Odštiepovač: Tipy na zvýšenie energetickej účinnosti

Prečo je veľký motor len malou časťou príbehu o energii

Ak prejdete okolo prevádzkovej odstredovacej odstreďovača, zvuk hlavného motora dominuje dojmu. Je prirodzené predpokladať, že energetická účinnosť motora je miestom, kde sa začína a končí diskusia o energii. V skutočnosti sa počet kilowatthodín spotrebovaných na tonu suchých látok spracovaných formuje komplex rozhodnutí, ktoré nemajú nič spoločné s výkonovým štítkom motora. Straty kvapalinovej spojky, konfigurácia pohonnej jednotky škrupiny, nastavenia hĺbky bazénu a dokonca aj kvalita miešania polyméru v predchádzajúcom stupni môžu každá ovplyvniť špecifickú energetickú spotrebu o niekoľko percentuálnych bodov. Keď stroj pracuje 8 000 hodín ročne, tieto body sa násobia a premenia sa na reálne peniaze a reálne emisie uhlíka.

Dva identické destilátory umiestnené vedľa seba v tej istej budove môžu vykazovať rozdiel v spotrebe energie až o pätnásť percent na tonu. Tento rozdiel zvyčajne nie je spôsobený výrobnou chybou. Je to kumulácia malých rozhodnutí týkajúcich sa konfigurácie a návykov údržby, ktoré ticho spotrebúvajú energiu bez toho, aby niekedy spustili alarm.

Tichý odber energie cez kvapalinové spojky

Staršie inštalácie odstredových odstredovačov často obsahujú kvapalinové spojku medzi motorom a hlavným pohonným hriadeľom. Táto spojka zabezpečuje možnosť mäkkého štartu a ochranu pred nárazovými zaťaženiami – vlastnosti, ktoré ju v minulosti urobili populárnou v období pred tým, ako sa stali dostupné cenovo prístupné frekvenčné meniče. Nevýhodou je trvalá strata prešlapu. Dokonca aj v ustálenom stave sa výstupný hriadeľ otáča o dva až tri percentá pomalšie ako hriadeľ motora a tento rozdiel sa premieňa na teplo v hydraulickom oleji. U deväťdesiatokilowattového motora znamená prešlap tri percentá približne 2,7 kW, ktoré sa neustále premieňajú na teplo v olejovom chladiči. Po osem tisíc hodín to predstavuje viac ako dvadsaťjeden tisíc kilowatthodín energie, ktorá nikdy nedosiahne odstredový kotúč. Nahradenie kvapalinovej spojky priamou flexibilnou spojkou a pridaním frekvenčného meniča (VFD) pre mäkký štart eliminuje túto trvalú stratovú energiu. Frekvenčný menič však spôsobuje vlastnú malú stratovú účinnosť, zvyčajne okolo dvoch percent, no celkový zisk zostáva významný.

Systémy s reverzným pohonom a brzdná energia, ktorú je možné zachytiť

Pohonný zariadenie typu špirála spotrebuje iba zlomok výkonu hlavného motora, avšak pracuje nepretržite a jeho konfigurácia určuje, či sa energia zapojená do regulácie rozdielnej rýchlosti stratí alebo sa obnoví. Tradičné hydraulické pohonné zariadenie typu špirála využíva čerpadlo a motor na brzdenie špirály vzhľadom na kotúč, pričom mechanická energia sa premení na teplo, ktoré následne odvádza chladič. Systém s možnosťou spätného pohonu (backdrive) zaujíma zásadne iný prístup. Namiesto rozptýlenia brzdnej energie spojí prevodovku špirály s generátorom alebo regeneratívnym frekvenčným meničom (VFD), ktorý vráti elektrickú energiu späť do sieťovej siete závodu alebo kompenzuje spotrebu hlavného pohonného zariadenia. Pri odvodňovacích inštaláciách so systémom spätného pohonu sa dokumentovala úspora energie v rozmedzí desiatich až pätnástich percent v porovnaní s rovnakým odstredovacím zariadením vybaveným hydraulickým pohonným zariadením typu špirála. Doba návratnosti investície závisí od lokálnych taríf za elektrinu, avšak v regiónoch s vysokými priemyselnými cenami elektrickej energie sa systém spätného pohonu často ospravedlní už po dvoch až troch rokoch.

