کاهش هزینه ها و افزایش کارایی، تولید سبز: استراتژی ها و شیوه های جامع برای کاهش مصرف انرژی در تولید کوره های گرم کننده شیشه ای

کاهش هزینه ها و افزایش کارایی، تولید سبز: استراتژی ها و شیوه های جامع برای کاهش مصرف انرژی در تولید کوره های گرم کننده شیشه ای

در محیط صنعتی امروز که بر توسعه پایدار و کنترل هزینه تاکید دارد، مصرف انرژی یک مسئله اصلی است که صنعت تولیدی نمی تواند از آن اجتناب کند.برای صنعت پردازش عمیق شیشه، کوره ترمنگ به عنوان یک قطعه اصلی تجهیزات نیز به عنوان یک مصرف کننده عمده برق و مصرف کننده قابل توجهی گاز شناخته شده است." سطح مصرف انرژي آن به طور مستقيم بر هزينه هاي توليد تأثير مي گذارد "، رقابت پذیری بازار و مسئولیت زیست محیطی یک شرکت.تجزیه و تحلیل سیستماتیک و اجرای اقدامات صرفه جویی در انرژی و کاهش مصرف برای کوره های سخت کننده شیشه نه تنها ارزش اقتصادی قابل توجهی دارد بلکه اهمیت اجتماعی عمیقی دارددر این مقاله استراتژی های جامع برای کاهش مصرف انرژی در کوره های سخت سازی شیشه از ابعاد متعدد، از جمله تجهیزات، فرآیندهای، مدیریت،و مرزهای تکنولوژیکی.

I. تجهیزات به عنوان پایه: افزایش بهره وری انرژی خود کوره گرمایش

برای انجام یک کار خوب، ابتدا باید ابزار خود را تیز کنیم. کوره های سخت کننده ای که از لحاظ تکنولوژی پیشرفته، طراحی شده و به خوبی نگهداری می شوند، پایه ای برای صرفه جویی در مصرف انرژی هستند.

1بهینه سازی عملکرد عایق حرارتی کوره:

فرآیند گرم کردن در کوره های گرم کننده اساساً شامل تبدیل انرژی الکتریکی یا گاز به انرژی حرارتی و انتقال آن به بهترین شکل ممکن به کوره های گرم کننده است.شیشه. عملکرد عایق حرارتی بدن کوره بسیار مهم است. مواد عایق با کیفیت بالا (مانند پشم فیبر سرامیکی با عملکرد بالا، تخته های سیلیکات آلومینیوم و غیره)) و طراحی لایه عایق علمی می تواند از دست دادن گرما از طریق بدن کوره را به حداقل برساند.. Enterprises should regularly inspect the furnace seal and promptly replace aging or damaged insulation materials to ensure the furnace chamber can maintain temperature for extended periods even in a non-operating stateکاهش مصرف انرژی مورد نیاز برای گرم کردن مجدد.

2بهره وری و ساختار عناصر گرمایش:

• کوره های گرمایشی الکتریکی: استفاده از عناصر گرمایشی الکتریکی لوله تابشی کارآمدتر است، طول عمر طولانی تری دارد و توزیع گرمای یکنواخت تری را نسبت به گرمایش سیم برهنه فراهم می کند. Reasonably arranging the power and placement of heating elements to ensure a uniform thermal field inside the furnace can avoid wasted energy caused by prolonged heating times due to local overheating or insufficient heating.
• کوره های گرمایش گاز: استفاده از سوزان های با کارایی بالا و کم نیتروژن همراه با سیستم های کنترل متناسب هوشمند امکان کنترل دقیق نسبت مخلوط گاز-هوا بر اساس دمای کوره را فراهم می کند.دستیابی به احتراق کامل و جلوگیری از از دست دادن گرما به دلیل احتراق ناقص یا نسبت بیش از حد هوا به سوخت- تکنولوژی سوختن بازسازی شده (RTO) در کوره های صنعتی با دمای بالا بالغ شده است؛ آن را گرمای قابل توجهی از گاز دود برای گرم کردن هوا احتراق،که می تواند مصرف گاز را به طور قابل توجهی کاهش دهد.

