Снижение затрат на энергию: как выбрать эффективный роликовый пресс?

Почему шаровые мельницы высокого давления (HPGR) снижают удельное энергопотребление на 20–35 % по сравнению с шаровыми мельницами

Механизм энергосбережения: измельчение за счет сжатия против измельчения за счет удара/истирания

Высоконапорные роликовые дробилки, или ВНРД (так их обычно называют), обеспечивают значительно более высокую энергоэффективность по сравнению с традиционными шаровыми мельницами. Шаровые мельницы в основном полагаются на ударное и абразивное воздействие, требующее больших затрат энергии: шары хаотично отскакивают друг от друга и от руды. ВНРД работают иначе — они сжимают материал между двумя крупными роликами, вращающимися в противоположных направлениях. Процесс здесь весьма интересен: ролики создают микротрещины в руде под очень высоким давлением — порядка 100–300 МПа, — при этом основная часть энергии концентрируется именно там, где она необходима для разрушения материала, а не расходуется впустую. Исследования показали, что такой способ дробления за счёт сжатия позволяет снизить энергопотребление примерно на 30–40 % по сравнению с обычными ударными методами при достижении аналогичных результатов. Шаровые мельницы, как правило, теряют значительную часть мощности в виде тепла, создают сильный шум и тратят энергию на случайные столкновения шаров, которые практически не способствуют процессу измельчения. Таким образом, технология ВНРД, как правило, снижает энергозатраты на 20–35 %, одновременно уменьшая образование нежелательных тонких фракций и обеспечивая гораздо более стабильное и однородное конечное продукта.

Практическая проверка на реальных объектах: кейсы из цементной и горно-обогатительной промышленности

Потенциал энергосбережения технологии HPGR хорошо задокументирован в цементной и горно-обогатительной промышленности по всему миру. Производители цемента зафиксировали снижение энергопотребления на 25–30 % при замене вторичных или третичных шаровых мельниц на схемы с использованием валковых дробилок высокого давления (HPGR). Медные обогатительные фабрики демонстрируют аналогичные преимущества: установки HPGR позволяют снизить удельные энергозатраты примерно на 20–35 % по сравнению с традиционными методами измельчения, что подтверждено фактическими замерами потребления кВт·ч на тонну непосредственно на объектах. На золотодобывающих предприятиях также отмечаются экономия в указанных пределах, а также дополнительные преимущества — например, снижение расхода воды и существенное уменьшение площади, занимаемой производственными мощностями. Поскольку все эти ощутимые улучшения наблюдаются в реальных эксплуатационных условиях, технология HPGR выделяется как практичный подход к сокращению энергозатрат и одновременному достижению значимого прогресса в реализации целей устойчивого развития в горнодобывающем секторе.

Оптимизация интеграции машин теплопередачи для минимизации тепловых потерь

Как передовые машины теплопередачи утилизируют и рециркулируют тепло, теряемое в процессе

Современное оборудование для передачи тепла снижает потери тепловой энергии благодаря продуманным системам утилизации тепла отходящих газов. Суть этих систем заключается в том, что они улавливают избыточное тепло, которое в противном случае просто уходило бы в атмосферу, и направляют его на полезные цели. Системы с замкнутым циклом циркуляции теплоносителя забирают это остаточное тепло непосредственно в тех точках технологических процессов, где оно возникает в наибольшем объёме, и переносят его в зоны, требующие подогрева или дополнительного теплоснабжения. Повторное использование уже имеющегося тепла вместо генерации нового позволяет предприятиям сократить расходы на энергоснабжение. Оптимизированная форма теплообменников обеспечивает более эффективную площадь контакта, а интеллектуальные системы регулирования потока ускоряют процессы при необходимости. Предприятия, занятые производством цемента и минеральных продуктов, сообщают о снижении потребности в дополнительном теплоснабжении примерно на 20–30 % при применении таких методов. Некоторые объекты уже начали внедрять материалы с фазовым переходом, которые поглощают тепло в периоды повышенной нагрузки и затем высвобождают накопленное тепло обратно в систему в моменты роста спроса.

