توفير الطاقة وحماية البيئة في أفران التردد المتوسطة

في الإنتاج الصناعي, خاصة في الصناعات عالية الانبعاثات عالية الطاقة مثل الصب والمعادن, الأداء الموفر للطاقة والأداء البيئي لـ تردد متوسط أفران التعريفي (أفران MF) مهم للغاية. النقاط التي رفعتها شاملة للغاية; دعونا نوضح كل واحد.

أنا. تحسين كفاءة الطاقة

استهلاك الطاقة الأساسي لأفران MF هو الكهرباء, لذا فإن تحسين كفاءة الطاقة في صميم توفير الطاقة.

1. تكنولوجيا إمداد الطاقة الجديدة: تعزيز إمدادات الطاقة الفعالة IGBT لتقليل فقدان الكهرباء.

• تحليل متعمق: الثايرستور التقليدي (SCR) تعاني إمدادات الطاقة MF من قضايا مثل المحتوى التوافقي العالي, عامل الطاقة المنخفض, وتلوث الشبكة كبير. في المقابل, IGBT (بوابة معزولة الترانزستور ثنائي القطب) إمدادات الطاقة تقديم مزايا مثل تردد التبديل العالي, استجابة سريعة, محتوى توافقي منخفض, عامل الطاقة العالية, وكفاءة تحويل عالية.
• مبدأ توفير الطاقة: تحقق مستلزمات الطاقة IGBT خسائر تحويل أقل من الطاقة الكهربائية إلى الطاقة الكهربائية المتوسطة التردد من خلال ترددات التبديل الأعلى وأكثر دقة PWM (تعديل عرض النبض) يتحكم. بالإضافة إلى ذلك, عامل الطاقة الخاص بهم قريب من 1, تقليل خسائر الطاقة التفاعلية وتقليل العبء على الشبكة.
• اتجاه التنمية: مع تقدم تكنولوجيا IGBT, تستمر الجهد والقدرات الحالية في التحسن, وتنخفض التكاليف تدريجيا, جعل IGBT MF Power تزويد السوق السائد. كما أنهم يتحركون نحو قوة أعلى وتصميمات أكثر تكاملاً.
• دراسة حالة: حققت العديد من مؤسسات الصب 20% أو حتى توفير كهرباء أكبر من خلال ترقية مستلزمات طاقة Thyristor الأقدم إلى إمدادات الطاقة IGBT.

2. أنظمة التحكم الذكية: تحقيق التحكم الدقيق في الطاقة ودرجة الحرارة, تقليل ارتفاع درجة الحرارة ونفايات الطاقة.

• استراتيجية التحكم: عادة ما تستخدم أنظمة التحكم الذكية PLCs (وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة) أو أجهزة الكمبيوتر الصناعية كلبنها, جنبا إلى جنب مع خوارزميات التحكم المتقدمة (مثل التحكم في PID, السيطرة الغامضة, التحكم في الشبكة العصبية, إلخ.) لتحقيق إدارة دقيقة لعملية الانصهار.
• مظاهر توفير الطاقة:
  • منحنى ذوبان تحسين: وضع منحنى التدفئة الأمثل استنادًا إلى نقطة الانصهار وخصائص المواد المعدنية المختلفة, تجنب ارتفاع درجة الحرارة غير الضرورية, وتقصير وقت الانصهار.
  • تنظيم الطاقة التلقائي: ضبط طاقة الإخراج تلقائيًا على أساس حالة المعادن المنصهرة وتغيرات درجة الحرارة في الفرن, ضمان التدفئة بكفاءة مثالية. على سبيل المثال, يمكن استخدام الطاقة العالية للتدفئة السريعة خلال مرحلة الانصهار الأولية, في حين يتم تقليل الطاقة خلال مراحل الذوبان اللاحقة والاحتفاظ بها للحفاظ على درجة الحرارة المطلوبة.
  • عقد توفير الطاقة: خلال مرحلة الحجز, يمكن أن تنفذ الأنظمة الذكية التدفئة المتقطعة أو درجة حرارة ثابتة منخفضة الطاقة لتقليل فقدان الحرارة.
  • عدم تحميل الطاقة لتوفير: عندما يكون الفرن خاملا, يقلل النظام تلقائيًا أو يغلق الطاقة لتجنب خسائر عدم التحميل.
• تحليل البيانات و تحسين: يمكن أن أنظمة التحكم الذكية تسجيل بيانات الذوبان التاريخية وتحليلها, توفير أساس لتحسين العملية لزيادة تحسين كفاءة الطاقة.

3. تكنولوجيا استرداد الحرارة: استكشاف استخدام حرارة النفايات للتسخين أو توليد الطاقة, زيادة استخدام الطاقة.

