كيف يتم حساب استهلاك الكهرباء بناءً على ارتفاع وانخفاض ضغط ضاغط الهواء؟

العلاقة الأساسية بين ضغط ضاغط الهواء واستهلاك الكهرباء

في الإنتاج الصناعي، يرتبط ضبط ضغط العادم لضاغط الهواء ارتباطًا وثيقًا بكمية استهلاك الكهرباء. والمبدأ الأساسي هو:كلما ارتفع ضغط العادم، زاد استهلاك الطاقة الكهربائية.. وفقًا لتقديرات الخبرة في القطاع، كلما ارتفع ضغط العادم لمكبس الضاغط بمقدار 1 بار (حوالي 0. 1MPa)، فإن استهلاك الطاقة سيزداد بنحو 7%. ويرجع ذلك إلى أن رفع الضغط يتطلب من الضاغط بذل مزيد من العمل لضغط الغاز، مما يؤدي مباشرة إلى زيادة حمل المحرك واستهلاك الكهرباء.

طريقة حساب استهلاك الكهرباء الأساسي لضاغط الهواء

لحساب تأثير التغيرات في الضغط على استهلاك الكهرباء، يلزم أولاً إتقان المعادلة الأساسية لحساب استهلاك الكهرباء لمضخة الهواء. ويعتمد الاستهلاك الأساسي بشكل رئيسي على القدرة الفعلية للمحرك أثناء التشغيل وفترة التشغيل.

• الاستهلاك الأساسي للكهرباء (بالكيلوواط ساعة)= القدرة التشغيلية الفعلية (kW) × وقت التشغيل (بالساعات)
• القدرة التشغيلية الفعليةيجب أخذ كفاءة المحرك وكفاءة نقل الحركة، بالإضافة إلى حالة التحميل والتفريغ للمعدات، في الاعتبار. ففي حالة التحميل الكامل (التحميل)، تقترب القدرة من القدرة الاسمية؛ وفي حالة عدم التحميل (التفريغ)، تكون القدرة عادةً نحو 20% إلى 30% من القدرة الاسمية.

الحسابات الدقيقة لتغيرات الضغط على استهلاك الكهرباء

عند الحاجة إلى تقييم الأثر المحدد لتعديل قيمة ضبط ضغط الضاغط على استهلاك الكهرباء، يمكن إجراء التقدير من خلال الخطوات التالية:

• تحديد البيانات المرجعية: تسجيل قيمة الضغط المحددة الحالية وكمية الاستهلاك اليومي للطاقة أو متوسط القدرة التشغيلية المقابلة.
• حساب فرق الضغط: احسب الفرق بين الضغط المستهدف والضغط الحالي. على سبيل المثال، إذا انخفض الضغط بمقدار 1 بار، فإن فرق الضغط يساوي 1 بار.
• معامل الخبرة التطبيقيةيُجرى الحساب باستخدام معامل الخبرة الصناعي القائل: «كل انخفاض قدره 1 بار يوفّر نحو 7% من الطاقة». فإذا انخفض الضغط بمقدار 1 بار، فمن المتوقع توفير نحو 7% من الطاقة الكهربائية في الوضع الحالي للتحميل.
• استخلاص استهلاك الكهرباء المقدّر: التقدير الجديد لاستهلاك الكهرباء = الاستهلاك السابق × [1 – (فرق الضغط × 7%)]. تجدر الإشارة إلى أن هذا الحساب يركز أساسًا على استهلاك الطاقة في حالة التحميل، بينما يتطلب حساب التوفير الكلي الفعلي إجراء معادلة شاملة تأخذ في الاعتبار نسبة التحميل والتفريغ للمعدات.

تحسين إعدادات الضغط واقتراحات توفير الطاقة

الهدف النهائي من حساب استهلاك الطاقة الكهربائية بدقة هو تحسين أداء النظام. ولتحقيق أدنى مستوى ممكن من استهلاك الطاقة مع ضمان تلبية احتياجات الإنتاج، يُنصح باتخاذ التدابير التالية:

• تقييم دقيق لاحتياجات استهلاك الغازإجراء مسح شامل لتحديد الاحتياجات الفعلية للضغط الأدنى لدى أجهزة استهلاك الغاز في نهاية الورشة، تجنّبًا لرفع ضغط المدّ الخطي العام للنظام بشكل عشوائي.
• تقليل انخفاض الضغط في شبكة الأنابيبتحسين تصميم شبكة أنابيب الهواء المضغوط، وتنظيف المرشحات بانتظام، وتقليل الانحناءات في الأنابيب وفقدان التدفق عند الصمامات، مما يسهم في خفض فقد الضغط من ضاغط الهواء إلى نقطة الاستخدام.
• معالجة تسربات النظامتسرب شبكة الأنابيب لا يُهدر الهواء المضغوط فحسب، بل يؤدي أيضًا إلى انخفاض ضغط النظام، مما يدفع ضاغط الهواء إلى رفع ضغط العادم لتعويض التسرب، الأمر الذي يزيد من استهلاك الطاقة بشكل إضافي.
• إدخال تقنيات التحكم في التردد والتحكم المترابطفي الحالات التي تشهد تقلبات كبيرة في استهلاك الغاز، يُمكن من خلال استخدام ضواغط هواء ذات تردد متغير أو تنظيم مركزي لمجموعة من الأجهزة، تجنّب الهدر الطاقي الناجم عن عمليات التشغيل والإيقاف المتكررة للمعدات.