85% энергии теряется как отработанное тепло
,Инструментарий потребляет большое количество сжатого воздуха во многих местах на текстильной фабрике, но эти виды использования подвержены утечке. Большинство таких утечек:
11 возможностей повышения энергоэффективности в системах сжатого воздуха (фото-кредит: airbestpractices.com)
- Точки резьбового соединения,
- Резиновые соединения шлангов,
- Клапаны,
- Регуляторы,
- Уплотнения и
- в старом пневматическом оборудовании.
Утечки воздуха от операций вязания очень распространены и могут быть довольно большими; это точная большая невидимая стоимость, а пониженное давление может ухудшить работу красящих и отделочных машин. Интегрированные мельницы, содержащие трикотажные операции, должны проверять системы сжатого воздуха на вязание, а также на окрашивании и отделке.
Более 85% энергии, потребляемой в воздушном компрессоре, теряется как отработанное тепло, оставляя менее 15% потребляемой электроэнергии для преобразования в пневматическую энергию сжатого воздуха. Это делает сжатый воздух дорогостоящим энергоносителем по сравнению с другими энергоносителями.
Существует множество возможностей для снижения энергопотребления систем сжатого воздуха. Для оптимальной экономии и производительности рекомендуется использовать системный подход.
Пример схемы установки сжатого воздуха (нажмите, чтобы развернуть) //
Схема установки сжатого воздуха (фото: creditkgpowersystems.com)
Ниже приводятся возможности энергосбережения для систем сжатого воздуха.
Кроме того, энергетическая оценка для систем сжатого воздуха (ASME) опубликовала стандарт, который охватывает оценку систем сжатого воздуха, которые определяются как группа подсистем интегрированных наборов компонентов для последовательного, надежного и эффективного использования энергии. В этом стандарте описывается процедура проведения детальной энергетической оценки системы сжатого воздуха, а также возможности энергоэффективности.
- Снижение спроса
- Обслуживание
- мониторинг
- Уменьшение утечек (в трубах и оборудовании)
- Электронные конденсатоотводчики (ECDT)
- Снижение температуры воздуха на входе
- Максимизация допустимой точки росы под давлением при всасывании воздуха
- Оптимизация компрессора в соответствии с нагрузкой
- Правильный размер трубы
- Регенерация тепла
- Установка адаптеров с регулируемой скоростью (ASD)
1. Снижение спроса
Из-за относительно дорогостоящих эксплуатационных расходов систем сжатого воздуха минимальное количество сжатого воздуха должно использоваться в течение как можно более короткого времени, постоянно контролироваться и переустанавливаться по альтернативам.
Вернуться к возможностям ↑
2. Техническое обслуживание
Неадекватное техническое обслуживание может снизить эффективность сжатия, увеличить утечку воздуха или изменчивость давления и привести к увеличению рабочих температур, плохому контролю влажности и чрезмерному загрязнению. Лучшее техническое обслуживание уменьшит эти проблемы и сэкономит энергию.
Сервисный техник по обслуживанию системы сжатого воздуха (фото кредит: endress.com)
Вернуться к возможностям ↑
3. Мониторинг
Техническое обслуживание может поддерживаться путем мониторинга с использованием надлежащего инструментария, в том числе:
- Манометры на каждом приемнике или основной линии ветвления и дифференциальные датчики через сушилки, фильтры и т. Д.
- Температурные датчики на компрессоре и его системе охлаждения для обнаружения загрязнения и засорений.
- Расходомеры для измерения количества используемого воздуха.
- Датчики температуры точки росы для контроля эффективности осушителей воздуха.
- кВтч и счетчики часов на приводе компрессора.
Система мониторинга воздушного компрессора (фото: airbestpractices.com)
Вернуться к возможностям ↑
4. Уменьшение утечек (в трубах и оборудовании)
Утечки вызывают увеличение расходов на компрессор и затраты на техническое обслуживание. Наиболее распространенными областями для утечек являются:
- Соединительные муфты,
- Шланги,
- Трубы,
- Фитинги,
- Регуляторы давления,
- Откройте конденсатные ловушки и запорные клапаны,
- Соединения труб,
- Отключает и
- Герметики для резьбы.
Быстрое соединение фитингов всегда течет и их следует избегать.
В дополнение к увеличению потребления энергии, утечки могут сделать пневматические системы / оборудование менее эффективными и неблагоприятно влиять на производство, сократить срок службы оборудования, привести к дополнительным требованиям к обслуживанию и увеличить незапланированные простои.
Типичный завод, который не был хорошо поддержан, может иметь скорость утечки от 20 до 50% от общего объема производства сжатого воздуха (Ingersoll Rand 2001). Ремонт и техническое обслуживание утечки иногда может уменьшить это число до менее 10%. Аналогичные цифры приводятся Cergel et al. (2000). В целом, сокращение годового потребления энергии в системах сжатого воздуха на 20% прогнозируется для устранения утечек (Radgen and Blaustein, 2001).
Простым способом обнаружения крупных утечек является использование мыльной воды для подозрительных зон. Лучшим способом является использование ультразвукового акустического детектора, который может распознавать высокочастотные шипящие звуки, связанные с утечками воздуха.