Синергия с ВИГР: согласование профилей тепловой нагрузки для повышения общей эффективности системы

Когда валки высокого давления сжимают руду, как и ожидалось, возникает значительное трение и выделяется тепло. Такое тепло полностью соответствует возможностям оборудования для передачи тепла. Интеграция ВИГР с системами рекуперации тепла позволяет обогатительным фабрикам в целом снизить затраты на энергию. Оборудование для передачи тепла улавливает избыточное тепло, накапливающееся в зоне измельчения (обычно в диапазоне примерно от 150 до 200 °C), и направляет его туда, где оно может быть эффективно использовано, а не просто рассеивается.

• Стадии предварительной сушки сырья
• Поддержание температуры пульпы
• Требования к отоплению объекта

Подход, основанный на тепловой симбиозе, устраняет необходимость в традиционном охлаждении при эксплуатации валковых дробилок высокого давления (HPGR) и фактически обеспечивает так называемое «бесплатное» технологическое тепло для других участков системы. При корректном совпадении графиков нагрузки тепло отходов извлекается непосредственно в процессе измельчения, что позволяет поддерживать всю систему в оптимальном температурном диапазоне. На практике этот подход показал хорошие результаты на медных обогатительных фабриках: совместное применение HPGR и систем рекуперации тепла снижает тепловые затраты примерно на 2,8 долл. США за тонну переработанной руды. Согласно полевым испытаниям, общее энергопотребление снижается на 15–25 % по сравнению с раздельной эксплуатацией этих систем.

Максимизация рентабельности инвестиций за счёт энергоэффективных вспомогательных технологий

Сервоэлектрические приводы по сравнению с гидравлическими системами: компромисс между стоимостью жизненного цикла и точностью

Сервоэлектрические приводы обеспечивают более высокую энергоэффективность по сравнению с традиционными гидравлическими системами, снижая эксплуатационные затраты энергии на 25–40 % в течение всего срока службы оборудования. Хотя гидравлические решения требуют меньших первоначальных затрат, сервоэлектрические приводы обеспечивают:

• Контроль точности (повторяемость ±0,01 мм), минимизируя расход материала
• на 60% меньшие затраты на техническое обслуживание , устраняя утечки рабочей жидкости и отказы, связанные с износом
• Возможность восстановления энергии , преобразуя энергию торможения в повторно используемую электрическую энергию

Компромисс заключается в более высоких первоначальных инвестициях — обычно на 20–30 % выше, — однако анализ жизненного цикла показывает окупаемость в течение 3–5 лет при непрерывной эксплуатации.

Рекомендации по модернизации частотных преобразователей: окупаемость менее чем за 14 месяцев

Модернизация старых двигателей с помощью преобразователей частоты (ПЧ) по-прежнему обеспечивает компаниям наиболее быструю окупаемость вложенных средств. Обратите внимание на многочисленные кейсы, в которых средний срок окупаемости составляет чуть более года. При непосредственной установке таких систем следует учитывать несколько важных моментов. Прежде всего, необходимо решать вопрос гармонических искажений, поэтому многие предприятия выбирают 12-пульсные решения. Далее требуется точно определить характер нагрузочной характеристики для каждого конкретного применения, чтобы ПЧ не был завышен или занижен по мощности по сравнению с реальными потребностями двигателя в крутящем моменте. Предприятия, последовательно применяющие такой подход, регулярно отмечают снижение расходов на электроэнергию на 22–35 %, особенно заметное в зонах, где в течение всего рабочего дня постоянно перемещаются материалы.

Источник: «Анализ совокупной стоимости приводных систем», 2024 г.

Часто задаваемые вопросы

В чем главное преимущество роликовых дробилок высокого давления (HPGR) по сравнению с традиционными шаровыми мельницами?

Роликовые дробилки высокого давления (HPGR) обеспечивают значительное снижение энергопотребления — обычно на 20–35 % по сравнению с шаровыми мельницами.

Какое влияние оказывает оборудование для теплопередачи на энергоэффективность?

Оборудование для теплопередачи утилизирует тепло, теряемое в процессе, и повторно направляет его в другие производственные процессы, тем самым снижая потребность в новой подаче энергии.

Каковы преимущества сервоэлектрических исполнительных механизмов?

Сервоэлектрические исполнительные механизмы обеспечивают точное управление при более низких эксплуатационных расходах и возможностях рекуперации энергии, несмотря на более высокую первоначальную стоимость.