Trong sản xuất công nghiệp, đặc biệt là trong các ngành công nghiệp tiêu thụ năng lượng cao và phát thải cao như đúc và luyện kim, hiệu quả tiết kiệm năng lượng và môi trường của tần số trung bình Lò nung cảm ứng (lò MF) là cực kỳ quan trọng. Những điểm bạn nêu ra rất toàn diện; chúng ta hãy giải thích chi tiết về từng cái một.
TÔI. Cải thiện hiệu quả năng lượng
Năng lượng tiêu thụ chính của lò MF là điện, vì vậy cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng là cốt lõi của việc tiết kiệm năng lượng.
1. Công nghệ cung cấp điện mới: Thúc đẩy cung cấp điện IGBT hiệu quả để giảm thất thoát điện năng.
- Phân tích chuyên sâu: thyristor truyền thống (Scr) Bộ nguồn MF gặp phải các vấn đề như hàm lượng sóng hài cao, hệ số công suất thấp, và ô nhiễm lưới điện đáng kể. Ngược lại, IGBT (Transistor lưỡng cực có cổng cách điện) nguồn điện mang lại những lợi thế như tần số chuyển mạch cao, phản ứng nhanh, nội dung hài hòa thấp, hệ số công suất cao, và hiệu suất chuyển đổi cao.
- Nguyên tắc tiết kiệm năng lượng: Bộ nguồn IGBT đạt được tổn thất chuyển đổi thấp hơn từ năng lượng điện sang năng lượng điện tần số trung bình thông qua tần số chuyển mạch cao hơn và độ chính xác cao hơn. (Điều chế độ rộng xung) điều khiển. Ngoài ra, hệ số công suất của chúng gần bằng 1, giảm tổn thất công suất phản kháng và giảm bớt gánh nặng cho lưới điện.
- Xu hướng phát triển: Khi công nghệ IGBT tiến bộ, khả năng điện áp và dòng điện của nó tiếp tục được cải thiện, và chi phí giảm dần, làm cho nguồn cung cấp năng lượng IGBT MF trở thành xu hướng chủ đạo trên thị trường. Họ cũng đang hướng tới công suất cao hơn và thiết kế tích hợp hơn.
- Nghiên cứu điển hình: Nhiều doanh nghiệp đúc đã đạt được 20% hoặc thậm chí tiết kiệm điện hơn bằng cách nâng cấp bộ nguồn thyristor cũ của họ lên bộ nguồn IGBT.
2. Hệ thống điều khiển thông minh: Đạt được sự kiểm soát chính xác về công suất và nhiệt độ, giảm quá nhiệt và lãng phí năng lượng.
- Chiến lược kiểm soát: Hệ thống điều khiển thông minh thường sử dụng PLC (Bộ điều khiển logic lập trình được) hoặc PC công nghiệp làm cốt lõi của chúng, kết hợp với các thuật toán điều khiển tiên tiến (chẳng hạn như điều khiển PID, điều khiển mờ, điều khiển mạng lưới thần kinh, vân vân.) để đạt được sự quản lý chính xác của quá trình nấu chảy.
- Biểu hiện tiết kiệm năng lượng:
- Đường cong nóng chảy Tối ưu hóa: Thiết lập đường cong gia nhiệt tối ưu dựa trên điểm nóng chảy và đặc tính của các vật liệu kim loại khác nhau, tránh quá nóng không cần thiết, và rút ngắn thời gian nóng chảy.
- Điều chỉnh điện năng tự động: Tự động điều chỉnh công suất đầu ra dựa trên trạng thái kim loại nóng chảy và sự thay đổi nhiệt độ trong lò, đảm bảo sưởi ấm ở hiệu quả tối ưu. Ví dụ, công suất cao có thể được sử dụng để gia nhiệt nhanh trong giai đoạn nóng chảy ban đầu, trong khi công suất giảm trong các giai đoạn nóng chảy và giữ sau này để duy trì nhiệt độ mong muốn.
- Tổ chức tiết kiệm năng lượng: Trong giai đoạn nắm giữ, hệ thống thông minh có thể thực hiện sưởi ấm không liên tục hoặc nhiệt độ không đổi ở mức công suất thấp để giảm thất thoát nhiệt.
- Tiết kiệm năng lượng không tải: Khi lò không hoạt động, hệ thống tự động giảm hoặc tắt nguồn để tránh tổn thất không tải.
- Phân tích dữ liệu Và Tối ưu hóa: Hệ thống điều khiển thông minh có thể ghi lại và phân tích dữ liệu lịch sử nóng chảy, cung cấp cơ sở cho việc tối ưu hóa quy trình nhằm nâng cao hơn nữa hiệu quả sử dụng năng lượng.
3. Công nghệ thu hồi nhiệt: Khám phá việc sử dụng nhiệt thải để gia nhiệt sơ bộ hoặc phát điện, tăng cường sử dụng năng lượng.
- Nguồn nhiệt thải: Trong quá trình vận hành lò MF, ngoài sức nóng của kim loại nóng chảy, Các nguồn nhiệt thải tiềm năng bao gồm nhiệt tiêu tán từ bề mặt thân lò, nhiệt mang đi bởi nước làm mát, và nhiệt do khói nóng chảy mang theo.