Воздушный компрессор системы трубопроводов и клапанов (фото кредит: teseouk.co.uk)
Вернуться к возможностям ↑
5. Электронные конденсатоотводчики (ECDT)
Из-за необходимости удаления конденсата из системы непрерывное кровотечение, достигаемое за счет выталкивания дренажного клапана приемника, часто становится обычной практикой, но является чрезвычайно расточительным и дорогостоящим с точки зрения утечки воздуха.
Электронные конденсатоотводчики (ECDT) обеспечивают повышенную надежность и очень эффективны, так как практически не выделяется воздух, когда конденсат отбрасывается.
Срок окупаемости зависит от количества утечек, которые уменьшаются, и определяется давлением, временем работы, физическими размерами утечки и расходами на электроэнергию.
Автоматический сливной клапан воздушного компрессора (фото: paragoncode.com)
Вернуться к возможностям ↑
6. Уменьшение температуры воздуха на входе
Уменьшение температуры воздуха на входе снижает энергию, потребляемую компрессором. На многих установках можно уменьшить эту температуру воздуха на входе, всасывая снаружи здания. Импорт свежего воздуха имеет срок окупаемости до 5 лет, в зависимости от местоположения впуска воздуха компрессора.
Как правило, каждое уменьшение на 3 ° C сэкономит 1% энергии компрессора (CADDET, 1997; Парех, 2000).
Вернуться к возможностям ↑
7. Максимизация допустимой точки росы давления на входе воздуха
Выберите сушилку с максимально допустимой точкой росы под давлением и максимальную эффективность. Эмпирическое правило состоит в том, что сушильные осушители потребляют от 7 до 14%, а охлажденные сушилки потребляют от 1 до 2% от общей энергии компрессора.
Рассмотрим использование сушилки с плавающей точкой росы. Обратите внимание, что если пневматические линии подвергаются воздействию условий замораживания, холодильные сушилки не являются вариантом.
Слева: осушитель сжатого воздуха; Справа: холодильник с сухим сжатым воздухом (фото-кредит: air-compressor-guide.com)
Вернуться к возможностям ↑
8. Оптимизация компрессора в соответствии с нагрузкой
Персонал станции имеет тенденцию приобретать более крупное оборудование, чем это необходимо (это действительно так), обусловленный запасами безопасности или ожидаемыми дополнительными будущими возможностями. Учитывая тот факт, что компрессоры потребляют больше энергии при работе с частичной загрузкой, этого следует избегать.
На некоторых заводах установлены модульные системы с несколькими компрессорами меньшего размера для соответствия требованиям сжатого воздуха модульным способом.
В некоторых случаях требуемое давление настолько низкое, что потребность может быть удовлетворена нагнетателем вместо компрессора, что позволяет значительно экономить энергию, поскольку надуватель требует лишь малой доли мощности, необходимой компрессору.
Воздушный компрессорный завод (фото кредит: usequipmentco.com)
Вернуться к возможностям ↑
9. Правильный размер трубы
Трубы должны быть правильно рассчитаны для обеспечения оптимальной производительности или изменения размеров в соответствии с системой компрессора. Неадекватное измерение размеров труб может привести к потере давления, увеличению утечек и увеличению издержек производства. Увеличение диаметра трубы обычно снижает годовое потребление энергии компрессора на 3%.
Энергосбережение сжатого воздуха (фото кредит: blog.iqsdirectory.com)
Вернуться к возможностям ↑
10. Рекуперация тепла
Как упоминалось в начале статьи, более 85% электроэнергии, используемой промышленным воздушным компрессором, преобразуется в тепло. Компрессор мощностью 150 л.с. может отбросить столько тепла, сколько электрический нагреватель сопротивления 90 кВт или нагреватель природного газа 422 МДж / час при работе.
Во многих случаях блок рекуперации тепла может восстанавливать от 50 до 90% доступной тепловой энергии для обогрева помещений, промышленного нагрева процесса, нагрева воды, подогревательного подогрева, предварительного подогрева воды в котле, промышленной сушки, промышленных процессов очистки, тепловых насосов, прачечных или предварительного нагрева аспирационного воздуха для масляных горелок.
С большими компрессорами с водяным охлаждением типичными являются эффективность восстановления от 50 до 60%. При использовании для обогрева помещений выделяемая теплота составляет 20% энергии, используемой в системах сжатого воздуха ежегодно.
Окупаемость обычно составляет менее одного года.
В некоторых случаях сжатый воздух охлаждается значительно ниже точки росы в холодильных сушилках для конденсации и удаления водяного пара в воздухе. Отработанное тепло от этих доохладителей может быть регенерировано и использовано для обогрева помещений, нагрева питательной воды или нагревательного процесса.
Электрический роторный воздушный компрессор Atlas Copco 280 кВт с двойным водяным охлаждением
Вернуться к возможностям ↑
11. Установка адаптеров с регулируемой скоростью (ASD)
При сильных изменениях нагрузки и / или температуры окружающей среды будут большие колебания в нагрузке и эффективности компрессора. В таких случаях установка ASD может привести к привлекательным периодам окупаемости.
Внедрение регулируемых скоростных приводов в роторных компрессорных системах сэкономило 15% годового потребления энергии в системе сжатого воздуха.
Воздушный компрессор с регулируемым скоростным приводом (фото: e3tnw.org)
Вернуться к возможностям ↑
Ссылка // Руководство по проведению проверок промышленной энергетики: рекомендации по проведению энергетического аудита в промышленных объектах - Али Хасанбейги, Линн Цена