Зниження витрат на енергію: знайдіть ефективний рулонний прес?

Чому HPGR зменшують питоме енергоспоживання на 20–35 % порівняно з кульовими млинами

Механізм енергозбереження: стиск проти ударного/абразивного подрібнення

Високотискові гравітаційні валкові дробарки, або ВТГВД, як їх зазвичай називають, працюють значно ефективніше з точки зору енергозбереження порівняно з традиційними кульовими млинами. Кульові млини в основному покладаються на ударне подрібнення матеріалу, для якого потрібно багато енергії, а також на тертя, коли кульки безладно відскакують у різних напрямках від руди. ВТГВД працюють інакше: вони стискають матеріал між двома великими валками, що обертаються у протилежних напрямках. Тут відбувається досить цікавий процес: ці валки створюють мікротріщини в руді під дуже високим тиском — приблизно 100–300 МПа, — що дозволяє сконцентрувати більшу частину енергії саме там, де вона потрібна для руйнування матеріалу, а не розсіювати її даремно. Дослідження показали, що такий спосіб подрібнення за рахунок стиснення може зменшити витрати енергії приблизно на 30–40 % порівняно зі звичайними ударними методами при досягненні аналогічних результатів. Кульові млини, як правило, втрачають значну кількість потужності у вигляді тепла, створюють великий шум і витрачають енергію на хаотичні зіткнення кульок, які практично не сприяють подрібненню. Отже, технологія ВТГВД, як правило, знижує енерговитрати на 20–35 %, одночасно зменшуючи кількість небажаних дрібних частинок і забезпечуючи набагато більш однорідний кінцевий продукт у цілому.

Реальне підтвердження: кейси з цементного та гірничо-збагачувального виробництва

Потенціал енергозбереження технології HPGR добре задокументований у цементному та гірничо-збагачувальному виробництві по всьому світу. Виробники цементу зафіксували зниження енергоспоживання на 25–30 % після заміни вторинних або третинних кульових млинів на схеми з використанням HPGR. Мідні збагачувальні фабрики також демонструють подібні переваги: встановлення HPGR дозволяє скоротити питомі енерговитрати приблизно на 20–35 % порівняно з традиційними методами подрібнення, що підтверджено фактичними замірами споживання кВт·год на тонну прямо на об’єкті. Золотопереробні підприємства також повідомляють про економію в цих межах, а також про додаткові переваги, зокрема зменшення споживання води та значне скорочення площі, необхідної для розміщення обладнання. Оскільки всі ці вимірні покращення спостерігаються в реальних умовах експлуатації, технологія HPGR виокремлюється як практичний підхід до зниження енерговитрат і досягнення значущого прогресу у напрямку цілей стійкого розвитку в гірничодобувній галузі.

Оптимізація інтеграції машин для передачі тепла з метою мінімізації теплових втрат

Як сучасні машини для передачі тепла відновлюють та рециркулюють відпрацьоване тепло

Сучасне обладнання для передачі тепла зменшує втрати теплової енергії завдяки розумним системам утилізації відпрацьованого тепла. Суть цих систем полягає в тому, щоб захоплювати надлишкове тепло, яке зазвичай просто виходить у навколишнє середовище, і використовувати його з користю в інших місцях. Замкнені рідинні системи збирають це залишкове тепло саме там, де воно виникає в технологічних процесах, і направляють його до ділянок, що потребують підігріву або додаткового опалення. Повторне використання наявного тепла замість створення нового дозволяє компаніям знизити витрати на енергію. Удосконалені форми теплообмінників забезпечують більш ефективні поверхні контакту, а розумне регулювання потоку прискорює процеси за необхідності. Підприємства, що працюють у галузі виробництва цементу та мінералів, повідомляють про скорочення своїх додаткових потреб у теплі приблизно на 20–30 % за рахунок застосування цих методів. Деякі об’єкти навіть почали використовувати матеріали з фазовим переходом, які поглинають тепло під час інтенсивної роботи обладнання, а потім звільняють накопичене тепло назад у систему під час піків навантаження.