Hĺbka bazéna a energetický kompromis, o ktorom nikto nehovorí

Hĺbka kvapalného bazéna vo vnútri misy má priamy a často podceňovaný vplyv na spotrebu energie. Hlbší bazén zvyšuje hmotnosť kvapaliny, ktorú musí motor urýchliť na prevádzkové zrýchlenie (G-sila). Pri misách sa otáčajúcich sa rýchlosťou 3000 ot./min vyžaduje každý ďalší liter objemu bazéna mieriteľný prírastok energie. Zníženie hĺbky bazéna o 10 % môže znížiť zaťaženie hlavného motora približne o rovnaký podiel, avšak takéto zníženie zvyčajne vedie k mierne vlhšiemu koláču. Správne rozhodnutie závisí výlučne od toho, čo sa nachádza v ďalších stupňoch procesu. Ak koláč ide do tepelného sušiča, môže byť výhodné minúť trochu viac kilowatthodín na odstreďovači, aby sa odstránil ďalší percentuálny bod vlhkosti – tým sa môže ušetriť mnohonásobne viac energie v podobe zemného plynu alebo páry spotrebovanej sušičom. Závod, ktorý považuje odstreďovač a sušič za jeden integrovaný energetický systém, robí lepšie rozhodnutia týkajúce sa hĺbky bazéna než závod, ktorý optimalizuje každú jednotku izolovane.

Príprava prívodnej suspenzie v predchádzajúcom stupni ako nástroj na ovplyvnenie energetickej náročnosti nasledujúcich stupňov

Spôsob, akým tuhé látky vstupujú do odstreďovača, má väčší vplyv na spotrebu energie, než si uvedomujú mnohí prevádzkovatelia. Dobré zhrubnutie tuhých látok vedie k tvorbe silných, hustých agregátov, ktoré uvoľňujú vodu rýchlo pri relatívne nízkych odstredivých silách (G-silách). Zle zhrubnutá surovina vyžaduje vyššie rýchlosti rotácie bubna a dlhšie doby pobytu, aby sa dosiahla rovnaká účinnosť separácie. Energia vynaložená na správne miešanie polyméru a dostatočnú dobu zravenia flók (zhrubnutých častíc) je zanedbateľná v porovnaní s energiou, ktorú je možné ušetriť v odstreďovači. V zariadení na spracovanie biologických tuhých látok sa po modernizácii od jednoduchého statického miešača na automatizovaný systém prípravy polyméru, ktorý presne reguloval koncentráciu a dobu starnutia, zaznamenala dvanásťpercentná redukcia spotreby energie odstreďovača. Samotný systém polyméru spotreboval navyše tri kilowatty pre svoj miešač a dávkovacie čerpadlá, zatiaľ čo hlavný pohonný motor odstreďovača znížil spotrebu o jedenásť kilowattov. Čistá úspora osem kilowattov, rozprestieraná cez nepretržitý prevádzkový režim, sa prejavila ako významná ročná úspora.

Údržbové návyky, ktoré umožňujú únik energie

Energetická účinnosť sa tichým spôsobom zhoršuje, ak sa údržba zanedbáva. Opotrebované špirálové závity zvyšujú krútiaci moment potrebný na prenášanie pevných látok. Ložiská, ktoré začínajú unikávať, pridávajú trenie, ktoré sa mesačne zvyšuje. Sada klínových remienkov, ktorá sa natiahla a stratila napätie, môže nepozorovateľne prešlapovať a znížiť účinnosť pohonnej jednotky o niekoľko percent, kým si to niekto všimne. Pravidelné monitorovanie vibrácií a periodická termografia ložiskových skríň dokážu tieto trendy odhaliť v čase, keď je nápravná opatrenia stále jednoduchou výmenou komponentov namiesto núdzového opravovania. Výrobné závody, ktoré sledujú špecifickú spotrebu energie ako kľúčový ukazovateľ výkonu pre svoje odstredivky, často zaznamenajú postupný nárast ešte predtým, než sa stane viditeľným problémom v procese.

Účinnosť ako systémová prax, nie ako nákup jednotlivých komponentov

Dosiahnutie najlepšieho energetického výkonu z odstredivej odstreďovačky typu decanter je menej spojené s nákupom motora s vysokou účinnosťou a viac s tým, ako je celý pohonný systém, nastavenia procesu a predchádzajúce systémy nakonfigurované a udržiavané. Tekutinové spojky, pohony škrupiny, hĺbka bazénu, príprava polyméru a stav ložísk sú všetky faktory, ktoré ovplyvňujú spotrebu kilowatthodín na tonu. Dodávateľ, ktorý rozumie týmto vzájomným závislostiam a poskytuje pokyny presahujúce len samotné zariadenie, pridáva hodnotu, ktorá sa prejaví v mesačnom účte za energiu. Odstreďovačka HuaDa spolupracuje s prevádzkovateľmi pri vyhodnocovaní konfigurácií pohonov a nastavení procesu prispôsobených skutočným prevádzkovým podmienkam a podporuje snahy o zníženie špecifického energetického výkonu počas celej životnosti stroja. Pre čistiarne, kde náklady na energiu tvoria stále väčšiu časť prevádzkového rozpočtu, takýto podporný prístup na úrovni aplikácie môže priniesť merateľný rozdiel.