Sakkauslaitteisto: Energiatehokkuuden parantamistipsit

Miksi suuri moottori on vain pieni osa energiatarkastelun kuvaa

Kävele ohi toiminnassa oleva sentrifugi, ja päämoottorin ääni hallitsee vaikutusta. On luonnollista olettaa, että moottorin tehokkuus on se paikka, jossa energiakysymykset alkavat ja loppuvat. Todellisuudessa kuiva-aineen tonnia kohden kulutettujen kilowattituntien määrää muodostaa verkko päätöksiä, joilla ei ole mitään tekemistä moottorin nimikilven kanssa. Nestekytkimen häviöt, ruuviajuriyksikön asennus, nestevaraston syvyysasetukset ja jopa polymeeriseoksen laatu ennen sentrifugia voivat kaikki vaikuttaa erityiseen energiankulutukseen useita prosenttiyksikköjä. Kun laite toimii vuosittain 8 000 tuntia, nämä prosenttiyksiköt kertyvät merkittäviksi taloudellisiksi ja hiilijalanjäljen vähentämisiksi.

Kaksi identtistä dekantaaria, jotka ovat sijoitettu vierekkäin samassa rakennuksessa, voi kuluttaa jopa 15 prosenttia eri määrän tehoa tonnia kohden. Erot eivät juurikaan johtu valmistusvirheistä. Ne ovat pienien asetusten ja huoltotottumusten kertymää, jotka hiljaa kuluttavat energiaa ilman että mikään hälyttäisi.

Nesteiskytkintöjen hiljainen energiankulutus

Vanhoissa dekantteriasennuksissa on usein neste-kytkin moottorin ja pääpyörivän akselin välillä. Kytkin mahdollistaa pehmeän käynnistyksen ja suojaa iskukuormilta, mikä teki siitä suosittua ennen halpojen taajuusmuuttajien saavutettavuutta. Haittana on kuitenkin jatkuvan liukuman aiheuttama tehohäviö. Jopa vakiotilassa ulostulookseli pyörii kaksi–kolme prosenttia hitaammin kuin moottorin akseli, ja tämä erotus muuttuu lämmöksi hydraulinen öljyyn. Yhdeksänkymmenen kilowatin moottorissa kolmen prosentin liukuma tarkoittaa noin 2,7 kilowatin jatkuvaa häviötä öljynjäähdyttimessä. Kahdeksan tuhatta tuntia aikana tämä teho vastaa yli kahdenkymmenen tuhannen kilowattitunnin määrää, joka ei koskaan saavuta puristinkoria. Neste-kytkimen korvaaminen suoralla joustavalla kytkimellä ja pehmeän käynnistyksen mahdollistava taajuusmuuttaja (VFD) poistavat tämän jatkuvan tehohäviön. Taajuusmuuttaja lisää omaa pienempää tehohäviöään, yleensä noin kaksi prosenttia, mutta nettotulos pysyy edelleen merkittävänä.

Takaisinkäyttöjärjestelmät ja niiden avulla kerättävä jarrutusenergia

Pyörivän kotelon (scroll) moottori kuluttaa vain murto-osan päämoottorin tehosta, mutta se toimii jatkuvasti, ja sen konfiguraatio määrittää, hukataanko vai hyödynnetäänkö differentiaalinopeuden säätöön käytetty energia. Perinteinen hydraulinen pyörivän kotelon moottori käyttää pumpun ja moottorin avulla pyörivän kotelon hidastamiseen suhteessa koteloon (bowl), mikä muuttaa mekaanisen energian lämmöksi, jonka jäähdytin sitten poistaa. Takaisinkäyttöjärjestelmä (backdrive) ottaa perustavanlaatuisesti erilaisen lähestymistavan. Sen sijaan, että hidastusenergiaa hukattaisiin, pyörivän kotelon vaihteisto kytketään generaattoriin tai regeneratiiviseen taajuusmuuttajaan (VFD), joka syöttää sähkön takaisin tehtaan sähköverkkoon tai kompensoi päämoottorin kulutusta. Vesierottamisjärjestelmissä, joissa käytetään takaisinkäyttöjärjestelmiä, on dokumentoitu energiansäästöä 10–15 prosenttia verrattuna samaan sentrifugikoneeseen, jossa käytetään hydraulista pyörivän kotelon moottoria. Takaisinmaksuaika riippuu paikallisista sähköhinnastoista, mutta alueilla, joissa teollisuuden sähkökustannukset ovat korkeat, takaisinkäyttöjärjestelmä usein maksaa itsensä takaisin kahden–kolmen vuoden sisällä.

