Als weit verbreitete Energiequelle im industriellen Bereich macht Druckluft 10–35 % des gesamten Energieverbrauchs in der industriellen Produktion aus.96 % des Energieverbrauchs von Druckluftsystemen entfallen auf den Stromverbrauch von Industriekompressoren, und der jährliche Stromverbrauch von Industriekompressoren in China macht mehr als 6 % des gesamten nationalen Stromverbrauchs aus.Die Betriebskosten des Luftkompressors umfassen Beschaffungskosten, Wartungskosten und Energiebetriebskosten. Nach der Theorie der vollständigen Lebenszyklusbewertung machen die Beschaffungskosten nur etwa 10 % aus, während die Energiekosten bis zu 77 % betragen.Es zeigt, dass China die Energienutzungseffizienz des Druckluftsystems energisch verbessern und gleichzeitig eine industrielle und wirtschaftliche Umstrukturierung durchführen muss.
Mit der Vertiefung des Verständnisses der Druckluft- und Energiespar- und Emissionsreduzierungsbedürfnisse von Unternehmen ist es dringend erforderlich, die geeignete Technologie für das bestehende System zur Energiesparumwandlung auszuwählen, um die besten Energiesparergebnisse zu erzielen.Untersuchungen zu Chinas Industrieunternehmen haben in den letzten zwei Jahren gezeigt, dass die Nachfrage nach energetischer Sanierung hauptsächlich aus den folgenden drei Aspekten resultiert:
Der Energieverbrauch von Luftkompressoren hatte einen zu hohen Anteil am Stromverbrauch des Unternehmens.Instabilität der Druckluftversorgung, Druckschwankungen und andere Auswirkungen auf den normalen Betrieb der Ausrüstung;Mit der Erweiterung des Produktionsmaßstabs optimiert das Unternehmen das ursprüngliche Druckluftsystem und passt sich dem Wachstum der Nachfrage an.Aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften des Druckluftsystems des Unternehmens und der anwendbaren Energiespartechnologie kann die Energiespartransformation nicht blind umgesetzt werden, um die Erfolgsquote der Transformation zu verbessern.Besonders wichtig ist die Auswahl geeigneter Energiesparmaßnahmen auf Basis einer umfassenden Analyse, Prüfung und Bewertung des Gesamtsystems.Die Autoren haben die Eigenschaften und den Anwendungsbereich einiger bestehender und neuer Energiespartechnologien analysiert und untersucht, indem sie den Einsatz von Druckluft in einer Vielzahl von Industrieunternehmen untersucht haben.
Strategie zur Energieeinsparung des Systems
Basierend auf der Theorie der Bewertung des Energieverbrauchs pneumatischer Systeme und der Energieverlustanalyse werden ausgehend von den verschiedenen Aspekten der Systemzusammensetzung die gesamten Energiesparmaßnahmen wie folgt ergriffen:
Erzeugung von Druckluft.Angemessene Konfiguration und Wartung verschiedener Kompressortypen, Optimierung des Betriebsmodus, tägliche Verwaltung der Luftreinigungsgeräte.Transport von Druckluft.Optimierung der Konfiguration des Rohrleitungsnetzes, Trennung von Hoch- und Niederdruck-Versorgungsleitungen;Echtzeitüberwachung der Luftverbrauchsverteilung, tägliche Inspektion und Minimierung von Leckagen, Verbesserung des Druckverlusts an Verbindungsstellen.Verwendung von Druckluft.Verbesserung des Zylinderantriebskreises, Einsatz energiesparender Produkte, die für diese Branche entwickelt wurden, wie spezielle Luftsparventile für Beschusszylinder in der elektrolytischen Aluminiumindustrie sowie energiesparende Luftpistolen und -düsen.Kompressor-Abwärmerückgewinnung.Die bei der Luftverdichtung entstehende Wärme wird durch Wärmeaustausch etc. zurückgewonnen und zur Zusatzheizung, Prozessheizung etc. genutzt.