• مصادر حرارة النفايات: أثناء عملية فرن MF, بالإضافة إلى حرارة المعدن المنصهر نفسه, تشمل مصادر حرارة النفايات المحتملة الحرارة التي تبددت من سطح جسم الفرن, الحرارة التي يتم حملها بعيدًا عن طريق تبريد مياه, والحرارة التي يحملها ذوبان الأبخرة.
• طرق الاسترداد:
  • أفران جسم الاسترداد المشع للحرارة: استرداد الحرارة المفقودة من جسم الفرن عن طريق تثبيت طبقات العزل أو استخدام المبادلات الحرارية في الخارج, لأغراض مثل تسخين ورشة العمل أو تسخين المواد الأخرى.
  • استرداد حرارة ماء التبريد: ماء التبريد من أفران MF (خاصة من ملفات التعريفي) يمكن أن تصل إلى درجات حرارة عالية. يمكن أن ترفع تكنولوجيا المضخة الحرارية هذه الحرارة إلى درجات حرارة أعلى للماء الساخن المنزلي, تسخين ورشة العمل, أو تسخين شحنة الفرن.
  • استرداد حرارة نفايات الغاز المداخن: يمكن استخدام أبخرة ذوبان درجات الحرارة العالية في غلايات حرارة النفايات لتوليد البخار لعمليات الإنتاج الأخرى أو توليد الطاقة.
• آفاق التطبيق: يمكن أن تحسن تكنولوجيا استرداد الحرارة بشكل كبير معدل استخدام الطاقة الكلي لأفران MF, تقليل تكاليف التشغيل للمؤسسات, وهو اتجاه حاسم لتوفير طاقة فرن MF في المستقبل.

الثاني. التحكم في انبعاث الملوثات

تولد أفران MF الغبار, ضوضاء, ومياه الصرف أثناء عملية الانصهار. التحكم الفعال في الملوثات هو مفتاح تحقيق الإنتاج الصديق للبيئة.

1. الدخان والتحكم في الغبار: استخدام جمع غبار الضغط السلبي, مرشحات الأكياس, وغيرها من التقنيات لإزالة الأبخرة والغبار بشكل فعال أثناء الانصهار.

• مصادر الدخان والغبار: أثناء الانصهار, الشوائب في التهمة, تطابق عناصر صناعة السبائك, فقدان حرق البطانات الحرارية, وتولد أكسدة المعادن كميات كبيرة من الأبخرة والغبار.
• تقنيات التحكم:
  • أغطية الفم الفرن: هذا هو خط الدفاع الأول, باستخدام الضغط السلبي لجمع الأبخرة والغبار المتولدة أثناء ذوبان فوق فتحة الفرن.
  • دوق: يتم نقل الأبخرة التي تم جمعها من خلال قنوات إلى نظام إزالة الغبار.
  • جامعي الغبار:
    • شنطة المرشحات (مرشحات النسيج): حاليًا واحدة من أكثر أجهزة جمع الغبار المستخدمة على نطاق واسع وكفاءة. عندما تمر الأبخرة من خلال أكياس المرشح, الغبار محاصر على سطح الحقيبة. التنظيف العادي يزيل الغبار إلى قادوس. يمكن أن تصل كفاءة إزالة الغبار الخاصة بهم 99%, التقاط فعليًا للجسيمات الدقيقة مثل PM2.5.
    • فواصل الإعصار: يستخدم في المقام الأول لإزالة جزيئات الغبار الأكبر, غالبًا ما يتم استخدامه كمجمعين ما قبل المجمعين بالتزامن مع مرشحات الأكياس.
    • أجهزة التنظيف الرطبة: التقاط الغبار من خلال عملية غسل الماء, ولكن توليد مياه الصرف.
  • نظام تحسين: التصميم العقلاني لحجم الشفط, تخطيط القناة, ويضمن اختيار جامعي الغبار أن تأثير إزالة الغبار يفي بالمعايير البيئية الوطنية.

2. السيطرة على الضوضاء: تقليل ضوضاء تشغيل المعدات من خلال عزل الصوت, التخميد الاهتزاز, وغيرها من التدابير.

• مصادر الضوضاء: تشمل مصادر الضوضاء الرئيسية لأفران MF:
  • خزائن السلطة: الضوضاء الكهرومغناطيسية والضوضاء الميكانيكية من المحولات, المفاعلات, والمعجبين.
  • مضخات مياه التبريد: الضوضاء الميكانيكية الناتجة عن تشغيل المضخة.
  • لفائف التعريفية: ضوضاء الاهتزاز الكهرومغناطيسي الناجم عن التيارات التوافقية.
  • آليات إمالة: الاحتكاك الميكانيكي وضوضاء النظام الهيدروليكي أثناء الإمالة.
• تدابير التحكم:
  • مصدر يتحكم: اختيار المعدات المنخفضة الضوضاء وتنفيذ عزل الصوت لخزائن الطاقة, مثل تثبيت عبوات أو جدران مقاومة للصوت.
  • التحكم في مسار الإرسال:
    • عزل الصوت: تثبيت حواجز الصوت, أبواب ونوافذ مقاومة للصوت حول مصادر الضوضاء, أو وضع المعدات في غرف مقاومة للصوت منفصلة.
    • امتصاص الصوت: تثبيت مواد امتصاص الصوت على جدران ورشة العمل لتقليل انعكاس الضوضاء.
    • اهتزاز التخميد: تركيب منصات عزل الاهتزاز ومخيمات على أسس المعدات والاتصالات لتقليل انتقال الاهتزاز.
• معدات الحماية الشخصية (معدات الوقاية الشخصية): تزويد المشغلين بسدادات الأذن, أذن, وغيرها من معدات الحماية الشخصية.

