas terus berubah, tekanan pasokan pasti akan berfluktuasi secara signifikan. Kontrol frekuensi murni digunakan untuk menyesuaikan fluktuasi konsumsi udara di pabrik dengan menambahkan konverter frekuensi untuk mengatur produksi udara kompresor udara. Kekurangannya adalah sistem ini cocok untuk situasi di mana fluktuasi konsumsi udara pabrik tidak besar (fluktuasinya 40%~70% dari volume produksi udara mesin tunggal dan efek penghematan energinya paling signifikan).
2 Sistem kontrol ahli kelompok kompresor udara
Sistem kendali ahli kelompok kompresor udara telah menjadi teknologi baru dalam pengendalian kelompok kompresor udara dan penghematan energi. Sistem kendali ini, sesuai dengan perubahan permintaan tekanan, mengendalikan berbagai kompresor udara untuk memulai dan menghentikan, memuat dan membongkar, dll., untuk menjaga agar sistem selalu beroperasi dengan jumlah dan kapasitas kompresor yang tepat.
Sistem kontrol rumah tangga melalui kontrol konverter frekuensi untuk mengubah kecepatan kompresor udara tunggal dalam sistem pasokan gas bertekanan rendah pabrik untuk mengontrol waktu produksi gas unit kompresor udara, mencocokkan sistem pasokan gas bertekanan rendah pabrik dengan fluktuasi kecil dalam jumlah gas. Umumnya, pemilihan konversi frekuensi kompresor udara mana yang akan digunakan perlu dilakukan pengujian dan perhitungan komprehensif oleh sistem profesional untuk menentukan pilihan. Melalui analisis dan perbandingan di atas, dapat ditemukan: banyak sistem udara tekan kita masih memiliki banyak ruang untuk peningkatan efisiensi energi. Konversi frekuensi kompresor hanya dapat mencapai efek penghematan energi dengan menggabungkannya dengan pengoperasian sistem udara tekan perusahaan sendiri, yang perlu diuji dan dievaluasi sepenuhnya oleh para profesional sebelum digunakan. Sistem kontrol ahli kelompok kompresor udara sangat cocok untuk beberapa kompresor udara yang beroperasi secara bersamaan, implementasi konfigurasi kombinasi bertahap, dapat memenuhi kebutuhan perusahaan dengan baik.
3. Peningkatan proses pengeringan udara terkompresi
Saat ini, peralatan pengeringan dan pengolahan udara bertekanan yang paling umum digunakan untuk perusahaan adalah tipe berpendingin, tipe tanpa regenerasi panas, dan tipe komposit regenerasi panas mikro, perbandingan kinerja utamanya ditunjukkan pada tabel di bawah ini.
Transformasi hemat energi pada lini pertahanan mengikuti prinsip-prinsip berikut: Jika sistem pengolahan udara asli terlalu murni, ubah ke pengolahan yang lebih rendah kemurniannya. Tingkatkan proses pengeringan, kurangi kehilangan tekanan pada tahapan pengolahan pengeringan (kehilangan tekanan pada pengering sistem tertentu hingga 0,05 ~ 0,1 MPa), kurangi konsumsi energi.
Pengangkutan udara bertekanan
1. Sistem perpipaan di Yajiang tidak boleh melebihi 1,5% dari tekanan kerja. Saat ini, banyak stasiun tekanan udara tidak memiliki pipa primer dan sekunder, terlalu banyak siku dan belokan yang tidak perlu, sering terjadi fluktuasi tekanan, dan kehilangan tekanan yang serius. Beberapa pipa pneumatik terkubur di dalam parit dan tidak dapat dipantau kebocorannya. Untuk memastikan kebutuhan tekanan sistem dalam keadaan apa pun, personel manajemen operasi meningkatkan tekanan operasi seluruh sistem sebesar 0,1~0,2 MPa, dengan memperkenalkan kehilangan tekanan buatan. Untuk setiap peningkatan 0,1 MPa pada tekanan buang kompresor udara, konsumsi daya kompresor udara akan meningkat sebesar 7%~10%. Pada saat yang sama, peningkatan tekanan sistem meningkatkan kebocoran udara. Langkah-langkah renovasi hemat energi: mengubah susunan pipa cabang menjadi susunan melingkar, menerapkan pemisahan pasokan udara tekanan tinggi dan rendah, dan memasang unit luapan presisi tekanan tinggi dan rendah; Selama renovasi hemat energi, ganti pipa dengan hambatan lokal yang besar, kurangi hambatan pipa, dan bersihkan dinding bagian dalam pipa dengan pencucian asam, penghilangan karat, dll., sehingga dinding pipa menjadi halus.
