อากาศอัดเป็นพลังงานพื้นฐานในภาคอุตสาหกรรม โดยปริมาณการใช้งานแตกต่างกันอย่างชัดเจนตามประเภทของโรงงาน กระบวนการผลิต และการจัดวางอุปกรณ์ ต่อไปนี้จะวิเคราะห์ในสามด้าน ได้แก่ คุณลักษณะเฉพาะของแต่ละอุตสาหกรรม ปัจจัยที่มีผลกระทบ และวิธีการคำนวณ เพื่อให้ข้อมูลอ้างอิงเชิงระบบแก่ผู้ประกอบการ:
หนึ่ง ความแตกต่างด้านปริมาณการใช้ก๊าซในแต่ละอุตสาหกรรม
- ภาคอุตสาหกรรมหนัก
- อุตสาหกรรมเหล็กกล้าเตาสูงแต่ละเครื่องต้องจัดให้มีอากาศอัดขนาดไม่น้อยกว่า 40 ลูกบาศก์เมตรต่อนาที โดยรวมแล้วโรงงานทั้งหมดมีปริมาณการใช้อากาศอัดต่อปีสูงถึงหลายสิบล้านลูกบาศก์เมตร ส่วนใหญ่ใช้สำหรับอุปกรณ์ขับเคลื่อน ระบบลำเลียงผงถ่านหิน และการเป่าทำความสะอาดเครื่องมือวัด
- อุตสาหกรรมเคมี: เกี่ยวข้องกับการควบคุมด้วยระบบลมอัด การเพิ่มความดันในหม้อปฏิกิริยา และกระบวนการอื่นๆ โดยช่วงปริมาณการใช้ลมที่เป็นตัวอย่างอยู่ระหว่าง 10- 50m³/min อุปกรณ์ขนาดใหญ่บางรุ่นสามารถรองรับอัตราการไหลได้สูงถึง 100 ลบ.ม./นาที
- อุตสาหกรรมเบาและการผลิต
- การผลิตรถยนต์: สถานการณ์เช่น การพ่นสี เครื่องมือลมในสายการประกอบ เป็นต้น โดยปริมาณการใช้อากาศต่อหนึ่งโรงประกอบอยู่ที่ประมาณ 5- 20m³/min โดยทั่วทั้งโรงงานมีปริมาณการใช้ก๊าซธรรมชาติประมาณปีละหลายล้านลูกบาศก์เมตร
- บรรจุภัณฑ์อาหาร: โดยมุ่งเน้นที่ระบบลำเลียงด้วยลมและอุปกรณ์ปิดผนึก ซึ่งใช้ปริมาณลมค่อนข้างต่ำ โดยทั่วไปอยู่ที่ 2- 10m³/min。
- โรงงานแบบทั่วไป
- การแปรรูปด้วยเครื่องจักร: เครื่องมือลม เครื่องจักรกลซีเอ็นซี และอุปกรณ์อื่นๆ มีปริมาณการใช้ลมประมาณ 3- 15m³/min ทั้งนี้ ขึ้นอยู่กับขนาดของสายการผลิตเป็นสำคัญ
- อุตสาหกรรมสิ่งทอ: เครื่องทอผ้าแบบพ่นลมต้องการแหล่งจ่ายลมที่มีความเสถียร โดยเครื่องทอผ้าแต่ละเครื่องใช้ปริมาณลมประมาณ 0. 2m³/min โรงงานขนาดร้อยเครื่องมีปริมาณการใช้รวมประมาณ 20 ลบ.ม./นาที
สอง. ปัจจัยสำคัญที่มีอิทธิพล
- การกำหนดค่าอุปกรณ์และความต้องการด้านกระบวนการผลิต
- จำนวนเครื่องมือลมและอุปกรณ์อัตโนมัติเป็นตัวกำหนดปริมาณการใช้ลมขั้นพื้นฐานโดยตรง
- กระบวนการพิเศษ (เช่น การพ่นทราย การพ่นสี) จำเป็นต้องเพิ่มปริมาณอากาศสำรองไว้เป็นพิเศษ
- ความดันของระบบและประสิทธิภาพ
- การจับคู่ความดัน: แรงดันที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรมคือ 0. 7-0.8MPa ความดันเพิ่มขึ้นทุกๆ 0. 1MPa, การใช้พลังงานเพิ่มขึ้นประมาณ 7% -8%。
- การสูญเสียในระบบโครงข่าย: แรงต้านของท่อและแรงดันตกคร่อมของตัวกรอง เป็นต้น ส่งผลให้ประสิทธิภาพการใช้ลมจริงลดลงร้อยละ 5 -15%。
- การรั่วไหลและการสูญเสีย
- หากอัตราการรั่วของระบบเกินร้อยละ 5 ต้องให้ความสำคัญเป็นอันดับแรกในการตรวจสอบและซ่อมบำรุงท่อส่งและวาล์ว
- เครื่องทำลมแห้ง เครื่องไล่น้ำ และอุปกรณ์บำบัดอากาศหลังการผลิตอื่นๆ อาจทำให้เกิดการสิ้นเปลืองลมเพิ่มขึ้นอีก 2%–5%
สาม. วิธีการคำนวณปริมาณการใช้ก๊าซ
- วิธีการบวกสะสมของอุปกรณ์
- สูตรปริมาณการใช้ก๊าซรวม = Σ(ปริมาณก๊าซที่กำหนดของอุปกรณ์แต่ละเครื่อง × อัตราการใช้งาน) × ค่าสัมประสิทธิ์ความปลอดภัย (1.2–1.5)