3. إعادة تدوير الموارد المائية: تعزيز أنظمة تبريد الحلقة المغلقة لتقليل استهلاك المياه وتصريف مياه الصرف الصحي.

• الطلب على مياه التبريد: مكونات طاقة فرن MF, لفائف التعريفي, وتولد أجزاء أخرى حرارة كبيرة أثناء التشغيل, تتطلب تبريد ماء لتبديده وضمان تشغيل المعدات العادية وعمره.
• مشاكل مع الأنظمة المفتوحة التقليدية: أنظمة التبريد المفتوحة التقليدية (حيث يتم رسم المياه مباشرة من مصدر للتبريد ثم تفريغها) يعاني من ارتفاع نفايات المياه, قابلية تلوث جودة المياه, النطق في التحجيم, وتآكل الأنابيب.
• مبدأ نظام تبريد الحلقة المغلقة: تستخدم أنظمة تبريد الحلقة المغلقة مياه التبريد المتداولة. يتم تبديد الحرارة من ماء التبريد إلى الغلاف الجوي عبر أبراج التبريد أو المبردات, ثم يتم إعادة تدوير الماء المبرد إلى المعدات للتبريد. لا يتصل الماء في النظام مباشرة بالبيئة الخارجية, ضمان جودة المياه المستقرة وتقليل التحجيم.
• البيئة فوائد:
  • الحفاظ على المياه: يقلل بشكل كبير من الحاجة إلى تجديد المياه الجديد, تحقيق إعادة تدوير الموارد المائية.
  • انخفاض تصريف مياه الصرف: تقريبا لا يوجد إنتاج تصريف مياه الصرف الصحي, الامتثال للمتطلبات البيئية.
  • المعدات الممتدة عمر: تساعد جودة المياه ودرجة الحرارة المستقرة على تمديد عمر المعدات.

ثالثا. الصب الأخضر والتنمية المستدامة

تلعب أفران MF دورًا مهمًا في تعزيز انتقال صناعة الصب نحو التنمية الخضراء والذكية.

1. إنتاج أنظف:

• التحكم في المصدر: اختيار رسوم الفرن عالية الجودة لتقليل مقدمة الشوائب, وبالتالي تقليل الدخان, تراب, وتوليد الغاز الضار.
• عملية تحسين: تحسين عمليات الانصهار من خلال أنظمة التحكم الذكية لتقليل الإفراط في الحرق ونفايات الطاقة, وانخفاض انبعاثات الملوثات.
• علاج نهاية النشر: دخان فعال, تراب, ضوضاء, وتضمن أنظمة معالجة مياه الصرف الصحي أن انبعاثات الملوثات تلبي المعايير.
• إدارة المخلفات: استخدام الموارد أو التخلص الآمن من النفايات الصلبة مثل خبث الفرن وجمع الغبار الرماد.

2. إعادة تدوير الموارد:

• خردة الصلب remelting: يمكن أن تذوب أفران MF بكفاءة من الصلب الخردة, جعلها معدات حيوية لإعادة تدوير موارد الصلب الخردة وتقليل الطلب على خام الحديد البكر.
• استخدام الخبث: استكشاف طرق الاستخدام الشاملة لخبث الفرن, كما هو الحال في مواد البناء أو ملء الطرق, لتقليل التأثير البيئي للنفايات الصلبة.
• سبيكة استرداد العناصر: استخدام الوسائل الفنية لاستعادة عناصر السبائك القيمة من غازات المداخن في عمليات ذوبان معينة.

3. التحول الذكي والرقمي:

• تصور بيانات الإنتاج: المراقبة في الوقت الحقيقي لبيانات تشغيل فرن MF, استخدام تحليل البيانات الضخمة لتحسين عمليات الإنتاج وإدارة الطاقة.
• تنبؤي صيانة: استخدام أجهزة الاستشعار والخوارزميات للتنبؤ بفشل المعدات, السماح بالصيانة الاستباقية, انخفاض وقت التوقف, وتحسين كفاءة الإنتاج.
• المراقبة والتشخيص عن بعد: تمكين المراقبة عن بُعد, تشخيص الخطأ, وتوجيهات الصيانة للمعدات عبر المنصات السحابية, تحسين كفاءة الخدمة.

من خلال هذه التدابير متعددة الأوجه لتوفير الطاقة وحماية البيئة, أفران MF لا يمكن أن تعزز فوائدهم الاقتصادية فحسب ، بل تدعم أيضًا التنمية المستدامة للصناعات والصناعات ذات الصلة, المساهمة في حماية البيئة.