Erzeugung von Druckluft
1 Energiesparender Einzelluftkompressor
Derzeit werden die in der Industrie am häufigsten verwendeten Luftkompressoren hauptsächlich in Kolbenkompressoren, Zentrifugalkompressoren und Schraubenkompressoren unterteilt.In einigen alten Unternehmen wird der reziproke Typ immer noch in großen Mengen verwendet.Der Zentrifugaltyp wird häufig in Textilunternehmen mit stabilem Betrieb und hoher Effizienz eingesetzt, ist jedoch anfällig für Druckstöße, wenn sich der Systemdruck plötzlich ändert.Die wichtigsten Energiesparmaßnahmen sind: Um die Sauberkeit der importierten Luft zu gewährleisten, müssen insbesondere Textilunternehmen eine gute Grobfiltration durchführen, um eine große Anzahl kurzer Fasern in der Luft herauszufiltern.Reduzieren Sie die Einlasstemperatur des Luftkompressors, um die Effizienz zu verbessern.Der Öldruck des Schmieröls auf die Vibration des Zentrifugenrotors hat einen großen Einfluss auf die Wahl des Schmieröls, das Antischaummittel und Oxidationsstabilisatoren enthält.Achten Sie auf die Kühlwasserqualität, angemessene Kühlwasserableitung und geplante Wassernachfüllung.Die Kondensatableitungsstellen des Luftkompressors, des Trockners, des Lagertanks und des Rohrnetzes sollten regelmäßig entleert werden.Um ein Keuchen zu verhindern, das durch schnelle Änderungen des Luftbedarfs usw. verursacht wird, achten Sie auf die Anpassung des vom Gerät eingestellten Proportionalbands und der Integralzeit und versuchen Sie, eine plötzliche Reduzierung des Luftverbrauchs zu vermeiden.Wählen Sie dreistufige Zentrifugen mit bemerkenswertem Energiespareffekt und versuchen Sie, Hochdruckmotoren zu verwenden, um Leitungsverluste zu reduzieren und den Temperaturanstieg der Luftdruckstation niedrig zu halten.
Der Schraubenluftkompressor ist weit verbreitet. Der folgende Schwerpunkt liegt auf dem Vergleich der Steuermodi des Schraubenluftkompressors. Zusammenfassung: Analysieren Sie die aktuellen Probleme beim Be- und Entladen des Luftkompressors und bei der Regulierung des konstanten Drucks. Daraus kann geschlossen werden: Verlassen Sie sich auf mechanische Mittel zur Regulierung des Einlassventils und der Luftzufuhr nicht schnell und kontinuierlich angepasst werden.Wenn sich die Gasmenge ständig ändert, schwankt der Versorgungsdruck zwangsläufig stark.Um die Schwankungen des Luftverbrauchs in der Fabrik anzupassen, wird eine reine Frequenzsteuerung verwendet, indem ein Frequenzumrichter hinzugefügt wird, um die Luftproduktion des Luftkompressors anzupassen.Der Nachteil besteht darin, dass das System für Situationen geeignet ist, in denen die Schwankung des Fabrikluftverbrauchs nicht groß ist (die Schwankung beträgt 40 % bis 70 % des Luftproduktionsvolumens einer einzelnen Maschine und der Energiespareffekt ist am bedeutendsten).
2 Luftkompressor-Gruppen-Expertensteuerungssystem
Das Expertensteuerungssystem für Luftkompressorgruppen ist zur neuen Technologie für die Steuerung und Energieeinsparung von Luftkompressorgruppen geworden.Das Steuersystem entsprechend dem Druckbedarf ändert sich, Admiral steuert den Start und Stopp verschiedener Luftkompressoren, das Laden und Entladen usw., um das System stets auf der richtigen Anzahl und Kapazität der Kompressoren in Betrieb zu halten.
Haussteuerungssystem durch die Steuerung des Frequenzumrichters, um die Geschwindigkeit eines einzelnen Luftkompressors im werkseitigen Niederdruck-Gasversorgungssystem zu ändern, um die Zeit der Luftkompressoreinheit der Gasproduktion zu steuern und das werkseitige Niederdruck-Gasversorgungssystem mit kleinen anzupassen Schwankungen der Gasmenge.Wählen Sie im Allgemeinen die Frequenzumwandlungstransformation des Luftkompressors aus und benötigen Sie ein professionelles System, um umfassende Tests und Berechnungen durchzuführen, um zu entscheiden.Durch die obige Analyse und den Vergleich lässt sich feststellen, dass die Energieeffizienz vieler unserer Druckluftsysteme noch viel Raum für Verbesserungen bietet.Die Umwandlung der Frequenzumwandlung des Kompressors kann nur dann einen energiesparenden Effekt erzielen, wenn sie mit dem Betrieb des firmeneigenen Druckluftsystems kombiniert wird, das vor der Verwendung vollständig von Fachleuten getestet und bewertet werden muss.Das Expertensteuerungssystem für Luftkompressorgruppen eignet sich besonders für den gleichzeitigen Betrieb mehrerer Luftkompressoren. Durch die Implementierung einer Stufenkombinationskonfiguration können die Anforderungen von Unternehmen gut erfüllt werden.
