Внимание! Вы находитесь на архивной версии сайта компании «Практическая Механика»! Эта версия сайта перестала использоваться 31 мая 2022 года. Новый сайт компании — prmeh.ru.
В рамках программы устойчивого развития BeyondZeroTM«SKF» реализовала на своих заводах ряд мероприятий по уменьшению выбросов в атмосферу CO2 и экономии энергопотребления, в том числе, за счет внедрения новых технологий. На 13 заводах уже удалось достичь экономии в 24 ГВт за счет установки более экономичных насосов и электродвигателей, новых вытяжных систем, позволяющих утилизировать то, что раньше считалось «тепловыми отходами», а также уменьшения использования сжатого воздуха и установки энергосберегающего освещения.
Большая часть экономии была достигнута в результате модернизации поточных линий, где наибольший потенциал экономии скрыт в уменьшении использования сжатого воздуха. Кроме того, значительную экономию энергии можно получить за счет оптимизации операций по механической обработке деталей и сборке готовой продукции. Результаты энергетического аудита показали, что такая экономия может достигать 5% общего объема энергопотребления каждого завода. В настоящее время предпринимаются меры по реализации этого потенциала экономии. Так, пневматические цилиндры позиционирующих механизмов были заменены электромеханическими приводами, что позволило достичь 35% экономии на каждый механизм.
Новые технологии внесут большой вклад в будущую экономию энергопотребления. Так, результаты внедрения новой технологии термической обработки на заводе в Гетеборге показывают существенное уменьшение энергии отражения, из чего следует, что на производство конечного продукта требуется меньшее количество энергии. Мероприятия по снижению выбросов CO2 проводятся в рамках программы устойчивого развития в течение ряда лет. Окончательный переход на использование экологически безопасных источников энергии на заводе в Гетеборге позволил снизить выбросы на 60% по сравнению с прежними показателями.
Энергосберегающие решения позволяют снизить общий уровень эксплуатационных затрат на многие типы оборудования за счет снижения коэффициента трения и энергопотребления, а также внедрения новых технологий, некоторые из которых также устраняют необходимость использования дорогостоящего вспомогательного оборудования в пневматических, гидравлических и смазочных системах.
Спектр этих решений достаточно широк — от подшипников с низким моментом трения до систем линейного перемещения и блоков управления для устройств слежения за Солнцем, солнечных коллекторов и современных систем управления режимами работы авиационных двигателей, отвечающих повышенным требованиям аэрокосмической отрасли. Высокоэффективные компактные электромеханические приводы пришли на смену пневматическим приводам, установленным на сварочных роботах немецких автомобильных заводов. При этом экономия энергопотребления на каждую порцию точечной сварки составила более 90%, с учетом того, что типичная поточная линия оснащена 300 сварочными роботами, производящими 4 миллиона операций точечной сварки в год, общая ежегодная экономия энергопотребления составляет примерно 13,5 млн кВт/ч.
Помимо снижения энергопотребления, электромеханические приводы также обеспечивают ускорение сварочного цикла, более эффективное управление качеством процесса, снижение затрат на техобслуживание, а также возможность более гибкой адаптации к новым потребностям производственного процесса. Электромеханические приводы могут использоваться в системах привода сварочных роботов и других типов оборудования в таких отраслях, как автомобильная, аэрокосмическая, полупроводниковая, металлообрабатывающая, пищевая, а также во многих других промышленных сегментах.
Сокращение энергопотребления промышленных компрессоров
Внедрение трех разных технических решений в каждом конкретном случае позволило добиться следующей существенной экономии энергопотребления промышленных компрессоров:
Ежегодная экономия 700 тыс. кВт/ч была достигнута в результате замены гидродинамических подшипников на подшипники «SKF» с магнитным подвесом в компрессоре для перекачки природного газа мощностью 2 МВт. При этом, отпала необходимость использования таких компонентов смазочных систем, как насосы, охладители и фильтры, а также не нужна утилизация отработанного масла.
Подшипники с магнитным подвесом передают крутящий момент через подвешенный в магнитном поле вал, частота вращения которого регулируется путем изменения параметров магнитного поля. Благодаря бесконтактному подвесу вала механическое трение в этой системе практически полностью отсутствует.
За четырехлетний период эксплуатационных испытаний трех компрессоров установок кондиционирования воздуха, оснащенных гибридными подшипниками «SKF», было сэкономлено более одного миллиона кВт/ч электроэнергии. Благодаря тому, что гибридные подшипники могут смазываться хладагентом, подшипниковые узлы компрессора не требуют смазки маслом.
