Kā gaisa dzesēšanas siltummaiņi veicina ilgtspējību? 

Dzirdot ilgtspējību smagajā rūpniecībā, prāti bieži vien pāriet uz saules paneļiem vai oglekļa uztveršanu. Tas ir šaurs skatījums. Īsts, graudains darbs notiek, optimizējot sistēmas, kuras jau darbinām 24 stundas diennaktī. Paņemiet gaisa dzesēšanas siltummaiņus (ACE). Tās nav jaunas tehnoloģijas, taču to loma ūdens patēriņa samazināšanā un ekspluatācijas atkritumu samazināšanā ir ļoti nepietiekami novērtēta. Esmu redzējis projektus, kuros apsēstība bija ar virsrakstu piesaistīšanas tehnoloģijām, savukārt pazemīgais gaisa dzesētājs, atbilstoši norādīts, paveica rūpnīcas vides rādītāju smagumu. Saite ne vienmēr ir tieša, taču tā ir ļoti būtiska.

Ūdens vienādojums: vairāk nekā tikai nulle

Ikviens zina, ka ACE novērš dzesēšanas ūdeni. Taču ilgtspējības ieguvums nav tikai tas, ka brošūrā tiek rādīta nulles ūdens izplūde. Tas ir par visu ūdens slēpto izmaksu ķēdes apiešanu. Es runāju par ķīmiskās attīrīšanas iekārtām, caurplūdes vadību un enerģijas avotu, kas ir dzesēšanas ūdens sūkņu tīkls. Es atceros ķīmiskā procesora modernizāciju reģionā, kurā ir daudz ūdens. Viņiem bija juridiskas pilnvaras samazināt izlozi. Mēs nomainījām čaulu un cauruļu banku pret gaisa dzesēšanas komplektu. Tūlītējais ietaupījums bija miljoniem galonu gadā, protams. Taču lielāks ieguvums bija ražošanas jaudas atsaistīšana no vietējās ūdens politikas. Viņu ilgtspējības pārskatā tika iekļauta rinda, taču to operacionālā riska profils būtiski mainījās.

Tomēr ir āķis. Gaisa dzesēšana nav burvju lode katram procesam. Apkārtējā gaisa temperatūra ir jūsu virzītājspēks, un karstākā klimatā jūs saskaraties ar kompromisu. Jums var būt nepieciešams lielāks sejas laukums vai hibrīda iestatījums. Esmu bijis iesaistīts projektā, kurā tas nebija atbilstoši modelēts. ACE bija mazizmēra maksimālajām vasaras temperatūrām, izraisot nelielu procesa neefektivitāti, kas sākotnēji kompensēja dažus enerģijas ieguvumus. Mēs iemācījāmies vienmēr veikt ikgadējas simulācijas, nevis tikai dizaina punktu aprēķinus. The ilgtspējība pabalsts ir ikgadējs un kumulatīvs, tāpēc jūsu dizainā ir jāņem vērā vissliktākie un labākie laikapstākļi.

Šeit ražotāji ar reālu pieredzi pierāda savu vērtību. Tāds uzņēmums kā Shanghai SHENGLIN M&E Technology Co.,Ltd, kas koncentrējas uz rūpnieciskās dzesēšanas tehnoloģiju, to saprot. Jūs varat pateikt pēc viņu pieejas plkst shenglincoolers.com— tas nav tikai vienības pārdošana, bet arī risinājuma izstrāde, kas atbilst vietējam klimatam un procesa pienākumam. To dizainā bieži ir iekļauti mainīga ātruma piedziņas ventilatoriem jau no paša sākuma, kas ir galvenais, lai saprātīgi pārvaldītu šo enerģijas un ūdens kompromisu.

Enerģijas pēda: Debates par ventilatoru pret sūkni

Klasiskā atgrūšanās ir enerģija. Viņi saka, ka ventilatori patērē vairāk enerģijas nekā sūkņi. Tā ir pārmērīga vienkāršošana. Jā, gaisa pārvietošana ir mazāk efektīva nekā ūdens pārvietošana uz nodotās siltuma vienību. Bet jūs salīdzināt tikai vadītāju. Ūdens dzesēšanas sistēmas enerģijas pēdas nospiedums ietver sūkņus, ūdens attīrīšanas iekārtu un dzesēšanas torņus. Šie torņu fani ir milzīgi patērētāji. Apkopojot visu, moderna, labi izstrādāta gaisa dzesēšanas sistēma ar optimizētas spuru caurules un kontrolēti ventilatori var izlīdzināties vai iznākt uz priekšu, it īpaši, ja ņem vērā zaudēto ūdens sildīšanas un apstrādes enerģiju.

