سانتریفیوژ با کارایی بالا: ویژگی‌های صرفه‌جویی در انرژی

برای صنایع پر مصرف از نظر انرژی، مانند تصفیه فاضلاب، فرآوری مواد شیمیایی یا تولید مواد غذایی، هزینه‌های انرژی معمولاً سهم بزرگی از بودجه را به خود اختصاص می‌دهند. هزینه‌های انرژی نیازمند نظارت هستند. سانتریفیوژهای با راندمان بالا با ارائه روش‌های کارآمدتر برای جداسازی جامد/مایع، راه‌حلی ارائه می‌دهند. سانتریفیوژهای با راندمان بالا برای جداسازی مایع/جامد، فراتر از فناوری جداسازی صرفه‌جویی در مصرف انرژی است. شرکت هوادا در طراحی سانتریفیوژهای با راندمان بالا تجربه دارد. آنها سانتریفیوژهای با راندمان بالا را به بیش از ۶۹ کشور عرضه می‌کنند. سانتریفیوژهای با راندمان بالا با صرفه‌جویی در انرژی کارآمد هستند. در حالی که اکثر سانتریفیوژهای با راندمان بالا ادعای کارایی انرژی دارند، هوادا از سانتریفیوژهای با راندمان بالا و طراحی هوشمند مصرف‌کننده انرژی خود در عملیات روزمره کارخانه‌اش استفاده می‌کند. بیایید ویژگی‌های صرفه‌جویی در انرژی سانتریفیوژ با راندمان بالای هوادا را دقیق‌تر بررسی کنیم.

سیستم‌های هوشمند فرکانس متغیر: با تنظیم سرعت، ضایعات را کاهش دهید.

سانتريفوژهای با طراحی متعارف با سرعت ثابت یا مشخصی کار می‌کنند، صرف‌نظر از نوع ماده‌ای که باید پردازش شود. نیازی به دانشمند راکتی نیست تا بفهمند که یک سانتريفوژ سرعت بالا که برای پردازش مایعات رقیق مانند آبمیوه شفاف طراحی شده و یک سانتريفوژ سرعت بالا که برای پردازش لجن غلیظ از تصفیه فاضلاب طراحی شده است، باید با سرعت‌های متفاوتی کار کنند. این طراحی سانتريفوژ با راندمان بالای هوادا این حوزه نامشخص در طراحی سانتريفوژهای با راندمان بالا را برطرف می‌کند. سانتريفوژ با راندمان بالا با تغییر سرعت عملیاتی متناسب با نیاز مواد، انرژی را صرفه‌جویی می‌کند.

اجازه دهید توضیح دهم که این سیستم چگونه کار می‌کند. این سانتریفیوژ دارای حسگرهایی است که ضخامت مواد را اندازه‌گیری می‌کنند. هنگامی که سانتریفیوژ مواد مایع نازکی را پردازش می‌کند که به سرعت از هم جدا می‌شوند، سیستم این موضوع را تشخیص داده و سرعت دروم را از حداکثر 4800 دور بر دقیقه به 1400 دور بر دقیقه کاهش می‌دهد. هنگامی که مواد غلیظ‌تری مانند لجن که نیاز به نیروی بیشتری دارند پردازش می‌شود، سرعت افزایش می‌یابد. یک تصفیه‌خانه فاضلاب در چین به سانتریفیوژ با راندمان بالای هوآدا تغییر داد و مصرف انرژی خود را به میزان 20٪ کاهش داد، زیرا دیگر لازم نبود که سانتریفیوژ در بارهای لجن نازک با حداکثر سرعت کار کند.

سیستم‌های مرکزگری با راندمان بالا از سری LW هوادا ویژگی اضافی فراهم می‌کنند. یک سیستم فرکانسی به یک پنل ساده متصل می‌شود و اپراتورها می‌توانند مصرف انرژی در زمان واقعی را نظارت کرده و در صورت نیاز تنظیمات لازم را انجام دهند. به عنوان مثال، یک کارخانه شیمیایی که از مدل LW1000 استفاده می‌کرد، متوجه شد که دستگاه را برای مواد کم‌ویسکوزیته با دور 3500 دور بر دقیقه کار می‌دهد و سپس آن را به 2800 دور بر دقیقه کاهش داد، در حالی که همچنان استانداردهای کیفی جداسازی را رعایت می‌کرد و بدین ترتیب 15 درصد از قبض ماهانه انرژی آن دستگاه صرفه‌جویی کرد. راندمان بالای این دستگاه‌های مرکزگری عمدتاً به رویکرد «فقط همانچه نیاز است مصرف کنید» نسبت داده می‌شود.

