Là nguồn năng lượng được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực công nghiệp, khí nén chiếm 10%~35% tổng năng lượng tiêu thụ trong sản xuất công nghiệp.96% mức tiêu thụ năng lượng của hệ thống khí nén là mức tiêu thụ điện năng của máy nén công nghiệp và mức tiêu thụ điện năng hàng năm của máy nén công nghiệp ở Trung Quốc chiếm hơn 6% tổng lượng điện tiêu thụ quốc gia.Chi phí vận hành máy nén khí theo chi phí mua sắm, chi phí bảo trì và chi phí vận hành năng lượng, theo lý thuyết đánh giá toàn bộ vòng đời, chi phí mua sắm chỉ chiếm khoảng 10%, trong khi chi phí năng lượng cao tới 77%.Nó cho thấy Trung Quốc cần cải thiện mạnh mẽ hiệu quả sử dụng năng lượng của hệ thống khí nén trong khi tiến hành tái cơ cấu kinh tế và công nghiệp.
Với sự hiểu biết sâu sắc hơn về khí nén cũng như nhu cầu tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải của doanh nghiệp, việc lựa chọn công nghệ phù hợp với hệ thống hiện có để chuyển đổi tiết kiệm năng lượng nhằm đạt được kết quả tiết kiệm năng lượng tốt nhất là điều cấp thiết.Trong hai năm qua, nghiên cứu về các doanh nghiệp công nghiệp Trung Quốc cho thấy nhu cầu đổi mới tiết kiệm năng lượng chủ yếu đến từ ba khía cạnh sau:
Tiêu thụ năng lượng của máy nén khí chiếm tỷ trọng quá cao trong tiêu thụ điện năng của doanh nghiệp;hệ thống khí nén cung cấp không ổn định, dao động áp suất và các tác động khác đến hoạt động bình thường của thiết bị;Với việc mở rộng quy mô sản xuất, doanh nghiệp sử dụng hệ thống khí nén ban đầu sẽ tối ưu hóa việc chuyển đổi để thích ứng với sự tăng trưởng của nhu cầu.Do đặc điểm của hệ thống khí nén doanh nghiệp và công nghệ tiết kiệm năng lượng áp dụng là khác nhau, để nâng cao tỷ lệ chuyển đổi thành công, không thể thực hiện chuyển đổi tiết kiệm năng lượng một cách mù quáng.Điều đặc biệt quan trọng là lựa chọn các biện pháp tiết kiệm năng lượng phù hợp dựa trên việc phân tích, thử nghiệm và đánh giá toàn diện toàn bộ hệ thống.Các tác giả đã phân tích và tìm hiểu đặc điểm, phạm vi ứng dụng của một số công nghệ tiết kiệm năng lượng hiện có và mới nổi bằng cách điều tra việc sử dụng khí nén ở một số lượng lớn các doanh nghiệp công nghiệp.
Chiến lược tiết kiệm năng lượng hệ thống
Dựa trên lý thuyết đánh giá mức tiêu thụ năng lượng của hệ thống khí nén và phân tích tổn thất năng lượng, bắt đầu từ các khía cạnh khác nhau của thành phần hệ thống, các biện pháp tiết kiệm năng lượng tổng thể được thực hiện như sau:
Tạo khí nén.Cấu hình và bảo trì hợp lý các loại máy nén, tối ưu hóa chế độ vận hành, quản lý thiết bị lọc không khí hàng ngày.Vận chuyển khí nén.Tối ưu hóa cấu hình mạng lưới đường ống, tách đường ống cung cấp áp suất cao và thấp;giám sát thời gian thực về phân phối khí tiêu thụ, kiểm tra hàng ngày và giảm thiểu rò rỉ, cải thiện tổn thất áp suất tại các mối nối.Sử dụng khí nén.Cải tiến mạch truyền động xi lanh, sử dụng các sản phẩm tiết kiệm năng lượng được phát triển cho ngành này, chẳng hạn như van tiết kiệm không khí đặc biệt để bắn phá xi lanh trong ngành công nghiệp nhôm điện phân, cũng như súng hơi và vòi phun tiết kiệm năng lượng.Thu hồi nhiệt thải của máy nén.Nhiệt sinh ra trong quá trình nén không khí được thu hồi bằng phương pháp trao đổi nhiệt, v.v., và được sử dụng để gia nhiệt phụ trợ và gia nhiệt quy trình, v.v.