- Phương pháp khôi phục:
- Thân lò thu hồi nhiệt bức xạ: Thu hồi nhiệt lượng bị mất từ thân lò bằng cách lắp đặt các lớp cách nhiệt hoặc sử dụng các bộ trao đổi nhiệt bên ngoài, cho các mục đích như sưởi ấm nhà xưởng hoặc làm nóng trước các vật liệu khác.
- Thu hồi nhiệt nước làm mát: Nước làm mát từ lò MF (đặc biệt là từ cuộn dây cảm ứng) có thể đạt đến nhiệt độ cao. Công nghệ bơm nhiệt có thể nâng nhiệt độ này lên nhiệt độ cao hơn cho nước nóng sinh hoạt, sưởi ấm nhà xưởng, hoặc phí lò nung nóng trước.
- Thu hồi nhiệt thải khí thải: Khói nóng chảy ở nhiệt độ cao có thể được sử dụng trong nồi hơi nhiệt thải để tạo ra hơi nước cho các quy trình sản xuất khác hoặc phát điện.
- Triển vọng ứng dụng: Công nghệ thu hồi nhiệt có thể cải thiện đáng kể hiệu suất sử dụng năng lượng tổng thể của lò MF, giảm chi phí hoạt động cho doanh nghiệp, và là hướng đi quan trọng cho việc tiết kiệm năng lượng lò MF trong tương lai.
Ii. Kiểm soát khí thải ô nhiễm
Lò MF tạo ra bụi, tiếng ồn, và nước thải trong quá trình nấu chảy. Kiểm soát chất gây ô nhiễm hiệu quả là chìa khóa để đạt được sản xuất thân thiện với môi trường.
1. Kiểm soát khói và bụi: Sử dụng phương pháp thu gom bụi áp suất âm, bộ lọc túi, và các công nghệ khác để loại bỏ hiệu quả khói và bụi sinh ra trong quá trình nấu chảy.
- Nguồn khói và bụi: Trong quá trình tan chảy, tạp chất trong điện tích, sự bay hơi của các nguyên tố hợp kim, cháy lớp lót chịu lửa, và quá trình oxy hóa kim loại đều tạo ra một lượng đáng kể khói và bụi.
- Công nghệ điều khiển:
- Mũ trùm miệng lò: Đây là tuyến phòng thủ đầu tiên, sử dụng áp suất âm để thu gom khói và bụi phát sinh trong quá trình nấu chảy phía trên cửa lò.
- Ống dẫn: Khói thu được được vận chuyển qua các ống dẫn đến hệ thống loại bỏ bụi.
- Máy hút bụi:
- Cái túi Bộ lọc (Bộ lọc vải): Hiện nay là một trong những thiết bị thu gom bụi được sử dụng rộng rãi và hiệu quả nhất. Khi khói đi qua túi lọc, bụi bám trên bề mặt túi. Vệ sinh thường xuyên sẽ loại bỏ bụi vào phễu. Hiệu quả loại bỏ bụi của chúng có thể đạt tới 99%, thu giữ hiệu quả các hạt bụi mịn như PM2.5.
- Máy tách lốc xoáy: Chủ yếu được sử dụng để loại bỏ các hạt bụi lớn hơn, thường được sử dụng làm bộ thu gom trước kết hợp với bộ lọc túi.
- Máy chà sàn ướt: Thu giữ bụi thông qua quá trình rửa nước, nhưng tạo ra nước thải.
- Hệ thống Tối ưu hóa: Thiết kế hợp lý lượng hút, bố trí ống dẫn, và lựa chọn máy hút bụi đảm bảo hiệu quả loại bỏ bụi đáp ứng các tiêu chuẩn môi trường quốc gia.
2. Kiểm soát tiếng ồn: Giảm tiếng ồn vận hành thiết bị thông qua cách âm, giảm chấn rung, và các biện pháp khác.
- Nguồn tiếng ồn: Các nguồn tiếng ồn chính của lò MF bao gồm:
- Tủ điện: Tiếng ồn điện từ và tiếng ồn cơ học từ máy biến áp, lò phản ứng, và người hâm mộ.
- Máy bơm nước làm mát: Tiếng ồn cơ học do hoạt động của máy bơm tạo ra.
- cuộn dây cảm ứng: Tiếng ồn rung điện từ gây ra bởi dòng điện hài.
- Cơ chế nghiêng: Ma sát cơ học và tiếng ồn của hệ thống thủy lực khi nghiêng.
- Biện pháp kiểm soát:
- Nguồn Điều khiển: Lựa chọn thiết bị ít ồn và cách âm cho tủ điện, chẳng hạn như lắp đặt thùng hoặc tường cách âm.
- Kiểm soát đường truyền:
- Cách âm: Lắp đặt rào cản âm thanh, cửa ra vào và cửa sổ cách âm xung quanh nguồn tiếng ồn, hoặc đặt thiết bị trong phòng cách âm riêng biệt.