مواد سبک‌وزن و با استحکام بالا: بار موتور را محدود کنید

موتور دستگاه در صورتی که درام و اجزای مارپیچ سنگین باشند، به انرژی بیشتری نیاز خواهد داشت. مدل‌های قدیمی از قطعات فولادی ضخیم و سنگین استفاده می‌کنند که منجر به مصرف انرژی بیشتر می‌شود. دستگاه مرکزگری با راندمان بالا از هوادا، قطعات سنگین را با جایگزین‌های سبک‌وزن، فوق‌العاده محکم، کاهنده تنش موتور و بسیار بادوام تعویض کرده است.

هوادا از فولاد ضدزنگ نازک‌تر اما مقاوم‌تر 316L و همچنین آلیاژ تیتانیوم (برای مواد شیمیایی سخت‌تر) به عنوان مواد درست‌کننده مخزن استفاده می‌کند. در مقایسه با مخازن قدیمی که ۱۵ تا ۲۰ درصد وزن بیشتری دارند، این مخزن پیشرفت بزرگی محسوب می‌شود. این اولین باری بود که به موتوری اشاره شد که ۱۲ درصد بهبود در مصرف انرژی در یک کارخانه فرآوری آبمیوه میوه‌های نرم داشته است.

با گذشت زمان نیز به دلیل مقاومت فولاد ضدزنگ 316L، بار اضافی ایجاد نخواهد کرد. مخازن فولادی قدیمی به دلیل خوردگی با گذشت زمان وزن بیشتری پیدا می‌کنند و این امر موجب افزایش بار روی موتور می‌شود. کاهش هزینه‌های انرژی هم به دلیل سطوح صاف و بدون خوردگی خواهد بود. مشتریان معمولاً نگران از دست دادن دوام هستند زیرا از مواد با تنش بالا استفاده می‌شود، اما در مورد هوادا این موضوع صدق نمی‌کند، زیرا مواد مورد استفاده حتی پس از عبور از استانداردهای JIS کارایی خود را ثابت کرده‌اند.

طراحی‌های بهینه‌شده مخزن و مارپیچ زمان کارکرد را کاهش داده و جداسازی را تسریع می‌کنند

صرفه‌جویی در انرژی نتیجه انجام سریع فرآیند جداسازی توسط سانتریفیوژ است. سانتریفیوژ با راندمان بالای هوادا دارای طراحی‌های ثبت‌شده برای مخزن و پیچ‌مغزی است که فرآیند جداسازی را تسریع می‌کنند، به‌طوری که دستگاه مدت زمان کمتری کار می‌کند و انرژی بیشتری ذخیره می‌شود.

در مورد مخزن، طراحی جدید (ثبت اختراع CN118403742A) شامل بخش خشک‌کننده‌ای با طول بیشتر و شیب ملایم‌تر است. این امر باعث می‌شود مواد جامد در حین چرخه مخزن سریع‌تر خشک شوند، بنابراین نیازی به اجرای چرخه‌های اضافی توسط سانتریفیوژ برای دستیابی به میزان خشکی مطلوب نیست. یک تصفیه‌خانه فاضلاب که قبلاً از یک سانتریفیوژ قدیمی استفاده می‌کرد، برای دستیابی به ۸۰٪ خشکی مواد جامد، دو ساعت فعالیت داشت. اما اکنون با استفاده از سانتریفیوژ با راندمان بالای هوادا، همین میزان خشکی را در ۱٫۵ ساعت به دست می‌آورند و زمان کارکرد دستگاه را به میزان ۲۵٪ کاهش داده و در نتیجه مصرف انرژی نیز ۲۵٪ کمتر شده است.