Tạo khí nén
1 Máy nén khí đơn tiết kiệm năng lượng
Hiện nay, máy nén khí được sử dụng rộng rãi nhất trong công nghiệp chủ yếu được chia thành pittông, ly tâm và trục vít.Loại pittông vẫn được sử dụng với số lượng lớn ở một số doanh nghiệp cũ;Loại ly tâm được sử dụng rộng rãi trong các doanh nghiệp dệt may, hoạt động ổn định, hiệu quả cao nhưng dễ bị đột biến khi áp suất hệ thống thay đổi đột ngột.Các biện pháp tiết kiệm năng lượng chính được sử dụng là: đảm bảo độ sạch của không khí nhập khẩu, đặc biệt là các doanh nghiệp dệt may thực hiện tốt công việc lọc thô, nhằm lọc ra một lượng lớn sợi ngắn trong không khí.Giảm nhiệt độ đầu vào của máy nén khí để nâng cao hiệu quả.Áp suất dầu bôi trơn lên độ rung của rôto máy ly tâm có ảnh hưởng lớn, việc lựa chọn dầu bôi trơn có chứa chất chống tạo bọt và chất ổn định oxy hóa.Chú ý đến chất lượng nước làm mát, xả nước làm mát hợp lý, bổ sung nước theo kế hoạch.Các điểm xả nước ngưng của máy nén khí, máy sấy, bể chứa và mạng lưới đường ống phải được xả thường xuyên.Để ngăn ngừa tình trạng thở khò khè do nhu cầu không khí thay đổi nhanh chóng, v.v., hãy chú ý điều chỉnh dải tỷ lệ và thời gian tích phân do thiết bị đặt và cố gắng tránh giảm mức tiêu thụ không khí đột ngột.Chọn máy ly tâm ba giai đoạn có hiệu quả tiết kiệm năng lượng vượt trội và cố gắng sử dụng động cơ áp suất cao để giảm tổn thất đường dây và giữ mức tăng nhiệt độ của trạm áp suất không khí ở mức thấp.
Máy nén khí trục vít được sử dụng rộng rãi, sau đây tập trung vào tóm tắt so sánh chế độ điều khiển máy nén khí trục vít: phân tích các vấn đề tải / dỡ máy nén khí hiện tại và các vấn đề điều chỉnh áp suất không đổi, có thể kết luận: dựa vào các phương tiện cơ học để điều chỉnh van đầu vào, nguồn cung cấp không khí có thể không được điều chỉnh nhanh chóng và liên tục.Khi lượng khí thay đổi liên tục thì áp lực cung cấp tất yếu sẽ biến động rất lớn.Điều khiển tần số thuần túy được sử dụng để phù hợp với sự biến động của lượng không khí tiêu thụ trong nhà máy bằng cách bổ sung thêm bộ biến tần để điều chỉnh lượng khí sản xuất của máy nén khí.Nhược điểm là hệ thống phù hợp với tình huống biến động về mức tiêu thụ không khí của nhà máy không lớn (dao động là 40% ~ 70% khối lượng sản xuất không khí của một máy và hiệu quả tiết kiệm năng lượng là đáng kể nhất).
2 Hệ thống điều khiển chuyên gia nhóm máy nén khí
Hệ thống điều khiển chuyên gia nhóm máy nén khí đã trở thành công nghệ mới về điều khiển nhóm máy nén khí và tiết kiệm năng lượng.Hệ thống điều khiển theo sự thay đổi của nhu cầu áp suất, điều khiển Admiral của các máy nén khí khác nhau khởi động và dừng, tải và dỡ tải, v.v., để giữ cho hệ thống luôn ở đúng số lượng và công suất của máy nén khi hoạt động.
Hệ thống điều khiển tại nhà thông qua việc điều khiển bộ biến tần để thay đổi tốc độ của một máy nén khí duy nhất trong hệ thống cung cấp khí áp suất thấp của nhà máy để điều khiển thời gian sản xuất khí của đơn vị máy nén khí, phù hợp với hệ thống cung cấp khí áp suất thấp của nhà máy với quy mô nhỏ. sự dao động của lượng khí.Nói chung, chọn chuyển đổi chuyển đổi tần số máy nén khí nào, cần phải có một hệ thống chuyên nghiệp thực hiện kiểm tra và tính toán toàn diện để quyết định.Thông qua phân tích và so sánh ở trên, có thể thấy: nhiều điểm hiệu quả sử dụng năng lượng của hệ thống khí nén của chúng tôi còn rất nhiều điều cần cải thiện.Việc chuyển đổi tần số máy nén chỉ có thể đạt được hiệu quả tiết kiệm năng lượng bằng cách kết hợp với hoạt động của hệ thống khí nén của chính doanh nghiệp, hệ thống này cần được các chuyên gia kiểm tra và đánh giá đầy đủ trước khi sử dụng.Hệ thống điều khiển chuyên gia của nhóm máy nén khí đặc biệt phù hợp với nhiều máy nén khí chạy cùng lúc, thực hiện cấu hình kết hợp từng bước, có thể đáp ứng tốt nhu cầu của doanh nghiệp.