В традиционных системах для смазывания подшипников используется смесь из хладагента и масла. Устранение использования систем подачи масла позволило достичь дополнительной экономии затрат и исключить вредное воздействие на окружающую среду. В гибридных подшипниках вместо традиционных стальных тел качения используются тела качения из нитрида кремния. Экономия энергопотребления в среднем 5% на каждую машину была достигнута благодаря использованию разработанной «SKF» технологии позиционирования ротора для оптимизации конструкции подшипниковых узлов винтовых компрессоров промышленных систем кондиционирования воздуха. Учитывая, что базовое количество установленных систем составляет 1 млн единиц, а ежегодный прирост — 100 000 единиц, потенциальная экономия при среднем энергопотреблении каждой системы 200 000 КВт/ч может достигнуть 25 000 млн КВт/ч. Технология позиционирования ротора позволяет оптимизировать внутренние зазоры в подшипниках винтовых компрессоров и тем самым уменьшить утечки и повысить общую эффективность работы компрессоров.
Энергосберегающие подшипники и меры по снижению мирового энергопотребления
Шведский инженер Свен Вингквист, изобретатель самоустанавливающегося шарикоподшипника и основатель «SKF» (1907 г.), понимал, что его изобретение решит многие производственные проблемы не только в Швеции, но и во всем мире. В настоящее время компания разработала новое семейство подшипников, обеспечивающих уменьшение энергопотребления не менее чем на 30% по сравнению со обычными подшипниками, изготовленными по стандарту ISO. Новое семейство представлено двумя типами подшипников: радиально-упорными шарикоподшипниками и коническими роликоподшипниками, которые являются самыми востребованными типами подшипников в мире. Кроме того, разработана компьютерная программа на базе интернет-технологий, способствующая существенному снижению общего уровня энергопотребления и издержек предприятий перерабатывающей отрасли и промышленного производства.
«Мы взяли за основу наиболее востребованные на мировом рынке подшипники, тем самым обеспечив максимальное разнообразие сфер применения нашего решения на самом различном оборудовании и во многих отраслях, возможность снижения потребления электроэнергии в глобальном масштабе и, следовательно, сокращение энергозатрат наших заказчиков», — считает Том Джонстон, президент и управляющий директор «SKF». Производство новых подшипников начнется во втором полугодии 2007 года. Их возможности по снижению энергопотребления одобрены экологической программой Еврокомиссии LIFE Окружающая среда 2006 года, которая оказывает поддержку новым методикам и технологиям при решении целого ряда проблем окружающей среды.
Энергосберегающие подшипники с улучшенной консистентной смазкой, оптимизированной внутренней геометрией и уникальной конструкцией сепаратора уменьшают момент трения на 30-50%, что приводит к экономии энергопотребления на 3,5-4%.
Конический роликоподшипник
Экономия энергопотребления в конических роликоподшипниках обеспечивается за счет технических усовершенствований конструкции подшипника, а именно: топографии поверхности, профиля и геометрии дорожек качения, а также применения специального полимерного сепаратора и оптимизированного комплекта роликов.
Чтобы продемонстрировать возможности новых подшипников, представим себе все ветровые турбины в мире по состоянию на конец 2006 года. Если заменить все подшипники в редукторах этих турбин энергосберегающими коническими роликоподшипниками «SKF», они смогут дополнительно произвести 770 млн. КВт/ч энергии в год.
Радиальный шарикоподшипник
Энергосберегающие подшипники SKF E2 производятся в различных вариантах исполнения, начиная от однорядных радиальных шарикоподшипников SKF E2. В оборудовании с малыми и средними нагрузками, как электродвигатели, насосы, конвейеры и др., подшипники со сверхмалым трением демонстрируют сокращение механического трения, а значит и энергопотребления. Подшипники могут работать при тех же скоростях и нагрузках, что и стандартные подшипники SKF, но при этом они уменьшают потребление смазочных материалов и потенциально увеличивают срок службы оборудования.
Для иллюстрации возможностей таких подшипников представим себе, что энергопотребление промышленных систем, в которых используются электродвигатели, в США и Евросоюзе составляет 1,36 млн кВт/ч ежегодно. Если предположить, что в этих двигателях будут использоваться энергосберегающие радиальные шарикоподшипники«SKF», ежегодная экономия составит 2460 млн кВТ/ч. Энергосбережение обеспечивается за счет технических усовершенствований внутренней геометрии подшипника, использования нового сепаратора из полимерного материала и смазки, обладающей низким уровнем трения.
В тесном контакте с университетами ведется работа над проблемами снижения энергопотребления. На протяжении ряда лет инженеры «SKF» совместно с учеными Массачусетского института технологии (MIT) занимаются разработкой новых математических моделей оценки и измерения параметров энергопотребления для повышения энергоэкономичности существующих систем и разработки новых технических решений. Одним из примеров является модель оценки параметров энергопотребления подшипников, позволяющая оценивать влияние на энергопотребление и ресурс подшипников любых изменений, вносимых в их конструкцию на стадии производства, эксплуатации и утилизации.
История