3وضعیت نگهداری رول های سرامیکی:

رول های سرامیکی که در دمای بلند مدت کار می کنندشیشهمواد فروریزنده (به طور عمده ترکیبات با نقطه ذوب پایین تشکیل شده از اکسید سدیم و اکسید گوگرد) و گرد و غبار در سطح، تشکیل یک لایه گلیز. این لایه مانع انتقال گرما به دستگاه می شود. شیشه، که منجر به زمان گرم کردن طولانی تر و مصرف انرژی بیشتر می شود. Regularly (recommended weekly) cleaning and polishing the ceramic rollers to maintain their surface smoothness and good thermal conductivity is the simplest and most direct effective measure to ensure heating efficiency.
4کنترل دقیق سیستم خنک کننده:
مرحله خنک کننده فرآیند تند کردن نیز مقدار زیادی انرژی مصرف می کند (به طور عمده برق برای فن ها).استفاده از فن های سانتریفیوژ با فشار بالا کنترل شده با فرکانس متغیر اجازه می دهد تا تنظیم دقیق فشار باد و حجم بر اساسشیشهضخامت، مشخصات، و درجه گرما مورد نیاز، جلوگیری از اتلاف انرژی از "استفاده از یک چکش برای شکستن یک مغز." بهینه سازی طرح و زاویه نوزل های شبکه هوا برای اطمینان از اینکه جریان هوا خنک کننده به طور یکنواخت و کارآمد بر روی دستگاه عمل می کندشیشهسطح می تواند زمان خنک شدن را کاهش دهد یا قدرت فن را کاهش دهد در حالی که کیفیت تند شدن را تضمین می کند.

II. فرآیند به عنوان هسته: بهینه سازی هر پارامتر از فرآیند گرم کردن

استفاده هوشمندانه از تجهیزات مهم تر از مالکیت خود آن است. تنظیم علمی پارامترهای فرآیند، پیوند اصلی برای دستیابی به صرفه جویی در انرژی و کاهش مصرف است.

1برنامه بارگیری معقول:

• کار با بار کامل: مصرف انرژی یک کوره هشداری کاملاً با ظرفیت بارگذاری خطی نیست، اما به طور کلی، هرچه میزان بارگذاری در هر کوره بالاتر باشد،هرچه مصرف انرژی اختصاص داده شده در هر متر مربع شیشه کمتر باشدبنابراین، برنامه ریزی تولید باید تلاش کند تا اطمینان حاصل شود که کوره تند کننده نزدیک به ظرفیت کامل کار می کند و از تولید "نیمی کامل" یا "قطعی" جلوگیری می کند.
• ترتیب علمی و طرح بندی: قرار دادن مناسب ورق های شیشه ای در داخل کوره، اطمینان از شکاف مناسب بین ورق ها و بین شیشه و دیواره های کوره (معمولاً 40-60 میلی متر)گردش هوا گرم را تسهیل می کند و گرمایش یکسانی را تضمین می کندشکاف های خیلی کوچک مانع از جریان هوا می شوند و باعث گرمایش نامنظم می شوند؛ شکاف های خیلی بزرگ ظرفیت هر کوره را کاهش می دهند و مصرف انرژی واحد را افزایش می دهند.

2منحنی گرمایش بهینه شده:

این مهمترین جنبه صرفه جویی در انرژی فرآیند است. منحنی گرمایش باید به صورت جداگانه بر اساس ضخامت شیشه، رنگ، اندازه، پوشش و دمای واقعی کوره تنظیم شود.