- ตัวอย่าง: เครื่องมือลม 10 เครื่อง ขนาด 1 ลบ.ม./นาที (อัตราการใช้งาน 60%) ปริมาณอากาศที่ต้องการรวม = 10×1×0.6×1.3 ≈ 7.8m³/min。
- วิธีการทดสอบ (ระบบปัจจุบัน)
- ขั้นตอน：
- ปิดวาล์วเชื่อมต่อระหว่างถังเก็บก๊าซกับระบบท่อส่งก๊าซ
- บันทึกเวลา (T วินาที) ที่ความดันในถังเก็บก๊าซลดลงจาก 0.69 MPa เป็น 0.62 MPa
- สูตร: ปริมาตรอากาศตามทฤษฎีของคอมเพรสเซอร์ = (ความจุของถังเก็บลม × ความแตกต่างของแรงดัน) / เวลา × 60 (หน่วย: m³/min）。
- ความหมาย: ตรวจสอบว่าปริมาณก๊าซที่จ่ายจริงสอดคล้องกับความต้องการหรือไม่
- ขั้นตอน：
- วิธีการประเมินแบบแยกส่วน
- การใช้ก๊าซต่อเนื่องเช่น สายการผลิตอัตโนมัติ ให้บวกยอดปริมาณลมที่กำหนดของอุปกรณ์โดยตรงเข้าด้วยกัน
- การใช้ลมแบบเป็นระยะเช่น เครื่องพ่นทราย ต้องประมาณจำนวนเครื่องที่ใช้งานพร้อมกันและระยะเวลาการทำงานต่อครั้ง
สี่. ข้อเสนอแนะเพื่อการปรับปรุงให้เหมาะสม
- เทคโนโลยีการปรับค่าแบบไดนามิก
- ใช้คอมเพรสเซอร์แบบปรับความเร็วรอบได้ ปรับความเร็วรอบอัตโนมัติตามปริมาณการใช้อากาศ ช่วยลดระยะเวลาโหลดสูงสุดลง 30% -50%。
- ติดตั้งระบบควบคุมแบบเชื่อมโยงอัจฉริยะ ให้อุปกรณ์หลายเครื่องทำงานร่วมกัน เพื่อหลีกเลี่ยงการสตาร์ตและหยุดเครื่องบ่อยครั้งของอุปกรณ์แต่ละตัว
- การปรับปรุงโครงข่ายท่อ
- ขยายเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อหลัก เพื่อลดการสูญเสียแรงดันให้อยู่ภายใน 0.05 MPa
- จัดระบบจ่ายก๊าซแบบแบ่งพื้นที่ โดยจัดให้มีวงจรจ่ายก๊าซแยกต่างหากสำหรับอุปกรณ์แรงดันสูง
- การจัดการการรั่วไหล
- ดำเนินการทดสอบการลดลงของความดันเป็นประจำ และซ่อมแซมจุดรั่วที่มีขนาดรูตั้งแต่ 0.2 มิลลิเมตรขึ้นไป
- เปลี่ยนเครื่องระบายตะกอนแบบไม่ใช้ลม ขจัดการสิ้นเปลืองอากาศจากเครื่องระบายน้ำแบบตั้งเวลาอิเล็กทรอนิกส์
- การติดตั้งถังเก็บก๊าซ
- ปริมาตรถังเก็บที่แนะนำคือ 10% ของปริมาณการใช้ลมรวม -20% เพื่อรองรับปริมาณการใช้ลมสูงสุดและรักษาความเสถียรของแรงดันในระบบ
ห้า. กรณีตัวอย่างอ้างอิง
| ประเภทโรงงาน | ช่วงของปริมาณการใช้ก๊าซ m³/min） | อุปกรณ์สำคัญ | สัดส่วนการใช้พลังงาน |
|---|---|---|---|
| โรงงานเหล็กกล้า | 100-1000 | การฉีดถ่านหินในเตาสูง ตัวกระตุ้นแบบนิวเมติก | 15% -20% ของพลังงานรวม |
| โรงงานผลิตรถยนต์ | 20-100 | สายพ่นสี หุ่นยนต์ประกอบ | 8% -12% ปริมาณการใช้พลังงานรวม |
| โรงงานผลิตอาหาร | 5-20 | เครื่องบรรจุภัณฑ์ สายพานลำเลียงแบบนิวเมติก | 5% -8% ของพลังงานรวม |
| โรงงานสิ่งทอ | 10-50 | เครื่องทอผ้าแบบพ่นลม เครื่องปั่นด้ายแบบใช้ลม | 10% -15% ของพลังงานรวม |
ข้อสรุปปริมาณการใช้อากาศอัดในโรงงานโดยทั่วไปจำเป็นต้องประเมินโดยพิจารณาอย่างรอบด้าน ทั้งจากลักษณะเฉพาะของอุตสาหกรรม การจัดวางเครื่องจักร และความต้องการทางกระบวนการผลิต ขอแนะนำให้ใช้วิธีคำนวณแยกตามรายการควบคู่กับการติดตามตรวจสอบแบบเรียลไทม์ เพื่อให้ปริมาณการจ่ายอากาศสอดคล้องกับความต้องการอย่างแม่นยำ พร้อมทั้งนำเทคโนโลยีประหยัดพลังงาน เช่น การควบคุมความเร็วรอบแบบแปรผันและการปรับปรุงโครงข่ายท่อส่ง มาใช้ เพื่อสร้างสมดุลระหว่างประสิทธิภาพการใช้พลังงานและต้นทุน