Kai išgirstate „tvarumą“ mūsų darbe, mintys dažnai kyla apie saulės baterijas ar vėjo turbinas. Tačiau sunkiosios pramonės šakose – chemijos gamyklose, naftos perdirbimo gamyklose, elektros energijos gamybos pramonėje – yra rinkinio dalis, kuri dešimtmečius tyliai atlieka sunkiasvores užduotis: oru aušinamas šilumokaitis (ACHE). Mačiau per daug pristatymų, kuriuose tai buvo užglaistyta kaip tik „ventiliatoriaus ir pelekų vamzdžių ryšulėlis“, kuris praleidžia visą esmę. Tikroji istorija neatlieka pagrindinės funkcijos; Tai yra tai, kaip jam būdinga dizaino filosofija atsilaiko nuo daug išteklių reikalaujančio aušinimo. Jam veikti nereikia didžiulio vandens telkinio. Šis vienintelis faktas visiškai pakeičia tvarumo skaičiavimą, ypač regionuose, kuriuose trūksta vandens. Bet tai nėra stebuklinga kulka. Buvau svetainėse, kur prastai nurodytas ar prižiūrimas įrenginys tampa energijos šernu, visiškai sumenkindamas jo aplinkosaugos pagrindą. Taigi, kaip jie iš tikrųjų padidina tvarumą? Tai tiesioginio poveikio ir subtilių, sisteminių pranašumų derinys, kurį įvertini tik išvydęs juos šioje srityje – tiek sėkmes, tiek varginančius nesėkmes.
Vandens lygtis: daugiau nei tik išsaugojimas
Akivaizdžiausias išeities taškas yra vandens naudojimas. Tradiciniai korpuso ir vamzdžių šilumokaičiai remiasi nuolatine aušinimo vandens srove, dažnai iš upės, ežero ar didžiulės aušinimo bokšto grandinės. Tai reiškia vandens pašalinimą, valymo chemikalus, kad būtų išvengta nuosėdų susidarymo ir biologinio užteršimo, ir šiluminę išleidimą atgal į šaltinį. ACHE pašalina visą tą kilpą. Prisimenu dujų perdirbimo gamyklos projektą sausros paveiktoje Teksaso dalyje. Pradiniame kliento projekte buvo reikalaujama šlapio aušinimo sistemos, tačiau vandens tiekimo leidimas buvo košmaras. Mes perėjome prie peleko ventiliatoriaus aušintuvo banko. Išankstinės išlaidos buvo didesnės, tačiau veiklos laisvė buvo iš karto. Nebereikia derėtis dėl vandens teisių, nereikia stebėti išleidimo temperatūros ribų. Tvarumo laimėjimas čia yra absoliutus: jis sumažina pramonės pėdsaką vietinėje hidrologijoje iki beveik nulio. Tokiam gamintojui kaip Šanchajus SHENGLIN M&E Technology Co., Ltd, kurio portfelis adresu https://www.shenglincoolers.com yra sukurta remiantis šiomis technologijomis, tai yra pagrindinis jų sukurtas vertės pasiūlymas – pramoninis vėsinimas, kuris visiškai išvengia vandens krizės.
Tačiau teiginį „nulis vandens“ reikia šiek tiek pakoreguoti. Jei oras ypač nešvarus, galite turėti nedidelę vandens plovimo sistemą, skirtą vamzdeliams valyti, tačiau tai vyksta pertrūkiais ir maža dalis to, ką sunaudoja aušinimo bokštas. Tikrasis eksploatacinis niuansas yra susijęs su sausa operacija. Pašalinus didžiulę šiluminę vandens masę, lieka santykinai prasta oro šiluminė talpa. Tai verčia mąstyti kitaip – maksimaliai padidinti paviršiaus plotą su pelekais, optimizuoti oro srautą. Tai kompromisas, kuris iškelia medžiagų ir ventiliatoriaus energijos vartojimo efektyvumą į pirmą planą, o tai veda į kitą, mažiau akivaizdų tvarumo sluoksnį.
Energija ir gerbėjų dilema
Čia pokalbis tampa aštrus. Kritikai teisingai pabrėžia, kad dideli ventiliatoriai sunaudoja daug elektros energijos. Ėjau pro agregatus, kuriuose ventiliatoriaus triukšmas yra kurtinantis, akivaizdus neveiksmingos sistemos ženklas arba per daug dirbama dėl užsiteršusių vamzdžių. Tvarumo sąsaja yra detalėse, kaip valdote tą energijos sąnaudą. Mano karjeros pradžioje mes visur nurodėme standartinius fiksuoto greičio ventiliatorius. Paprasta, tvirta. Bet tada jūs esate aplinkos oro temperatūros malonėje. Vėsų rytą per daug vėsinate ir eikvojate ventiliatoriaus galią; karštą popietę procesas gali sugesti, nes negalite stumti daugiau oro. Tai nėra tvari veikla.