3 Verbesserung des Drucklufttrocknungsprozesses
Derzeit sind die in Unternehmen am häufigsten verwendeten Drucklufttrocknungs- und -verarbeitungsgeräte der gekühlte Typ, der Typ ohne Wärmeregeneration und der Typ mit Mikro-Wärmeregeneration im Verbund. Der Hauptleistungsvergleich ist in der folgenden Tabelle aufgeführt.
Energiesparende Umgestaltung der Verteidigungslinie nach folgenden Grundsätzen: Wenn das ursprüngliche System der Luftaufbereitung eine zu hohe Reinheit aufweist, wechseln Sie zu einer niedrigeren passenden Aufbereitung.Verbessern Sie den Trocknungsprozess, reduzieren Sie den Druckverlust der Trocknungsbehandlungsverbindung (Druckverlust am Trockner bestimmter Systeme bis zu 0,05 ~ 0,1 MPa), reduzieren Sie den Energieverbrauch.
Transport von Druckluft
1 Rohrleitungssystem Rohrleitungssystem Yajiang sollte 1,5 % des Arbeitsdrucks nicht überschreiten.Derzeit verfügen viele Luftdruckstationen über keine primären und sekundären Rohrleitungen, zu viele unnötige Bögen und Bögen, häufige Druckschwankungen und einen erheblichen Druckverlust.Einige der pneumatischen Rohrleitungen sind im Graben vergraben und können nicht auf Lecks überwacht werden.Um den Systemdruckbedarf in jedem Fall sicherzustellen, erhöht das Betriebsmanagementpersonal den Betriebsdruck des gesamten Systems um 0,1 bis 0,2 MPa, wodurch ein künstlicher Druckverlust entsteht.Mit jeder Erhöhung des Abgasdrucks des Luftkompressors um 0,1 MPa erhöht sich der Stromverbrauch des Luftkompressors um 7 % bis 10 %.Gleichzeitig erhöht der Anstieg des Systemdrucks die Luftleckage.Energiesparende Sanierungsmaßnahmen: Änderung der Rohrleitung von der Zweiganordnung in eine Ringleitung, Trennung der Hoch- und Niederdruck-Luftversorgung und Installation der Hoch- und Niederdruck-Präzisionsüberlaufeinheit;Ändern Sie die Rohrleitung mit großem lokalen Widerstand während der energiesparenden Sanierung, verringern Sie den Rohrleitungswiderstand und reinigen Sie die Innenwand des Rohrs durch Säurewäsche, Rostentfernung usw., um sicherzustellen, dass die Rohrwand glatt ist.
2 Leckage, Leckerkennung und Verstopfung
Die meisten werksseitigen Leckagen sind gravierend, die Leckagemenge erreicht 20–35 %, was hauptsächlich in den Ventilen, Verbindungen, Drillingen, Magnetventilen, Gewindeanschlüssen und der vorderen Abdeckung der Flasche jedes gasbetriebenen Geräts auftritt;Einige der Geräte arbeiten unter Überdruck, entladen sich automatisch und entlüften häufig.Der durch Leckagen verursachte Schaden übersteigt fast die Vorstellungskraft der meisten Menschen.Beispielsweise entsteht bei einer Punktschweißstation eines Autos eine Schweißschlacke in der Gasleitung, die durch ein kleines Loch mit einem Durchmesser von 1 mm verursacht wird. Der jährliche Stromverlust beträgt bis zu 355 kWh, was fast dem jährlichen Haushaltsstrom zweier dreiköpfiger Familien entspricht.Energiesparmaßnahmen: Installieren Sie ein Durchflussmessmanagementsystem für die Gasversorgungsleitung der Haupterzeugungswerkstatt, um die Grenze der Prozessnutzung zu bestimmen.Passen Sie den Prozessgasverbrauch an, minimieren Sie die Anzahl der Ventile und Verbindungen und reduzieren Sie Leckstellen.Stärken Sie das Management und nutzen Sie professionelle Tools für regelmäßige Inspektionen.Kurz gesagt, Unternehmen können einige professionelle Prüfgeräte wie einen intelligenten Gasleckdetektor mit parallelem Zugriff, eine Leckpunkt-Scannerpistole usw. verwenden, um Maßnahmen zu ergreifen, um zu verhindern, dass das Druckluftsystem läuft, Risiken eingeht, tropft und ausläuft, und entsprechend Wartungsarbeiten durchführen und Komponentenaustauscharbeiten.