3 cải tiến quy trình sấy khí nén
Hiện nay, thiết bị xử lý và sấy khí nén được các doanh nghiệp sử dụng phổ biến nhất là loại làm lạnh, loại không tái sinh nhiệt và loại hỗn hợp tái sinh nhiệt vi mô, so sánh hiệu suất chính được trình bày trong bảng dưới đây.
Việc chuyển đổi tuyến phòng thủ tiết kiệm năng lượng phải tuân theo các nguyên tắc sau: Nếu hệ thống không khí ban đầu được xử lý có độ tinh khiết quá cao, hãy chuyển sang xử lý phù hợp thấp hơn.Cải thiện quá trình sấy, giảm tổn thất áp suất của liên kết xử lý sấy (tổn thất áp suất tại máy sấy của một số hệ thống lên tới 0,05 ~ 0,1MPa), giảm tiêu thụ năng lượng.
Vận chuyển khí nén
1 hệ thống đường ống hệ thống đường ống yajiang không được vượt quá 1,5% áp suất làm việc.Hiện nay, nhiều trạm áp suất không khí không có đường ống chính và phụ, có quá nhiều khuỷu và khúc cua không cần thiết, áp suất dao động thường xuyên và tổn thất áp suất nghiêm trọng.Một số đường ống khí nén được chôn trong rãnh và không thể theo dõi rò rỉ.Để đảm bảo nhu cầu áp suất hệ thống trong mọi trường hợp, nhân viên quản lý vận hành tăng áp suất vận hành của toàn hệ thống lên 0,1 ~ 0,2MPa, gây ra tổn thất áp suất nhân tạo.Cứ tăng áp suất khí thải của máy nén khí lên 0,1MPa, mức tiêu thụ điện năng của máy nén khí sẽ tăng 7% ~ 10%.Đồng thời, việc tăng áp suất hệ thống làm tăng rò rỉ không khí.Các biện pháp cải tạo tiết kiệm năng lượng: thay đổi cách bố trí đường ống nhánh thành bố trí vòng lặp, thực hiện tách nguồn cung cấp không khí áp suất cao và thấp, đồng thời lắp đặt thiết bị tràn chính xác áp suất cao và thấp;thay đổi đường ống có điện trở cục bộ lớn trong quá trình cải tạo tiết kiệm năng lượng, giảm điện trở đường ống và làm sạch thành trong của ống bằng cách rửa axit, loại bỏ rỉ sét, v.v., để đảm bảo thành ống nhẵn.
2 Rò rỉ, phát hiện rò rỉ và cắm
Hầu hết các vụ rò rỉ tại nhà máy đều nghiêm trọng, lượng rò rỉ lên tới 20% ~ 35%, chủ yếu xảy ra ở các van, khớp nối, bộ ba, van điện từ, mối nối ren và nắp trước xi lanh của từng thiết bị sử dụng khí;một số thiết bị hoạt động dưới áp suất quá cao, tự động dỡ tải và xả khí thường xuyên.Thiệt hại do rò rỉ gần như nằm ngoài sức tưởng tượng của hầu hết mọi người.Chẳng hạn như trạm hàn ô tô có xỉ hàn trong ống dẫn khí do một lỗ nhỏ có đường kính 1mm gây ra, tổn thất điện năng hàng năm lên tới 355kWh, gần tương đương với lượng điện tiêu thụ hàng năm của một gia đình ba thành viên.Biện pháp tiết kiệm năng lượng: Lắp đặt hệ thống quản lý đo lưu lượng cho đường ống cấp khí của phân xưởng phát điện chính để xác định giới hạn sử dụng quy trình.Điều chỉnh mức tiêu thụ khí của quá trình, giảm thiểu số lượng van và khớp nối, đồng thời giảm các điểm rò rỉ.Tăng cường quản lý và sử dụng các công cụ nghiệp vụ để kiểm tra thường xuyên.Tóm lại, doanh nghiệp có thể sử dụng một số thiết bị kiểm tra chuyên nghiệp như máy dò rò rỉ khí thông minh truy cập song song, súng quét điểm rò rỉ, v.v. để đưa ra biện pháp ngăn chặn hệ thống khí nén chạy, gặp rủi ro, nhỏ giọt, rò rỉ, từ đó tiến hành công việc bảo trì và công việc thay thế linh kiện.