مَهرهایی که مواد جامد را از درون مخزن بیرون می‌رانند نیز به‌روزرسانی شده‌اند. مِهرهای هوادا دارای سرعت تفاضلی متغیر است، بدین معنا که می‌تواند سرعت حرکت مواد جامد را بر اساس مقدار آنها تنظیم کند. هنگامی که حجم زیادی از مواد جامد باید خارج شود، مهره سریع‌تر کار می‌کند و هنگامی که مواد کمتری وجود دارد، سرعت آن کاهش می‌یابد. این امر به جلوگیری از هدررفت انرژی کمک می‌کند. یک عملیات معدنی که از این طراحی استفاده می‌کند، کاهش ۱۸ درصدی «انرژی بی‌فایده» را گزارش داده است؛ یعنی انرژی‌ای که زمانی صرف می‌شود که مهره خیلی سریع می‌چرخد در حالی که مواد جامد کمی وجود دارد.

با بیش از ۲۰۰ دستگاه تجهیزات در آزمایشگاه خود، هوادا این طرح‌ها را آزمایش می‌کند تا اطمینان حاصل کند که هر تغییری به بهبود بازده کمک می‌کند. نتیجه چیست؟ سانتریفیوژ بازده بالا کار را سریع‌تر انجام می‌دهد و این بدین معناست که در فرآیند کمتر انرژی مصرف می‌شود.

بازیابی گرمای هدر رفته و درزگیرهای کم‌مقاومت: بازیابی انرژی از دست رفته

سانتريفوژها مقدار زیادی گرما تولید می‌کنند که معمولاً به جو منتقل می‌شود. همچنین انرژی زیادی از طریق اصطکاک در آب‌بندی‌ها و یاتاقان‌ها اتلاف می‌شود. سانتریفیوژ با راندمان بالا که توسط شرکت هوآدا ساخته شده است، هر دو مشکل را با به‌کارگیری سیستم بازیابی گرمای هدر رفته و قطعات کم‌مقاومت حل می‌کند و تمام انرژی جریان لغزان را جمع‌آوری و مجدداً بهره‌برداری می‌کند.

این‌گونه است که بازیابی گرمای هدر رفته کار می‌کند: یک سیستم کوچک گرما را از درام جمع‌آوری کرده و برای گرم کردن مواد ورودی استفاده می‌کند. به عنوان مثال، یک کارخانه شیمیایی که مایع سرد را پردازش می‌کند نیازی به استفاده از گرمایش‌های اضافی برای گرم کردن مواد ندارد — بلکه به جای آن از گرمای هدر رفته سانتریفیوژ استفاده می‌کند. این امر مصرف انرژی گرمایشی آن‌ها را ۱۰٪ کاهش داده است. هوآدا حتی به مشتریان اجازه می‌دهد تا سیستم بازیابی را به سیستم گرمایشی کارخانه خود متصل کنند و از گرمای سانتریفیوژ برای گرم کردن کارگاه در زمستان استفاده نمایند.

سپس آب‌بندهای کم‌مقاومت وجود دارند. سانتریفوژهای سنتی از آب‌بندهای لاستیکی استفاده می‌کنند که باعث ایجاد اصطکاک شده و موجب می‌شوند موتور بیشتر کار کند. هوآدا از یک آب‌بند نوع متغیر (اختراع ثبت‌شده با شماره CN104624395B) استفاده می‌کند که تماس کمتری با قطعات متحرک دارد. این آب‌بند همچنان جلوی نشت مایعات را می‌گیرد، اما اصطکاک تا ۳۰٪ کاهش می‌یابد. یک کارخانه نفت با تعویض این آب‌بندها در سانتریفوژ کارآمد هوآدا، مصرف انرژی موتور خود را به میزان ۸٪ کاهش داد — صرفاً به دلیل کاهش اصطکاک.

این تنظیمات کوچک جمع می‌شوند. با هم، بازیابی گرمای هدر رفته و قطعات کم‌اصطکاک می‌توانند مصرف کلی انرژی یک سانتریفوژ را تا ۱۵ تا ۲۰٪ کاهش دهند — صرفه‌جویی قابل توجهی برای کارخانه‌هایی که این دستگاه را ۲۴ ساعته اجرا می‌کنند.