Verwendung von Druckluft
Luftpistolen werden häufig in Fertigungsprozessen, bei der maschinellen Bearbeitung und an anderen Prozessstandorten eingesetzt, und ihr Luftverbrauch erreicht in einigen Industriebereichen 50 % der gesamten Luftversorgung.Bei der Verwendung kommt es zu Phänomenen wie einer zu langen Luftversorgungsleitung, einem zu hohen Versorgungsdruck, der Verwendung gerader Kupferrohre als Düse und einer unbefugten Erhöhung des Arbeitsdrucks durch Mitarbeiter an vorderster Front, die zu einer enormen Luftverschwendung führen.
Das unvernünftige Phänomen der Verwendung von Gas in pneumatischen Geräten tritt ebenfalls stärker in den Vordergrund, z. B. die Feststellung, ob das Werkstück an der Stelle der Gasgegendruckerkennung, der Gasversorgung des Vakuumgenerators usw. festsitzt. Zun-Phänomen der ununterbrochenen Gasversorgung, wenn nicht gearbeitet wird.Diese Probleme treten insbesondere bei Chemikalientanks und anderen zum Mischen verwendeten Gasen sowie bei der Reifenherstellung auf, beispielsweise durch stereotypisches Aufpumpen.Reformmaßnahmen zur Energieeinsparung: Einsatz neuer pneumatischer Düsen-Energiespargeräte und Impulsluftpistolen.Der Einsatz spezieller pneumatischer Geräte in bestimmten Branchen, wie z. B. der Aluminiumindustrie, fördert den Einsatz spezieller Luftsparventile für Beschusszylinder.
Abwärmerückgewinnung aus Luftkompressoren
Gemäß der gesamten Lebenszyklusbewertung werden 80–90 % der von Luftkompressoren verbrauchten elektrischen Energie in Wärme umgewandelt und abgeführt.Die Verteilung des elektrischen Wärmeverbrauchs eines Luftkompressors ist in der folgenden Abbildung dargestellt. Ohne die an die Umgebung abgestrahlte und in der Druckluft selbst gespeicherte Wärme können die restlichen 94 % der Energie in Form der Abwärmerückgewinnung genutzt werden.
Die Abwärmerückgewinnung erfolgt über den Wärmetauscher und andere geeignete Mittel der Luftkompression. Die Prozesswärmerückgewinnung wird zum Erhitzen von Luft oder Wasser verwendet. Typische Anwendungen sind beispielsweise Zusatzheizung, Prozessheizung und Kesselzusatzwasservorwärmung.Bei sinnvollen Verbesserungen können 50 bis 90 % der Wärmeenergie zurückgewonnen und genutzt werden.Durch die Installation von Wärmerückgewinnungsgeräten kann die Betriebstemperatur des Luftkompressors effektiv auf die optimale Betriebstemperatur geregelt werden, so dass der Betriebszustand des Schmieröls besser ist und das Abgasvolumen des Luftkompressors um 2 % bis 6 % steigt.Bei luftgekühlten Luftkompressoren können Sie das Kühlgebläse des Luftkompressors selbst stoppen und die Umwälzpumpe zur Wärmerückgewinnung nutzen;Ein wassergekühlter Luftkompressor kann zum Erwärmen des Kaltwassers oder zur Raumheizung verwendet werden, und die Rückgewinnungsrate beträgt 50 % bis 60 %.Abwärmerückgewinnung im Vergleich zu elektrischen Heizgeräten nahezu kein Energieverbrauch;Im Vergleich zu Brenngasgeräten emissionsfrei, ist dies eine saubere und umweltfreundliche Art der Energieeinsparung.Basierend auf der Theorie der Energieverlustanalyse von Druckluftsystemen werden das bestehende Phänomen des unangemessenen Gasverbrauchs und Energiesparmaßnahmen des Unternehmens analysiert und zusammengefasst.Bei der Energiespartransformation des Unternehmens werden zunächst für verschiedene Systeme detaillierte Tests und Bewertungen durchgeführt, auf deren Grundlage durch die Anwendung geeigneter Optimierungsmaßnahmen zur Erreichung der Energiesparziele die Betriebseffizienz des gesamten Druckluftsystems verbessert werden kann.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 02.03.2024
