เนื่องจากต้นทุนพลังงานยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องและนโยบายด้านสิ่งแวดล้อมมีความเข้มงวดมากขึ้น การเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานของเครื่องอัดอากาศได้เปลี่ยนจากมาตรการประหยัดต้นทุนที่เป็นตัวเลือกสำหรับองค์กรไปเป็นข้อกำหนดที่เข้มงวดซึ่งจะต้องนำไปปฏิบัติ โดยเกี่ยวข้องโดยตรงกับความสามารถในการแข่งขันหลักขององค์กรและความก้าวหน้าของการเปลี่ยนแปลงสีเขียวขององค์กร
I. ประสิทธิภาพการใช้พลังงานและการใช้พลังงาน:
A）การสูญเสียที่มองไม่เห็นจากการรั่วไหลของระบบ
การรั่วไหลของระบบอัดอากาศถือเป็นหลุมดำการใช้พลังงานที่ซ่อนอยู่ซึ่งมองข้ามได้ง่าย โดยเฉลี่ยแล้ว การรั่วไหลคิดเป็น 20%–30% ของการใช้พลังงานทั้งหมด และสูงถึง 40% ในระบบท่อส่งแบบเก่า จุดรั่วไหลส่วนใหญ่เกิดขึ้นที่ข้อต่อท่อ วาล์ว การเชื่อมต่อแบบยืดหยุ่น ซีล และส่วนประกอบอื่นๆ ข้อมูลแสดงให้เห็นว่าการรั่วไหลที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 มม. ในระบบแรงดัน 0.7 MPa สามารถใช้พลังงานได้ถึง 15,000 kWh ต่อปี เทียบเท่ากับอุปกรณ์ 1.8 kW ที่ทำงานที่โหลดเต็มตลอดทั้งปี
การควบคุมการรั่วไหลต้องใช้การผสมผสานระหว่างเทคโนโลยีการตรวจจับและการบำรุงรักษาเชิงป้องกัน:
·ใช้เครื่องตรวจจับการรั่วไหลแบบอัลตราโซนิกสำหรับการตรวจสอบเป็นประจำเพื่อค้นหารอยรั่ว สร้างบันทึก และชี้แจงความรับผิดชอบในการซ่อมแซมและขีดจำกัดเวลา
·พัฒนาแผนการตรวจสอบการรั่วไหลพิเศษรายไตรมาส โดยเน้นไปที่ท่อหลักที่มีแรงดัน > 0.6 MPa
·เปลี่ยนซีลและท่ออ่อนเก่า (แนะนำให้รอบการเปลี่ยนท่ออ่อนไม่เกิน 3 ปี)
·ด้วยการบำรุงรักษาที่ได้มาตรฐาน สามารถควบคุมอัตราการรั่วไหลของระบบได้ภายใน 5% ซึ่งช่วยประหยัดพลังงานได้อย่างมาก
B) การเพิ่มประสิทธิภาพทางวิทยาศาสตร์ของการตั้งค่าความดัน
แรงดันคายประจุเป็นตัวแปรหลักที่ส่งผลต่อการใช้พลังงานของเครื่องอัดอากาศ
แรงดันที่เพิ่มขึ้นทุกๆ 0.1 MPa ส่งผลให้มีการใช้พลังงานเพิ่มขึ้น 6%–8% อย่างไรก็ตาม องค์กรหลายแห่งเข้าใจผิดว่า “แรงดันสูงกว่านั้นปลอดภัยกว่า” ส่งผลให้แรงดันในการทำงานจริงมักจะสูงกว่าความต้องการใช้งานปลายทาง 0.2–0.3 MPa ส่งผลให้สิ้นเปลืองพลังงานโดยไม่จำเป็น
การปรับการตั้งค่าความดันให้เหมาะสมทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวข้องกับสองแง่มุม: การปรับแถบความดันให้เหมาะสมและการจับคู่แรงดันในการใช้งานขั้นสุดท้าย สำหรับการปรับแถบความดันให้เหมาะสม การควบคุมส่วนต่างของแรงดันในการโหลด/ไม่โหลดอย่างเหมาะสมถือเป็นสิ่งสำคัญ ขอแนะนำให้ตั้งค่าส่วนต่างของแรงดันที่ 0.15–0.25 MPa