• تمایز با ضخامت: شیشه با ضخامت های مختلف دارای ویژگی های جذب حرارتی متفاوت و الزامات انتشار استرس است.شیشهنیاز به گرمایش "در دمای پایین، مدت زمان طولانی" برای تعادل دمای بین لایه های داخلی و خارجی؛ نازکشیشهبرای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد و تغییر شکل، نیاز به گرمایش با دمای بالا و زمان کوتاه دارد. تنظیمات نادرست منجر به اتلاف انرژی و نقص های محصول می شود.
• تنظیم درجه حرارت: با فرض تضمینشیشهبه نقطه نرم شدن می رسد و آرامش استرس را تکمیل می کند، تنظیم دمای کوره نباید به طور کورکورانه افزایش یابد.دمای بیش از حد بالای کوره نه تنها انرژی را از دست می دهد بلکه می تواند باعثشیشهکه باعث می شود مشکلات کیفیت مانند حفره و امواج ایجاد شود.پیدا کردن حداقل دمای گرمایش بحرانی برای هر محصول از طریق آزمایش جهت مداوم برای صرفه جویی مداوم در انرژی است.
• زمان گرم کردن: محاسبه و تنظیم دقیق زمان گرم کردن، اجتناب از زمان " نگه داشتن " ناکارآمد.استفاده از سیستم کنترل هوشمند کوره های مدرن برای به طور خودکار به مرحله خنک شدن بلافاصله پس از اتمام گرم کردن ادامه می دهد.

3. اصلاح فرآیند خنک کننده:
فشار خنک کننده معکوس نسبت به مربعشیشهبرای ضخامت 12 میلی متریشیشه، فشار باد مورد نیاز فقط یک چهارم از 6mm استشیشهبنابراین، فشار باد باید دقیقا با توجه به ضخامت تنظیم شود.فشار باد بیش از حد بالا نه تنها انرژی الکتریکی را هدر می دهد بلکه ممکن است شیشه را پاره کند یا منجر به سطح ضعیف شود.

مدیریت به عنوان تضمین: ایجاد یک سیستم صرفه جویی در انرژی با مشارکت کامل

بهترین تجهیزات و فرآیندها نیاز به سیستم های مدیریت دقیق و پرسنل با کیفیت بالا دارند.

1بهینه سازی برنامه ریزی و برنامه ریزی تولید:
بخش برنامه ریزی تولید باید با فروش و انبارگری همکاری کند تا تولید را برایشیشهسفارشات با همان ضخامت، رنگ و مشخصات در دسته ها.این می تواند تنظیمات دمایی و زمان انتظار مورد نیاز برای کوره ترمر را به دلیل تغییرات مکرر در پارامترهای فرآیند کاهش دهد، حفظ تداوم و ثبات تولید و در نتیجه کاهش کل مصرف انرژی.
2نهادینه کردن نگهداری تجهیزات:
ایجاد و اجرای دقیق یک برنامه نگهداری پیشگیرانه (PM) برای تجهیزات شامل، اما محدود به: تمیز کردن منظم اتاق کوره، تمیز کردن رول های سرامیکی،بازرسی عناصر گرمایش و ترموپاریک قطعه تجهیزات "سالم" شرط پیش فرض برای عملکرد کارآمد و کم مصرف است.
3آموزش و افزایش آگاهی کارکنان:
اپراتورها در خط مقدم صرفه جویی در انرژی هستند. آموزش آنها را تقویت کنید تا آنها تاثیر پارامترهای فرآیند را بر مصرف و کیفیت انرژی درک کنند.و عادت های صرفه جویی در انرژی را پرورش دهیدبه عنوان مثال، ایجاد عادات عملیاتی خوب مانند بسته شدن درب کوره به سرعت، کاهش دمای آماده در دوره های غیر تولید و وارد کردن دقیق پارامترهای شیشه.
4اندازه گیری و نظارت بر انرژی:
نصب زیرمترهای برق و گاز برای نظارت و تجزیه و تحلیل آماری مصرف خاص کوره ترمر (به عنوان مثال،kWh/ متر مربع یا متر مکعب گاز/ متر مربع) در زمان واقعیاز طریق مقایسه داده ها، ناهنجاری های مصرف انرژی را می توان به طور بصری شناسایی کرد، علل را ردیابی کرد و مبنای کمی برای ارزیابی اثرات صرفه جویی در انرژی فراهم کرد.