2. Kebocoran, deteksi kebocoran, dan penyumbatan
Sebagian besar kebocoran di pabrik tergolong serius, dengan jumlah kebocoran mencapai 20%~35%, yang terutama terjadi pada katup, sambungan, triplet, katup solenoid, sambungan berulir, dan penutup depan silinder setiap peralatan yang menggunakan gas; beberapa peralatan bekerja di bawah tekanan berlebih, melepaskan tekanan secara otomatis, dan sering mengeluarkan gas. Kerusakan yang disebabkan oleh kebocoran hampir di luar imajinasi kebanyakan orang. Misalnya, stasiun pengelasan titik otomotif dengan terak las di pipa gas yang disebabkan oleh lubang kecil berdiameter 1 mm, kehilangan listrik tahunan hingga 355 kWh, hampir setara dengan konsumsi listrik rumah tangga tahunan dua keluarga dengan tiga anggota. Langkah-langkah penghematan energi: Pasang sistem manajemen pengukuran aliran untuk pipa pasokan gas bengkel pembangkit utama untuk menentukan batas penggunaan proses. Sesuaikan konsumsi gas proses, minimalkan jumlah katup dan sambungan, dan kurangi titik kebocoran. Perkuat manajemen dan gunakan alat profesional untuk inspeksi rutin. Singkatnya, perusahaan dapat menggunakan beberapa peralatan pengujian profesional seperti detektor kebocoran gas cerdas akses paralel, alat pemindai titik kebocoran, dll., untuk mengambil langkah-langkah mencegah sistem udara tekan dari risiko kebocoran, tetesan, dan kerusakan, serta melakukan pekerjaan pemeliharaan dan penggantian komponen yang sesuai.
Penggunaan udara bertekanan
Pistol udara banyak digunakan dalam proses finishing manufaktur, permesinan, dan lokasi proses lainnya, dan konsumsi udaranya mencapai 50% dari total pasokan udara di beberapa area industri. Dalam proses penggunaannya, terdapat fenomena seperti pipa pasokan udara yang terlalu panjang, tekanan pasokan yang terlalu tinggi, penggunaan pipa tembaga lurus sebagai nosel, dan peningkatan tekanan kerja yang tidak diizinkan oleh pekerja lini depan, yang menyebabkan pemborosan udara yang sangat besar.
Fenomena penggunaan gas yang tidak wajar pada peralatan pneumatik juga semakin menonjol, seperti menentukan apakah benda kerja tersangkut di tempat deteksi tekanan balik gas, pasokan gas generator vakum, dll. Fenomena pasokan gas yang tidak terputus saat tidak beroperasi. Masalah-masalah ini terutama terjadi pada tangki kimia dan gas lain yang digunakan untuk pencampuran, dan dalam pembuatan ban, seperti pengisian angin yang stereotip. Langkah-langkah reformasi penghematan energi: Penggunaan perangkat hemat energi nosel pneumatik baru dan pistol udara tipe pulsa. Penggunaan peralatan pneumatik khusus di industri tertentu, seperti industri aluminium untuk mendorong penggunaan katup hemat udara khusus silinder pengecoran.
Pemanfaatan panas limbah kompresor udara
Berdasarkan evaluasi siklus hidup keseluruhan, 80%~90% energi listrik yang dikonsumsi oleh kompresor udara diubah menjadi panas dan terbuang. Distribusi konsumsi panas listrik kompresor udara ditunjukkan pada gambar di bawah ini, tidak termasuk panas yang dipancarkan ke lingkungan dan yang tersimpan dalam udara terkompresi itu sendiri, 94% energi yang tersisa dapat dimanfaatkan dalam bentuk pemulihan panas limbah.
Pemanfaatan panas limbah dilakukan melalui penukar panas dan cara lain yang sesuai untuk pemulihan panas proses kompresi udara yang digunakan untuk memanaskan udara atau air, penggunaan tipikal seperti pemanasan tambahan, pemanasan proses, dan pemanasan awal air pengisi boiler. Dengan peningkatan yang wajar, 50% hingga 90% energi panas dapat dipulihkan dan dimanfaatkan. Pemasangan perangkat pemulihan panas dapat secara efektif mengontrol suhu operasi kompresor udara pada suhu operasi optimal, sehingga kondisi kerja oli pelumas lebih baik, dan volume pembuangan kompresor udara akan meningkat sebesar 2%~6%. Untuk kompresor udara berpendingin udara, Anda dapat menghentikan kipas pendingin kompresor udara itu sendiri dan menggunakan pompa air sirkulasi untuk memulihkan panas; kompresor udara berpendingin air dapat digunakan untuk memanaskan air dingin atau pemanasan ruangan, dan tingkat pemulihannya adalah 50%~60%. Pemulihan panas limbah relatif terhadap peralatan pemanas listrik hampir tidak mengkonsumsi energi; relatif terhadap peralatan gas bahan bakar nol emisi, merupakan cara penghematan energi yang bersih dan ramah lingkungan. Berdasarkan teori analisis kehilangan energi sistem udara terkompresi, fenomena penggunaan gas yang tidak wajar dan langkah-langkah penghematan energi yang ada di perusahaan dianalisis dan dirangkum. Dalam transformasi penghematan energi di perusahaan, langkah pertama adalah melakukan pengujian dan evaluasi terperinci pada berbagai sistem, yang kemudian dapat dijadikan dasar untuk menerapkan langkah-langkah optimasi yang sesuai guna mencapai tujuan penghematan energi, sehingga dapat meningkatkan efisiensi operasional seluruh sistem udara tekan.
Waktu posting: 02-03-2024