ส่วนต่างขนาดเล็กเกินไปทำให้เกิดการโหลดและขนถ่ายบ่อยครั้ง การสึกหรอของส่วนประกอบและการใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้น ส่วนต่างที่มากเกินไปส่งผลให้เกิดการสิ้นเปลืองพลังงานในระหว่างขั้นตอนการขนถ่าย ตัวอย่างเช่น องค์กรแห่งหนึ่งลดแรงดันในการโหลดจาก 0.75 MPa เป็น 0.65 MPa และปรับส่วนต่างของแรงดันให้เหมาะสมเป็น 0.2 MPa ซึ่งทำให้บรรลุอัตราการประหยัดพลังงานต่อปีที่ 10.5%
สำหรับการจับคู่แรงดันในการใช้งานขั้นสุดท้าย สามารถใช้การจ่ายแรงดันตามระดับความต้องการจริงของจุดการใช้ก๊าซที่แตกต่างกัน จุดแรงดันสูง (เช่น อุปกรณ์ปั๊มลม) และจุดแรงดันต่ำ (เช่น การควบคุมเครื่องมือ) สามารถจ่ายได้โดยเครื่องอัดอากาศเฉพาะตามลำดับ ซึ่งจะช่วยลดแรงดันในการทำงานโดยรวมของระบบและปลดล็อคศักยภาพในการประหยัดพลังงานเพิ่มเติม
C) การควบคุมอัตราการโหลดที่แม่นยำ
เครื่องอัดอากาศให้ประสิทธิภาพการทำงานสูงสุดที่ช่วงโหลด 70%–90% เมื่ออัตราการโหลดลดลงต่ำกว่า 40% ประสิทธิภาพการใช้พลังงานจะลดลงอย่างรวดเร็ว
ในการผลิตจริง เนื่องจากการเลือกอุปกรณ์ที่ไม่เหมาะสมและกลไกการกำหนดตารางเวลาที่ล้าสมัย เครื่องอัดอากาศจึงมักทำงานไม่มีประสิทธิภาพ โดยทั่วไปเวลาในการขนถ่ายคิดเป็นมากกว่า 30% ของชั่วโมงการทำงานต่อปี ส่งผลให้เกิดการสิ้นเปลืองพลังงานจำนวนมาก
นอกจากนี้สภาพแวดล้อมและสภาพอุปกรณ์ยังส่งผลต่อการใช้พลังงานอีกด้วย
อุณหภูมิไอดีที่ลดลงทุกๆ 3°C จะปรับปรุงประสิทธิภาพเครื่องอัดอากาศได้ประมาณ 1% ประสิทธิภาพมีแนวโน้มลดลง 5%–8% ในสภาพแวดล้อมฤดูร้อนที่มีอุณหภูมิสูง การสะสมของสเกล 1 มม. บนออยล์คูลเลอร์จะช่วยลดประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อนได้ 20% ส่งผลให้อุณหภูมิน้ำมันสูงขึ้นและสิ้นเปลืองพลังงานมากขึ้น หลังจากใช้งานไปแล้ว 10,000 ชั่วโมง ประสิทธิภาพของยูนิตหลักมักจะลดลง 3%–5% เนื่องจากการสึกหรอของส่วนประกอบ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการตรวจสอบและบำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอ
2.เทคโนโลยีประหยัดพลังงาน
A) การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการควบคุมความเร็วความถี่ตัวแปรอย่างแม่นยำ
เทคโนโลยีการควบคุมความเร็วความถี่แบบแปรผันจะปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงความต้องการอากาศโดยการปรับความเร็วของมอเตอร์ โดยพื้นฐานแล้วจะหลีกเลี่ยงการโหลดและการขนถ่ายอุปกรณ์บ่อยครั้ง เหมาะอย่างยิ่งสำหรับสถานการณ์ที่มีความผันผวนอย่างมากในการใช้อากาศ