نوآوری آینده است: پذیرش فن آوری ها و مواد جدید

صرفه جویی در انرژی و کاهش مصرف فرآیندهای مداوم هستند که نیاز به توجه مداوم و معرفی فن آوری های جدید دارند.

1تکنولوژی احتراق سوخت اکسی:
برای کوره های گاز، استفاده از احتراق اکسی سوخت به جای احتراق با کمک هوا می تواند به طور چشمگیری حجم گاز های خروجی را کاهش دهد، درجه حرارت شعله و بهره وری انتقال گرما را افزایش دهد،و در تئوری ۲۰ تا ۳۰ درصد انرژی را صرفه جویی می کنند.اگرچه سرمایه گذاری اولیه زیاد است، اما مزایای اقتصادی و زیست محیطی در دراز مدت قابل توجه است.
2هوشیاری و داده های بزرگ:
استفاده از تکنولوژی IoT برای اتصال کوره های تند کننده به یک پلت فرم ابری، جمع آوری مقادیر زیادی از داده های تولید (دما، فشار، زمان، مصرف انرژی و غیره).از طریق تحلیل داده های بزرگ و الگوریتم های هوش مصنوعی، سیستم می تواند خود را یاد بگیرد و پارامترهای بهینه فرآیند را توصیه کند، تولید صرفه جویی در انرژی را به دست آورد. این جهت توسعه تولید هوشمند آینده است.
3- بازیافت و استفاده از گرما:
گازهای خروجی که از کوره خنک کننده خارج می شوند، دمای بالای 400-500 درجه سانتیگراد دارند و مقدار زیادی انرژی حرارتی دارند.مبادلات گرما می تواند برای استفاده از این گرما ضایعات برای پیش گرم کردن هوا احتراق استفاده شود، گرم کردن آب خانگی، یا تامین گرما برای سایر فرآیندهای، دستیابی به استفاده از آبشار از انرژی.
4چالش ها و پاسخ ها در استفاده از شیشه کم E با نفوذ بالا:
با افزایش الزامات بهره وری انرژی ساختمان، تقاضا برای خنک سازی آنلاین یا آفلاینشیشهدر حال رشد است. پوشش بر روی این نوع ازشیشهدارای بازتابی بالا برای اشعه های مادون قرمز دور است که گرم کردن را دشوار می کند و مصرف انرژی را در روش های سنتی به طور قابل توجهی افزایش می دهد.شیشه، کوره تند کننده نیاز به یک سیستم گرمایش کنوکشن قدرتمندتر دارد. کنوکشن اجباری در داخل کوره، با استفاده از هوا گرم به طور مستقیم به سمت کوره تنفس می شود. شیشهسطح برای شکستن "سد" گرمایش تابش، می تواند به طور موثر بهره وری گرمایش را بهبود بخشد و زمان گرمایش را کوتاه کند.این یک تکنولوژی کلیدی برای دستیابی به تولید کم کربن در پردازش عمیق از بالا-پای انرژی صرفه جوییشیشه.

نتیجه گیری

کاهش مصرف انرژیشیشهکوره های سخت سازی یک پروژه سیستماتیک است که شامل تجهیزات، فرآیندهای، مدیریت و فناوری است. هیچ یک از "گلوله های نقره ای" نمی تواند همه مشکلات را حل کند.از شرکت ها خواسته می شود که یک دیدگاه کامل از هزینه های چرخه عمر و یک مفهوم توسعه سبز ایجاد کنند.، از سرمایه گذاری در تجهیزات کارآمد، به مدیریت دقیق هر جزئیات تولید، و به طور مداوم دنبال نوآوری تکنولوژیکی و توانمندسازی پرسنل.تنها از طریق این تلاش های چند جانبه و مداوم می توان به شرکت ها کمک کرد تا در رقابت شدید بازار، مزیت هزینه کسب کنند.، در حالی که همزمان مسئولیت اجتماعی خود را برای حفاظت از محیط زیست انجام می دهند، در نهایت به یک وضعیت برنده برای مزایای اقتصادی و اجتماعی می رسند.