Синергія з ВВЗК: узгодження профілів теплового навантаження для підвищення ефективності всієї системи

Коли високотискові гравітаційні кульові млинки стискають руду, вони, як і очікувалося, виділяють значну кількість тепла внаслідок тертя. Таке тепло цілком відповідає діапазону, що може обробляти обладнання для передачі тепла. Інтеграція ВВЗК із системами рекуперації тепла дозволяє знизити загальні витрати на енергію на збагачувальних фабриках. Обладнання для передачі тепла забирає надлишкове тепло, що накопичується в зоні подрібнення (зазвичай у діапазоні приблизно від 150 до 200 °C), і спрямовує його туди, де його можна ефективно використати, замість того щоб просто втрачати.

• Етапи попереднього сушіння сировини
• Підтримка температури пульпи
• Потреба в опаленні приміщень

Підхід до теплової симбіозу усуває необхідність у традиційному охолодженні під час роботи валкових дробарок високого тиску (HPGR) і навіть забезпечує так зване «безкоштовне» технологічне тепло для інших частин системи. Коли профілі навантаження правильно узгоджуються, відпрацьоване тепло відбирається саме в той момент, коли відбувається подрібнення, тож уся система залишається в оптимальному температурному діапазоні. Ми спостерігали ефективну роботу цього підходу на медних збагачувальних фабриках, де поєднання валкових дробарок високого тиску (HPGR) і систем рекуперації тепла скорочує теплові витрати приблизно на 2,8 дол. США за тону переробленої руди. Згідно з польовими випробуваннями, загальне споживання енергії знижується на 15–25 % порівняно з окремим функціонуванням цих систем.

Максимізація ROI за рахунок технологій, що забезпечують низьке енергоспоживання

Сервоелектричні приводи порівняно з гідравлічними системами: компроміс між вартістю експлуатації протягом усього терміну служби та точністю

Сервоелектричні приводи забезпечують вищу енергоефективність порівняно з традиційними гідравлічними системами, знижуючи енергоспоживання під час експлуатації на 25–40 % протягом строку служби обладнання. Хоча гідравлічні рішення мають нижчу початкову вартість, сервоелектричні приводи забезпечують:

• Точний контроль (повторюваність ±0,01 мм), що мінімізує відходи матеріалу
• на 60% нижчі витрати на обслуговування , усуваючи витоки рідини та відмови, пов’язані зі зносом
• Функція рекуперації енергії , перетворюючи енергію гальмування на електричну енергію, яку можна повторно використовувати

Компромісом є вищі початкові інвестиції — зазвичай на 20–30 % вищі, але аналіз життєвого циклу показує досягнення точки окупності протягом 3–5 років при безперервній експлуатації.

Найкращі практики модернізації частотних перетворювачів (VFD): досягнення окупності менше ніж за 14 місяців

Модернізація старих двигунів за допомогою частотно-регульованих приводів (ЧРП) досі забезпечує компаніям найшвидший термін окупності інвестицій, який можна отримати за гроші. Зверніть увагу на всі ті кейси, що демонструють середній термін окупності трохи більше року. Коли справа доходить до безпосереднього монтажу таких систем, слід пам’ятати кілька важливих моментів. По-перше, критично важливо враховувати спотворення гармонік, саме тому багато підприємств обирають 12-пульсні конфігурації. По-друге, необхідно точно визначити профіль навантаження, який підходить для кожної конкретної задачі, щоб ЧРП не був надмірно потужним або недостатньо потужним порівняно з реальними потребами двигуна у моменті обертання. Підприємства, які послідовно дотримуються цього підходу, постійно фіксують зниження енерговитрат на 22–35 %, особливо помітне в зонах, де протягом дня постійно переміщуються матеріали.

Джерело: Загальний аналіз вартості експлуатації систем керування рухом, 2024 р.

Поширені запитання

Яка головна перевага HPGR порівняно з традиційними кульовими млинами?

HPGR забезпечують значне зниження енергоспоживання, зазвичай на 20–35 %, порівняно з кульовими млинами.

Як обладнання для передачі тепла сприяє енергоефективності?

Обладнання для передачі тепла відновлює втрачене тепло й повторно направляє його на інші технологічні процеси, що зменшує потребу в нових енергетичних витратах.

Які переваги сервоелектричних приводів?

Сервоелектричні приводи забезпечують точне керування, нижчі витрати на технічне обслуговування та можливість відновлення енергії, незважаючи на вищі початкові витрати.