Mēs to pierādījām gāzes kompresoru stacijas projektā. Sākotnējais dizains paredzēja ūdens dzesēšanas cilpu. Veicot pilna dzīves cikla enerģijas analīzi, ACE opcija parādīja par 15% zemākas kopējās enerģijas izmaksas 10 gadu laikā. Spārdītājs? Lielāko daļu ietaupījumu radīja pastāvīgās ķīmisko vielu dozēšanas un izplūdes sildīšanas atcelšana. Operatori bija skeptiski, līdz ieraudzīja pirmā gada komunālo pakalpojumu rēķinus. Ventilatoru jaudas patēriņš bija redzams un viegli izmērāms, bet neskaitāmās mazās ūdens sistēmas slodzes bija neredzamas izmaksu kritējas.

Apkopes enerģija ir vēl viens slēpts faktors. Ūdens sistēmai ir nepieciešama pastāvīga modrība pret zvīņošanos un bioloģisko piesārņojumu. Tas nozīmē apkopes slēgšanu, ķīmisko tīrīšanu — visas energoietilpīgās darbības. Gaisa dzesētājam galvenokārt ir jāuztur spuras tīras. Putekļainā vidē tas ir uzdevums, taču tas ir paredzams un bieži vien to var paveikt tiešsaistē. Uzticamība tieši veicina ilgtspējīgu darbību, izvairoties no procesa traucējumiem un ar to saistītās dedzināšanas vai izšķērdēšanas.

Materiāla ilgmūžība un dzīves cikla domāšana

Ilgtspējība nav tikai darbība; tas ir par to, cik ilgi aparatūra darbojas un kas ar to notiek. Gaisa dzesēšanas siltummaiņa kodols ir cauruļu saišķis. Korozija ir ienaidnieks. Ūdens sistēmās jūs cīnāties ar iekšējo koroziju un zvīņošanos. Izmantojot ACE, jūs cīnāties ar ārējo atmosfēras koroziju. Šķiet, ka tā ir problēmas maiņa, nevis novēršana. Bet praksē tas ir vieglāk pārvaldāms. Varat izvēlēties materiālus, piemēram, karsti cinkota tērauda spuras vai alumīnija spuras īpašiem pakalpojumiem, kas ir piemēroti vietējai atmosfērai. Dzīves cikls bieži ir garāks.

Es atceros, ka rafinēšanas rūpnīcā pārbaudīju 20 gadus vecus ACE komplektus, kas joprojām darbojās ar minimālu degradāciju. Salīdzināms ar ūdeni dzesējams komplekts vismaz vienu reizi šajā periodā būtu ticis pārtverts. Šāda pārveidošana ir ilgtspējības zaudējums: vairāk vara-niķeļa ieguve, ražošana, transportēšana un enerģija pašiem remontdarbiem. Izturīgas ACE ilgs kalpošanas laiks ir tiešs ieguldījums samazinātā materiāla caurlaidībā. SHENGLIN uzsvars uz materiālu zinātni un pārklājumu tehnoloģijām dažādām vidēm liecina par šo dziļo nozares izpratni — tā nav tikai dzesētāja, bet arī izturīga īpašuma izveide.

Arī dzīves beigas ir tīrākas. Gaisa dzesētāja komplekts lielākoties ir metālisks un ļoti pārstrādājams. Nav piesārņotu dūņu vai sarežģītu materiālu atdalīšanas, piemēram, neveiksmīgā ūdens dzesētāja komplektā, kas ir piesārņots ar gadiem ilgi ķīmiskām nogulsnēm. Pēc ekspluatācijas pārtraukšanas tērauds un varš/alumīnijs viegli iegūst otro dzīvi.

