Модернизация с энергосбережением: осушители воздуха с вентилятором без потерь воздуха для систем сжатого воздуха

Сжатый воздух является одним из наиболее широко используемых источников энергии в промышленном производстве, ценится за его безопасность, нетоксичность, универсальную регулировку и простоту транспортировки. Однако производство высококачественного сжатого воздуха требует значительного энергопотребления — как правило, составляет 10–35 % общего расхода электроэнергии на большинстве производственных предприятий. Согласно отраслевым исследованиям, в течение 5-летнего жизненного цикла расходы на электроэнергию составляют 77 % общих эксплуатационных расходов системы сжатого воздуха, а затраты на оборудование и обслуживание — лишь 23 %. Ещё хуже, что 15–30 % этой энергии теряется из-за неэффективности, такой как утечки воздуха, недостаточный контроль системы и чрезмерное потребление purge-воздуха устаревшим оборудованием.

Для предприятия по переработке пищевой продукции в Китае оптимизация эффективности сжатого воздуха стала первоочередной задачей с целью сокращения расходов и минимизации воздействия на окружающую среду. В статье описывается, как модернизация с использованием сушилки нагнетателя с нулевыми потерями воздуха преобразила их энергоемкую систему сжатого воздуха — обеспечив значительную экономию и повышенную надежность.

Проблемы системы сжатого воздуха: текущее состояние на объекте

Система сжатого воздуха на предприятии состоит из децентрализованных станций воздушных компрессоров, расположенных в нескольких производственных цехах, и включает 8 винтовых воздушных компрессоров с подачей масла и вспомогательное оборудование для последующей обработки. Реконструкция была направлена на первый цех переработки муки, который страдал от критических неэффективностей:

• 3 винтовых воздушных компрессора с подачей масла (номинальная мощность: 55 кВт, 75 кВт, 90 кВт) с суммарным номинальным расходом воздуха 18,72 м³/мин, работающих при давлении 6,0 бар.
• 1 устаревший безнагревный адсорбционный осушитель (производительность: 17 м³/мин), для регенерации которого требовалось 15% продувочного воздуха, что приводило к потере ценного сжатого воздуха.
• Компрессоры работали с ручным управлением пуска/остановки, без централизованной системы мониторинга и отсутствия отслеживания данных в реальном времени (за исключением потребления электроэнергии).
• Колебания давления в системе (0,58–0,6 МПа) и потери энергии, вызванные циклами разгрузки компрессора и чрезмерными потерями воздуха при продувке.
• Цех работает круглосуточно 330 дней в году, средний фактический спрос на сжатый воздух составляет 17 м³/мин, требуемая точка росы по давлению — -40 ℃. Высокое энергопотребление и расход воздуха существующего безнагревного осушителя сделали его основным объектом для модернизации.

Осушитель с нулевыми потерями воздуха и регенерацией нагнетателем: технология и решение для модернизации

Для решения этих задач предприятие внедрило адсорбционный осушитель с регенерацией нагнетателем без потерь воздуха (модель: серия F-GFR) компании PUFCO. Основной принцип работы осушителя основан на температурно-давлениионной адсорбции (TPSA):

• Вентилятор подает слегка сжатый воздух, который нагревается внешним электрическим нагревателем перед поступлением в башню регенерации для восстановления адсорбента.
• После термической регенерации нагреватель отключается, и вентилятор выполняет охлаждение башни холодным продувом.
• Как только температура башни снижается до заданного уровня, сухой воздух из рабочей башни продувает башню регенерации (расход продувочного воздуха ≤3% при стандартных условиях эксплуатации).
• Когда точка росы выходящего воздуха при атмосферном давлении ≤-40 °С или при низких температурах окружающей среды, регенерация холодным продувом только с помощью вентилятора исключает потери продувочного воздуха — достигая 0% расхода воздуха .

Этапы модернизации:

• Демонтировать существующий безнагревной адсорбционный осушитель и фильтры на вспомогательных трубопроводах.
• Установить один осушитель с вентилятором без потерь воздуха (производительность: 22 м³/мин, точка росы: -40 °С) и три высокоточных трубопроводных фильтра (23 м³/мин).
• Оптимизируйте трассировку трубопроводов, уменьшите количество клапанов и отводов, а также минимизируйте падение давления и потери энергии.

Результаты экономии энергии и анализ окупаемости

Модернизация позволила достичь значительной экономии энергии и затрат по сравнению с устаревшим безнагревательным осушителем. Ниже приведено подробное сравнение ключевых показателей производительности:

Основные результаты:

• потери сжатого воздуха при продувке отсутствуют : Устранены потери 153 м³/ч сжатого воздуха, что эквивалентно экономии мощности 19,278 кВт·ч.
• Ежегодная экономия затрат : Экономия затрат на электроэнергию — 9 825 долл. США, что обеспечивает быструю окупаемость инвестиций (ROI) всего за 1,82 года. В регионах с высокой стоимостью электроэнергии внедрение будет осуществляться ещё быстрее.
• Стабильное качество воздуха : Встроенный контроль точки росы и автоматическое переключение башен обеспечивают постоянную точку росы ≤-40 °C, соответствующую производственным требованиям.
• Сниженные колебания давления : Оптимизированная конструкция трубопровода и эффективная работа осушителя свели к минимуму колебания давления в системе, что повысило надежность оборудования.

Почему стоит выбрать осушители с воздуходувкой без потерь воздуха?

Для производственных предприятий, зависящих от сжатого воздуха, переход на осушители с воздуходувкой без потерь воздуха обеспечивает множество преимуществ:

• Максимальная энергоэффективность : Устранение потерь воздуха на продув (основная проблема осушителей без нагрева) и снижение потребления электроэнергии.
• СНИЖЕНИЕ ОПЕРАЦИОННЫХ ЗАТРАТ : Короткий срок окупаемости (обычно 1–2 года) и долгосрочная экономия на электричестве и обслуживании.
• Надежная работа : Продвинутые системы управления и высококачественные адсорбенты обеспечивают стабильное качество воздуха и минимальные простои.
• Устойчивая работа : Снижение углеродного следа за счет уменьшения потерь энергии — соответствие целям экологичного производства.

Готовы оптимизировать свою систему сжатого воздуха?

Если на вашем предприятии высокие расходы на энергию вызваны устаревшим оборудованием для постобработки сжатого воздуха, то модернизация осушителя с поддувом без потери воздуха является доказанным решением. Опираясь на десятилетний опыт в области энергосберегающих систем сжатого воздуха, PUFCO предлагает решения, адаптированные к вашим производственным потребностям — помогая снизить расходы, повысить эффективность и достичь целей устойчивого развития. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать, как наши осушители с поддувом без потери воздуха могут преобразить вашу систему сжатого воздуха и обеспечить ощутимую окупаемость инвестиций.

Ключевые слова: энергосбережение сжатого воздуха, осушитель с поддувом без потери воздуха, модернизация адсорбционного осушителя, энергоэффективные решения для сжатого воздуха, промышленная обработка воздуха, энергосбережение в производстве