- Hấp thụ âm thanh: Lắp đặt vật liệu tiêu âm trên tường, trần nhà xưởng để giảm phản xạ tiếng ồn.
- Rung Giảm xóc: Lắp đặt các miếng đệm, giảm chấn cách rung trên bệ và các đầu nối thiết bị để giảm truyền rung.
- Thiết bị bảo vệ cá nhân (PPE): Cung cấp cho người vận hành nút bịt tai, bịt tai, và PPE khác.
3. Tái chế tài nguyên nước: Thúc đẩy hệ thống làm mát khép kín để giảm lượng nước tiêu thụ và xả nước thải.
- Nhu cầu nước làm mát: Linh kiện điện lò MF, cuộn dây cảm ứng, và các bộ phận khác sinh ra nhiệt lượng đáng kể trong quá trình hoạt động, yêu cầu nước làm mát để tiêu tan nó và đảm bảo hoạt động bình thường và tuổi thọ của thiết bị.
- Các vấn đề với các hệ thống mở truyền thống: Hệ thống làm mát mở truyền thống (nơi nước được lấy trực tiếp từ nguồn để làm mát và sau đó thải ra) chịu đựng lượng nước thải cao, dễ bị ô nhiễm chất lượng nước, xu hướng mở rộng quy mô, và ăn mòn đường ống.
- Nguyên lý hệ thống làm mát vòng kín: Hệ thống làm mát vòng kín sử dụng nước làm mát tuần hoàn. Nhiệt từ nước làm mát được thải vào khí quyển thông qua tháp giải nhiệt hoặc thiết bị làm lạnh, và nước được làm mát sau đó được tuần hoàn trở lại thiết bị để làm mát. Nước trong hệ thống không tiếp xúc trực tiếp với môi trường bên ngoài, đảm bảo chất lượng nước ổn định và giảm cặn.
- Môi trường Những lợi ích:
- Bảo tồn nước: Giảm đáng kể nhu cầu bổ sung nước mới, đạt được tái chế tài nguyên nước.
- Giảm xả nước thải: Hầu như không xả nước thải sản xuất, tuân thủ các yêu cầu về môi trường.
- Tuổi thọ thiết bị mở rộng: Chất lượng nước và nhiệt độ ổn định giúp kéo dài tuổi thọ thiết bị.
Iii. Đúc xanh và phát triển bền vững
Lò MF đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy quá trình chuyển đổi của ngành đúc theo hướng phát triển xanh và thông minh.
1. Sản xuất sạch hơn:
- Kiểm soát nguồn: Lựa chọn chất lượng lò nung chất lượng cao để giảm thiểu tạp chất, do đó làm giảm khói, bụi, và tạo ra khí độc hại.
- Quá trình Tối ưu hóa: Tối ưu hóa quy trình nấu chảy thông qua hệ thống điều khiển thông minh để giảm hiện tượng đốt quá mức và lãng phí năng lượng, và giảm lượng khí thải ô nhiễm.
- Xử lý cuối đường ống: Khói hiệu quả, bụi, tiếng ồn, và hệ thống xử lý nước thải đảm bảo phát thải ô nhiễm đạt tiêu chuẩn.
- Quản lý chất thải: Sử dụng tài nguyên hoặc xử lý an toàn chất thải rắn như xỉ lò và tro bụi.
2. Tái chế tài nguyên:
- Luyện thép phế liệu: Lò MF có thể nấu chảy thép phế liệu một cách hiệu quả, biến chúng thành thiết bị quan trọng để tái chế tài nguyên thép phế liệu và giảm nhu cầu về quặng sắt nguyên chất.
- Sử dụng xỉ: Khám phá các hướng sử dụng toàn diện xỉ lò, chẳng hạn như trong vật liệu xây dựng hoặc lấp đường, giảm thiểu tác động môi trường của chất thải rắn.
- Phục hồi nguyên tố hợp kim: Sử dụng các phương tiện kỹ thuật để thu hồi các nguyên tố hợp kim có giá trị từ khí thải trong một số quá trình nóng chảy.
3. Chuyển đổi thông minh và kỹ thuật số:
- Trực quan hóa dữ liệu sản xuất: Giám sát thời gian thực dữ liệu vận hành lò MF, sử dụng phân tích dữ liệu lớn để tối ưu hóa quy trình sản xuất và quản lý năng lượng.
- Dự đoán BẢO TRÌ: Sử dụng cảm biến và thuật toán để dự đoán lỗi thiết bị, cho phép bảo trì chủ động, giảm thời gian ngừng hoạt động, và nâng cao hiệu quả sản xuất.
- Giám sát và chẩn đoán từ xa: Kích hoạt giám sát từ xa, chẩn đoán lỗi, và hướng dẫn bảo trì thiết bị thông qua nền tảng đám mây, nâng cao hiệu quả dịch vụ.
Thông qua các biện pháp tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường nhiều mặt này, lò MF không chỉ có thể nâng cao lợi ích kinh tế của chính họ mà còn hỗ trợ sự phát triển bền vững của ngành đúc và các ngành liên quan, góp phần bảo vệ môi trường.