Uima-altaan syvyys ja energiatase, josta kukaan ei puhu

Nesteen nestekupan syvyys vaikuttaa suoraan ja usein aliarvioidusti tehonkulutukseen. Syvempi kuppa lisää nestemäisen massan määrää, jonka moottorin on kiihdytettävä käyttöpainovoimatasolle (G-voima). Kolmen tuhannen rpm:n pyörimisnopeudella jokainen litra lisänestekupan tilavuutta vaatii mitattavan energiamäärän lisäystä. Kupan syvyyden vähentäminen kymmenellä prosentilla voi alentaa päämoottorin kuormitusta vastaavalla osuudella, mutta tämä johtaa yleensä hieman kosteampaan kakkua. Oikea päätös riippuu kokonaan siitä, mikä on prosessissa seuraavana. Jos kakkua käytetään lämmöntuottimen syöttönä, hieman lisätehonkulutus sentrifugin kohdalla (kilowattituntia) kosteuden poistamiseksi prosenttiyksikköä enemmän voi säästää moninkertaisesti sen energiamäärän, joka muuten kuluu lämmöntuottimen luonnonkaasu- tai höyrykulutukseen. Teollisuuslaitos, joka käsittelee sentrifugin ja lämmöntuottimen yhtenä integroituna energiayksikkönä, tekee älykkäämpiä päätöksiä nestekupan syvyydestä kuin laitos, joka optimoi kumpaakin yksikköä erillisesti.

Syöttöaineen esikäsittely prosessin alkupäässä energian säästötekijänä prosessin loppupäässä

Kiinteiden aineosien pääsy dekantaajaan vaikuttaa energiankulutukseen enemmän kuin monet käyttäjät tietävät. Hyvin flokuloituneet kiinteät aineosat muodostavat vahvoja, tiukkoja aggregaatteja, jotka vapauttavat vettä nopeasti suhteellisen alhaisilla G-voimilla. Huonosti flokuloitu syöttö vaatii korkeampia kaukosäteisiä pyörivää nopeutta ja pidempiä viipymäaikoja saavuttaakseen saman erottelutuloksen. Energian käyttö oikean polymeerin sekoittamiseen ja riittävään flokkien kypsyttämiseen on merkityksetön verrattuna siihen energiansäästöön, jonka se voi tuoda sentrifugin käytössä. Biosolidien käsittelylaitos dokumentoi 12 prosentin vähentymän dekantaajan tehonkulutuksessa, kun se päivitti yksinkertaisen staattisen sekoittimen automatisoidulla polymeerivalmisteusjärjestelmällä, joka sääteli tarkasti polymeerin pitoisuutta ja kypsyttämisaikaa. Polymeerijärjestelmä kulutti lisäksi kolme kilowattia sekoittimelleen ja annostuspumppuihinsa, kun taas sentrifugin päämoottorin kulutus laski yhdellätoista kilowatilla. Nettoenergiansäästö kahdeksan kilowattia, joka jakautui jatkuvan käytön aikana, johti merkittävään vuosittaiseen vähentymiseen.

Käyttötapojen vaikutus energiatehokkuuteen

Energiatehokkuus heikkenee hiljaa, kun huolto jää tekemättä. Kulumat kierrelevyt lisäävät kiinteiden aineiden kuljetukseen vaadittavaa vääntömomenttia. Alkavat väsyä kuulalaakerit lisäävät kitkavastusta kuukausi toisensa jälkeen. Venyneet ja jännitystään menettäneet V-hihnat voivat liukua huomaamattomasti, mikä laskee voiman siirron tehokkuutta usealla prosenttiyksiköllä ennen kuin kukaan huomaa sitä. Säännöllinen värähtelyn seuranta ja laakerikoteloissa tehtävä ajoittainen lämpökuvantaminen voivat havaita nämä kehityssuuntaukset ajoissa, jolloin korjaustoimenpiteenä riittää yksinkertainen komponentin vaihto eikä hätäkorjaus. Tehtaissa, jotka seuraavat sentrifugin erityistä energiankulutusta avainindikaattorina, havaitaan usein hitaasti kasvava suuntaus jo pitkään ennen kuin se muodostuu näkyväksi prosessiongelmaksi.

Tehokkuus järjestelmäharjotteluna, ei komponentin ostona

Parhaan energiatehokkuuden saavuttaminen sentrifugaalidekantaarissa ei niinkään riipu premium-tehokkuutta tarjoavan moottorin ostamisesta vaan siitä, miten koko voimansiirtojärjestelmä, prosessiasetukset ja esiprosessointijärjestelmät on suunniteltu ja huollettu. Nestekytkimet, ruuvikäyttö, nestepinnan syvyys, polymeerin valmistus ja laakerien kunto ovat kaikki säädettäviä parametrejä, jotka vaikuttavat kulutukseen kilowattituntia tonnia kohden. Toimittaja, joka ymmärtää näiden tekijöiden keskinäisen riippuvuuden ja tarjoaa ohjeita laitteen asennuspaikan ulkopuolelle, lisää arvoa, joka näkyy kuukausittaisessa sähkölaskussa. HuaDa -dekantaari työskentelee käyttäjien kanssa voimansiirtojärjestelmien ja prosessiasetusten arvioimiseksi sovellettuna todellisiin käyttöolosuhteisiin ja tukee toimenpiteitä, joilla pyritään alentamaan erityistä energiankulutusta koneen käyttöiän aikana. Kasvavassa osuudessa oleville energiakustannuksille tarkoitettuissa tehtaissa tämän tyyppinen sovellustason tuki voi tehdä merkittävän eron.