Sử dụng khí nén
Súng hơi được sử dụng rộng rãi trong các quy trình hoàn thiện sản xuất, gia công và các địa điểm xử lý khác, và mức tiêu thụ không khí của chúng đạt 50% tổng lượng không khí cung cấp ở một số khu vực công nghiệp.Trong quá trình sử dụng có các hiện tượng như đường ống cấp khí quá dài, áp suất cấp quá cao, sử dụng ống đồng thẳng làm vòi phun và công nhân tuyến đầu tăng áp suất làm việc trái phép gây lãng phí không khí rất lớn.
Hiện tượng sử dụng gas bất hợp lý trong thiết bị khí nén cũng nổi bật hơn, chẳng hạn như xác định xem phôi có bị kẹt ở vị trí phát hiện áp suất ngược khí, cấp khí cho máy tạo chân không, v.v. Zun hiện tượng cấp khí không bị gián đoạn khi không hoạt động.Những vấn đề này tồn tại đặc biệt trong các thùng chứa hóa chất và các loại khí khác được sử dụng để trộn và trong sản xuất lốp xe, chẳng hạn như lạm phát khuôn mẫu.Các biện pháp cải cách tiết kiệm năng lượng: Sử dụng các thiết bị tiết kiệm năng lượng vòi phun khí nén mới và súng hơi kiểu xung.Việc sử dụng các thiết bị khí nén chuyên dụng trong các ngành công nghiệp cụ thể, chẳng hạn như ngành công nghiệp nhôm để thúc đẩy việc sử dụng van tiết kiệm không khí đặc biệt của xi lanh.
Thu hồi nhiệt thải máy nén khí
Theo đánh giá toàn bộ vòng đời, 80% ~ 90% năng lượng điện mà máy nén khí tiêu thụ được chuyển thành nhiệt và tiêu tán.Sự phân bổ nhiệt lượng tiêu thụ của máy nén khí được thể hiện trong hình dưới đây, không bao gồm nhiệt tỏa ra môi trường và được lưu trữ trong chính khí nén, 94% năng lượng còn lại có thể được sử dụng dưới dạng thu hồi nhiệt thải.
Thu hồi nhiệt thải thông qua bộ trao đổi nhiệt và các phương tiện thu hồi nhiệt thích hợp khác của quá trình nén khí được sử dụng để làm nóng không khí hoặc nước, sử dụng điển hình như sưởi ấm phụ trợ, gia nhiệt quy trình và làm nóng sơ bộ nước bổ sung nồi hơi.Với những cải tiến hợp lý, có thể thu hồi và sử dụng từ 50% đến 90% năng lượng nhiệt.Việc lắp đặt các thiết bị thu hồi nhiệt có thể kiểm soát hiệu quả nhiệt độ vận hành của máy nén khí ở nhiệt độ vận hành tối ưu, nhờ đó điều kiện làm việc của dầu bôi trơn tốt hơn và lượng khí thải của máy nén khí sẽ tăng 2% ~ 6%.Đối với máy nén khí làm mát bằng không khí, bạn có thể dừng quạt làm mát của chính máy nén khí và sử dụng bơm nước tuần hoàn để thu hồi nhiệt;Máy nén khí làm mát bằng nước có thể được sử dụng để làm nóng nước lạnh hoặc sưởi ấm không gian, tỷ lệ thu hồi là 50% ~ 60%.Thu hồi nhiệt thải so với thiết bị sưởi ấm bằng điện hầu như không tiêu thụ năng lượng;so với thiết bị sử dụng nhiên liệu khí đốt không có khí thải, là một cách tiết kiệm năng lượng sạch và thân thiện với môi trường.Dựa trên lý thuyết phân tích tổn thất năng lượng của hệ thống khí nén, hiện tượng sử dụng khí không hợp lý hiện có và các biện pháp tiết kiệm năng lượng của doanh nghiệp được phân tích và tổng hợp.Trong quá trình chuyển đổi tiết kiệm năng lượng của doanh nghiệp, việc đầu tiên các hệ thống khác nhau thực hiện kiểm tra và đánh giá chi tiết, trên cơ sở áp dụng các biện pháp tối ưu hóa phù hợp để đạt được mục tiêu tiết kiệm năng lượng, có thể cải thiện hiệu quả vận hành của toàn bộ hệ thống khí nén.
Thời gian đăng: Mar-02-2024