หลักการหลักคือการใช้ตัวแปลงความถี่ที่ควบคุมด้วยเวกเตอร์เพื่อปรับความถี่อินพุตของมอเตอร์แบบไดนามิก การปรับการเคลื่อนที่ของอากาศอย่างต่อเนื่อง และทำให้อัตราการโหลดคงที่ภายในช่วงประสิทธิภาพสูง
ผลการประหยัดพลังงานของเทคโนโลยีนี้มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับสภาพการทำงาน:
·สำหรับสถานการณ์ที่ความต้องการอากาศผันผวนมากกว่า 40% (เช่น การประมวลผลทางกล การผลิตทางอิเล็กทรอนิกส์) อัตราการประหยัดพลังงานโดยเฉลี่ยอาจสูงถึง 20%–35%
·สำหรับสภาพการทำงานที่มีโหลดสูงอย่างต่อเนื่อง (>90%) (เช่น โลหะวิทยา อุตสาหกรรมซีเมนต์) ข้อดีของการแปลงความถี่ไม่ชัดเจน และประสิทธิภาพพลังงานโดยรวมอาจลดลงด้วยซ้ำเนื่องจากการสูญเสียพลังงาน 3%–5% ของตัวแปลงความถี่เอง
ในระหว่างการเลือกรุ่น ควรประเมินคุณลักษณะโหลดก่อน และควรจัดลำดับความสำคัญของตัวแปลงความถี่ที่มีประสิทธิภาพแรงบิดความเร็วต่ำที่ดีเยี่ยม
B) การแปลงประโยชน์ของระบบของการนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่
ในระหว่างการทำงานของเครื่องอัดอากาศ พลังงานไฟฟ้าอินพุตมากกว่า 85% จะถูกแปลงเป็นความร้อนจากการอัด ในโหมดดั้งเดิม ความร้อนนี้จะถูกระบายออกโดยตรงผ่านระบบทำความเย็น ส่งผลให้สิ้นเปลืองพลังงาน
เทคโนโลยีการนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่ช่วยให้สามารถใช้ประโยชน์จากความร้อนเหลือทิ้งแบบเรียงซ้อน ซึ่งบรรลุทั้งการประหยัดพลังงานและประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อม มีสองวิธีการกู้คืนหลัก:
ประการแรก การนำความร้อนของน้ำมันที่อุณหภูมิสูงกลับมาใช้ใหม่: ดึงความร้อน 60–80°C จากตัวทำความเย็นน้ำมันเพื่อให้ความร้อนในกระบวนการ (เช่น การอบแห้งวัสดุ การอุ่นวัตถุดิบล่วงหน้า) หรือการจ่ายน้ำร้อนในครัวเรือนสำหรับพนักงาน
ประการที่สอง การนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่: รวบรวมความร้อนที่ 40–50°C สำหรับการทำความร้อนในโรงงานหรือระบบปรับอากาศเสริม
ยกตัวอย่างเครื่องอัดอากาศแบบสกรูขนาด 250 kW ที่ทำงาน 6,000 ชั่วโมงต่อปี สามารถดึงความร้อนกลับมาได้ประมาณ 1.2 ล้าน kWh เทียบเท่ากับการประหยัดถ่านหินมาตรฐานได้ 40 ตัน และลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ 100 ตัน ด้วยเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นควบคู่กับระบบระบายความร้อนที่มีอยู่ ระยะเวลาคืนทุนในการลงทุนมักจะอยู่ที่ 2-3 ปี นอกจากนี้ยังช่วยลดภาระบนระบบทำความเย็นและยืดอายุการใช้งานของน้ำมันหล่อลื่นและส่วนประกอบอุปกรณ์ สร้างประโยชน์สองประการของ "การประหยัดพลังงาน + ลดการบริโภค"