Perėjimas prie kintamo dažnio pavarų (VFD) ventiliatorių varikliuose pakeitė žaidimą. Dabar ventiliatoriaus greitis keičiasi pagal proceso išėjimo temperatūrą arba aplinkos sąlygas. Ventiliatoriaus energijos suvartojimas yra proporcingas jo greičio kubui. Sumažinkite greitį 20 % ir beveik perpus sumažinsite energijos suvartojimą. Mačiau modernizavimo projektus, kai pridėjus VFD per mažiau nei dvejus metus atsipirko vien dėl elektros energijos taupymo. Tai praktinis, eksploatacinio tvarumo laimėjimas, kuris paverčia ACHE iš pasyvaus komponento į aktyviai optimizuotą. Gamintojai susigriebė sukūrę lengvesnes, aerodinamiškesnes ventiliatoriaus mentes ir efektyvesnes pavarų dėžes, kad išspaustų kiekvieną efektyvumo procentinį tašką.
Taip pat dažnai nepaisoma netiesioginio energijos taupymo: nereikia siurbti vandens. Didelėje aušinimo vandens sistemoje reikia didžiulių siurblių, kad būtų galima cirkuliuoti tūkstančius galonų per minutę. Tai nuolatinė didžiulė elektros apkrova, kurios tiesiog nėra oru aušinama sistema. Kai atliekate visą augalų naudingumo balansą, ACHE grynosios energijos vaizdas gali būti stebėtinai palankus, ypač vidutinio klimato regionuose.
Medžiagos ilgaamžiškumas ir mąstymas apie gyvavimo ciklą
Tvarumas – tai ne tik veiklos indėlis; kalbama apie aparatūros gyvavimo ciklą. Gerai pastatytas ACHE yra brutalistinė infrastruktūros dalis. Šerdies ryšulė – anglinio plieno rėme esantys vamzdeliai su briaunomis – gali tarnauti 25–30 metų, laikantis paprastos priežiūros. Apžiūrėjau 80-ųjų įrenginius, kurie vis dar naudojami, nes aplinka vamzdžių viduje (proceso pusėje) yra kontroliuojama, o išoriniai pelekai, nors ir jautrūs korozijai, dažnai yra pagaminti iš aliuminuoto plieno ar kitų apsauginių dangų. Dėl tokio ilgaamžiškumo išvengiama dažnų keitimo ciklų ir su tuo susijusių mažiau patvarios įrangos gamybos išmetamųjų teršalų.
Gedimų režimai yra pamokantys. Vamzdis nuteka, dažniausiai ties peleko ir vamzdelio jungtimi arba ten, kur vamzdeliai susuka į antraštės dėžę. Remontas yra lokalizuotas – įkišate vamzdelį arba pakeičiate sekciją. Palyginkite su apvalkalo ir vamzdelio šilumokaičiu, kur didelis nuotėkis gali reikšti viso pluošto ištraukimą, o tai yra didžiulis darbas. Taisomumas žymiai prailgina turto tarnavimo laiką. Kartą vienoje aikštelėje turėjome krano sūpynės sugadintą ryšulį. Užuot pašalinę jį į metalo laužą, gamintojo komanda, kaip ir tikėjotės iš patyrusios įmonės, tokios kaip SHENGLIN, pasiūlė išpjauti pažeistą skyrių ir suvirinti naujame modulyje. Įrenginys vėl prisijungė po savaičių, o ne mėnesių. Tai tvarus turto valdymas.
Tačiau medžiagos pasirinkimas yra labai svarbus. Pakrantės zonose druska gali ėsti per anglinio plieno rėmus. Esu matęs projektų, kuriuose nuo pat pradžių nurodant karštąjį cinkavimą, kaina padidėjo 15%, tačiau numatomas tarnavimo laikas padvigubėjo. Ši išankstinė investicija yra tiesioginis tvarumo sprendimas, sumažinantis ilgalaikį atliekų ir išteklių naudojimą rekonstrukcijai.