Integrācija ar atkritumu siltuma reģenerāciju

Šeit tas kļūst interesanti. Gaisa dzesētāji bieži tiek uzskatīti par beigu punktu - siltuma noraidīšanu atmosfērā. Bet, mainoties domāšanas veidam, viņi kļūst par veicinātāju siltuma atgūšana. Daudzos procesos siltums, ko atgrūž ACE, ir pienācīgā temperatūras pakāpē. Projektējot ACE nevis kā atsevišķu ierīci, bet gan kā daļu no siltuma integrācijas tīkla, varat to izmantot, lai iepriekš uzsildītu ienākošās procesa plūsmas vai pat padotu zemas kvalitātes siltumu absorbcijas dzesētājiem.

Mēs to izmēģinājām izmēģinājuma mērogā naftas ķīmijas rūpnīcā. Virsējais kondensators no destilācijas kolonnas, parasti ACE, tika atkārtoti savienots, lai vispirms apmainītos ar siltumu ar kolonnas padeves plūsmu. Tas samazināja primārā reboilera pienākumu. Pēc tam ACE apstrādāja atlikušo siltuma slodzi. Projektam bija problēmas — kontrole bija sarežģīta, jo gaisa temperatūras svārstības tagad ietekmēja augšpus procesa parametru. Tam bija nepieciešama viedāka vadības loģika, ne tikai lielāka aparatūra. Tas bija daļējs panākums, taču tajā tika uzsvērts, ka patiesais ilgtspējības lēciens nāk no sistēmas domāšanas, nevis komponentu apmaiņas.

Galvenais ir pārtraukt siltummaiņu projektēšanu izolēti. Ilgtspējības palielinājums nav saistīts ar pašu ACE, bet gan no tā, kā tas ļauj no jauna iztēloties iekārtas siltuma plūsmas diagrammu. Tā ir elastīgāka, uz gaisu balstīta izlietne, kuru var stratēģiski novietot un pielāgot tā, lai atbloķētu saspiešanas punktus, kurus stingrs ūdens tīkls varētu neatrisināt.

Reālās pasaules kompromisi un operatora dalība

Tas viss uz papīra izklausās labi, bet lauks diktē noteikumus. Troksnis ir liels. Liela gaisa dzesēšanas siltummaiņu baterija var būt skaļa. Kopienas noteikumi par troksni var likt jums pievienot slāpētājus vai ātruma ierobežojumus, tādējādi ietekmējot veiktspēju. Esmu redzējis projektu, kurā skaistais, efektīvais ACE dizains bija jāpārveido ar mazāka ātruma ventilatoriem un lielākiem komplektiem, lai sasniegtu 55 dB(A) ierobežojumu žoga līnijā. Kapitāla izmaksas pieauga, un energoefektivitāte nedaudz samazinājās. Ilgtspējīgai izvēlei bija jāsabalansē tehniskie rādītāji ar sociālo licenci darbībai.

Operatora pieņemšana ir vēl viens šķērslis. Iekārtu inženieri, kuri savu karjeru ir pavadījuši, pārvaldot ūdens ķīmiju un torņu izpūšanu, var būt piesardzīgi no tehnoloģijas, kas, šķiet, nodod kontroli laikapstākļiem. Veiksmīga ieviešana vienmēr iesaistīja operatorus agri. Mēs vadījām seminārus, parādot viņiem vadības ekrānus, kā reaģēt uz pēkšņu lietusgāzi (kas uzlabo efektivitāti!) un kā tīrīt komplektus. Padarot tos par daļu no risinājuma, skeptiķi pārvērtās par aizstāvjiem. Viņu ikdienas prakse, piemēram, spuru krastu uzturēšana tīrībā, kļuva par tiešu ieguldījumu rūpnīcā ilgtspējības mērķi.

Galu galā gaisa dzesēšanas siltummaiņi palielina ilgtspējību, piedāvājot ceļu uz vienkāršāku, elastīgāku un materiāli efektīvāku siltuma atgrūšanu. Tie liek ievērot dizaina disciplīnu, kurā tiek ņemtas vērā visas dzīves cikla izmaksas un vides konteksts. Tie nav īstā atbilde katram pienākumam, taču, kur tie ir piemēroti, tie ne tikai samazina ūdens patēriņu — tie būtiski pārveido iekārtas attiecības ar tās dabas resursiem. Pastiprinājums ir sistēmisks, kluss un ilgtermiņā pārveidojošs. Tā ir tāda veida inženierija, kas neietilpst virsrakstos, bet absolūti kustina adatu.