I. Pengenalan
Dalam sistem pengudaraan berskala besar yang digunakan di lombong, industri, dan kilang, penggunaan tenaga kipas biasanya merangkumi lebih 30% daripada jumlah penggunaan elektrik loji. Dengan kos tenaga yang semakin meningkat dan dorongan untuk pengurangan karbon, menaik taraf sistem kipas untuk kecekapan lebih tinggi bukan sahaja mengurangkan perbelanjaan operasi tetapi juga menyokong matlamat pembangunan lestari dan hijau.
II. Laluan Teknologi Peningkatan Penjimatan Tenaga
Pengawalan Kelajuan Pacuan Kekerapan Berubah (VFD):
Memasang VFD membolehkan pengaturan kelajuan kipas secara tanpa langkah, dengan secara bijak menyesuaikan kelajuan mengikut rintangan masa nyata dan mengurangkan penggunaan tenaga dengan memanfaatkan hubungan P∝n³.
Pengoptimuman Vane Panduan dan Saluran Aliran:
Menyesuaikan sudut vane panduan dan lengkungan bilah meminimumkan pemisahan aerodinamik dan pengedaran semula, memperbaiki kecekapan.
Pemulihan Udara Pulangan/Panas:
Memasang unit pemulihan haba di outlet kipas atau dalam saluran membolehkan haba buangan digunakan untuk memanaskan udara bekalan, secara tidak langsung mengurangkan beban sistem.
Pengedap Saluran dan Peningkatan Peredam:
Membaiki bebibir yang bocor dan sambungan saluran, serta mengoptimumkan injap keseimbangan dan strategi kawalan peredam, mengelakkan kerugian 'bypass' yang tidak perlu.
III. Kajian Kes
Kes 1: Sistem Pengudaraan Utama Lombong Arang Batu Shaanbei
Sebelum peningkatan: Tiga kipas aliran paksi 400 kW; penggunaan kuasa tahunan ≈ 10,512 MWh
Langkah peningkatan:
Memasang VFD untuk pelarasan kelajuan berdasarkan permintaan
Mengoptimumkan vane panduan masuk dan pengedap nacelle
Selepas peningkatan: Penjimatan tenaga tahunan purata sebanyak 28%, ≈ 2,943 MWh/tahun
Kesan ekonomi:Pelaburan: RMB 2 juta
Pada RMB 0.6/kWh, penjimatan tahunan ≈ RMB 1.76 juta
Tempoh pemulangan modal ≈ 1.14 tahun
Kes 2: Kipas Resirkulasi Kilang Perindustrian Besar
Sebelum peningkatan: Dua kipas sentrifugal 200 kW, aliran udara berlebihan, 'bypass' kerap
Langkah peningkatan:
Mereka bentuk semula vane panduan dan melaksanakan VFD
Memasang gegelung pemulihan haba untuk menggunakan haba ekzos untuk pemanasan musim sejuk
Selepas peningkatan: Kecekapan tenaga kipas meningkat sebanyak 22%, penjimatan elektrik dan bahan api tahunan ≈ RMB 680,000
Kesan ekonomi:Pelaburan: RMB 1.2 juta
Jumlah penjimatan tahunan ≈ RMB 820,000
Tempoh pemulangan modal ≈ 1.46 tahun
IV. Kaedah Penilaian Kos-Manfaat
Pelaburan permulaan:
Peralatan (VFD, vane panduan, unit pemulihan) + kos pemasangan/penggerudian
Penjimatan tenaga tahunan:
Penjimatan tahunan = (Tenaga elektrik yang dijimatkan [kWh] × harga elektrik) + (Arang batu yang dijimatkan [tan] × harga arang batu)
Tempoh Pemulangan Modal Ringkas (PB):
PB (tahun) = Pelaburan permulaan / penjimatan tahunan
Nilai Kini Bersih (NPV) & Kadar Pulangan Dalaman (IRR):
Untuk projek jangka panjang, pengiraan NPV dan IRR adalah disyorkan untuk menilai aliran tunai dan kos modal secara komprehensif.
V. Titik Pelaksanaan & Kawalan Risiko
Tinjauan tapak: Mengukur secara tepat lengkung rintangan saluran dan turun naik beban untuk memadankan penyelesaian peningkatan
Pemilihan peralatan: Gunakan VFD berprestasi tinggi yang sesuai untuk permulaan beban berat dan operasi kelajuan rendah
Penggerudian dan penerimaan: Jalankan ujian prestasi di tapak selepas peningkatan, dan kalibrasi ramalan model CFD dengan data sebenar
Latihan operasi & penyelenggaraan: Latihan berkala untuk pengendali dan kakitangan penyelenggaraan bagi memastikan operasi VFD dan sistem pemulihan stabil
Keselamatan & kepatuhan: Pastikan semua kerja mematuhi piawaian kalis letupan elektrik, hingar, dan getaran untuk melindungi kakitangan dan tapak
VI. Kesimpulan
Peningkatan penjimatan tenaga kipas menggunakan kawalan kelajuan VFD, pengoptimuman aerodinamik, dan pemulihan haba biasanya boleh mencapai tempoh pemulangan modal dalam 1–2 tahun, menyediakan pengurangan kos elektrik dan bahan api jangka panjang. Apabila digabungkan dengan penilaian kos-manfaat yang saintifik dan pengurusan pelaksanaan yang teliti, projek sedemikian boleh memaksimumkan potensi penjimatan tenaga dan membantu mencapai operasi sistem pengudaraan yang cekap, hijau, dan lestari.