Sistemos integravimas ir šilumos atgavimas
Čia yra pažangesnis kampas: ACHE naudojimas ne tik kaip šilumos atmetimo galutinis taškas, bet ir kaip kontroliuojamas elementas atliekų šilumos atgavimo schemoje. Tai skamba priešingai – kodėl norėtumėte efektyviau atmesti šilumą? Svarbiausia yra temperatūros kontrolė. Tarkime, kad naudojate proceso srautą su išmetama šiluma, kuris yra per žemos kokybės garo turbinai paleisti, bet galėtumėte jį naudoti iš anksto pašildyti tiekiamą vandenį arba pastato šilumą. Jei jūsų vienintelis aušintuvas yra neapdorotas, per didelis ACHE, jis visą šilumą išmeta į atmosferą, kol galėsite jį panaudoti.
Šiuolaikinis dizainas suteikia daugiau rafinuotumo. Padalijus paketą į dalis (dažnai vadinamus skyriais) ir atskirai valdydami ventiliatorius, galite tiksliai valdyti išėjimo temperatūrą. Galite atvėsinti srautą tiek, kad patenkintumėte proceso poreikius, tada nukreipti dar šiltą srautą į antrinę atkūrimo kilpą. Dalyvavau bandomajame projekte cemento gamykloje, kur mes padarėme būtent tai. Naudojome moduliuotą ACHE, kad išlaikytume optimalią temperatūrą pasroviui organiniam Rankine ciklo (ORC) įrenginiui, kuris generavo pagalbinę galią. ACHE nebuvo šou žvaigždė, tačiau dėl tikslaus jo valdymo visa atkūrimo kilpa tapo gyvybinga. Tai paverčia jį iš tvarumo įrankio atimant (taupant vandenį) į įgalinimo įrankį (palengvinant energijos atgavimą).
Tam reikia aukštesnio lygio sistemos projektavimo mąstymo. Tai ne tik parduodamo aušintuvo pirkimas; tai integruoja jį su valdikliais ir kitais proceso įrenginiais. Kai ji veikia, sinergija žymiai padidina bendrą gamyklos šiluminį efektyvumą.
Pragmatiniai iššūkiai ir kompromisai
Rašyti apie tai neminint galvos skausmo būtų nesąžininga. Oro aušinimas ne visada yra teisingas atsakymas. Didžiausia yra aplinkos oro temperatūra. 45°C (113°F) dieną Artimuosiuose Rytuose aušinimo delta T smarkiai susitraukia. Jums reikia daug didesnio paviršiaus ploto, o tai reiškia daugiau medžiagos (daugiau įkūnytos anglies), daugiau sklypo erdvės ir didesnių ventiliatorių. Kartais hibridinė (šlapia/sausa) sistema yra išties tvarus optimalus variantas, kai karščiausiomis dienomis oro įleidimo angai atvėsinti naudojama nedidelė garavimo sekcija, drastiškai sumažinant pėdsaką. Esu matęs projektų, kuriuose primygtinai reikalaujant 100 % sausos sistemos dėl ideologinių priežasčių atsirado per didelis, neefektyvus monstras, kuris, įvertinus visą gyvavimo ciklą, buvo blogesnis nei išmanusis hibridinis dizainas.
Kita realaus pasaulio problema yra oro užterštumas. Dulkėtoje aplinkoje arba šalia trąšų gamyklos pelekai greitai užsikemša. Oro srautas mažėja, našumo bakai ir ventiliatoriaus energija didėja. Jums reikia veiksmingos valymo strategijos – dažnai automatizuotos tiesioginio valymo sistemos su besisukančiais purkštukais. Jei to nepaisysite, tvarumo privalumai išgaruos, nes įrenginys pasisavina jėgą, kad išstumtų orą per užsikimšusią matricą. Tai techninės priežiūros kultūros problema tiek pat, kiek inžinerinė.
Taigi, ar jie didina tvarumą? Visiškai, bet sąlyginai. Jie siūlo tvirtą kelią pramoniniam vėsinimui atskirti nuo vandens įtampų ir leidžia sutaupyti daug energijos naudojant išmanųjį valdymą. Dėl jų ilgaamžiškumo sumažėja atliekų gyvavimo ciklo metu. Tačiau tobulinimas nėra automatinis. Tai atsiranda dėl apgalvotų specifikacijų – tinkamo dydžio, medžiagų parinkimo, ventiliatoriaus valdymo strategijos – ir įsipareigojusios eksploatacinės priežiūros. Išmanančio operatoriaus rankose ir patikimos specialistų inžinerijos dėka oru aušinamas šilumokaitis tampa daugiau nei tik vamzdžio gabalas su pelekais; tai yra pagrindinė sudedamoji dalis kuriant atsparią, išteklius tausojančią pramonės įmonę. Tokia yra praktinė realybė, nutolusi nuo blizgaus brošiūros pokalbio.
