คู่มือทางเทคนิคสำหรับธุรกิจ B2B ในสหราชอาณาจักรของระบบอากาศอุตสาหกรรม ·
เครื่องอัดอากาศสำหรับงานอุตสาหกรรม: หลักการทางวิศวกรรม ข้อมูลประสิทธิภาพ และข้อมูลเชิงลึกของตลาดในสหราชอาณาจักร
คู่มือทางเทคนิคที่ครอบคลุมสำหรับวิศวกรจัดซื้อ ผู้จัดการโรงงาน และผู้อำนวยการฝ่ายผลิตทั่วสหราชอาณาจักร ครอบคลุมเกณฑ์การคัดเลือก พารามิเตอร์ประสิทธิภาพ สถานการณ์การใช้งาน และการประเมินซัพพลายเออร์สำหรับระบบคอมเพรสเซอร์อากาศอุตสาหกรรมสมัยใหม่
ในโรงงานผลิตต่างๆ ของเบอร์มิงแฮม โรงงานแปรรูปเหล็กของเชฟฟิลด์ และนิคมอุตสาหกรรมขั้นสูงของแมนเชสเตอร์ เครื่องอัดอากาศอุตสาหกรรมเป็นโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในอุตสาหกรรมหนัก ต่างจากระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าหรือระบบไฮดรอลิกที่ใช้งานได้เฉพาะด้าน อากาศอัดเป็นตัวนำพลังงานในรูปแบบที่ยืดหยุ่น จัดเก็บได้ และพร้อมใช้งานได้ทันที มันขับเคลื่อนอุปกรณ์ขับเคลื่อนด้วยลม ขับเคลื่อนเครื่องมือตัด จ่ายอากาศหายใจในสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุมอุณหภูมิ ป้อนสายการพ่นสี และที่สำคัญที่สุดคือ ให้กระแสแก๊สที่สะอาด แห้ง และแรงดันสูง ซึ่งจำเป็นสำหรับอุปกรณ์ตัดด้วยเลเซอร์และอุปกรณ์แปรรูปพลาสมาที่ทันสมัย ประเภทของเครื่องอัดอากาศที่มีอยู่ในปัจจุบันสะท้อนให้เห็นถึงการปรับปรุงทางวิศวกรรมอย่างต่อเนื่องมานานกว่าศตวรรษ ตั้งแต่การออกแบบลูกสูบแบบไปกลับในยุคแรกๆ ที่ใช้ในโรงงานเหล็กในยุควิกตอเรีย ไปจนถึงเครื่องอัดอากาศแบบสกรูหมุนที่ควบคุมด้วยตัวขับความถี่แปรผัน (VFD) ที่ทันสมัย ซึ่งครองโรงงานผลิตในสหราชอาณาจักรในปัจจุบันหลักการทำงานของเครื่องอัดอากาศอุตสาหกรรม: คำอธิบายหลักการทางวิศวกรรม
หลักการทำงานของสกรูหมุน
เครื่องจักรแบบสกรูหมุนประกอบด้วยโรเตอร์เกลียวสองตัวที่หมุนสวนทางกัน — โรเตอร์ตัวผู้ที่มีกลีบนูนและโรเตอร์ตัวเมียที่มีร่องเว้า — ขบกันอยู่ภายในตัวเรือนที่ผ่านการกลึงอย่างแม่นยำ อากาศจากบรรยากาศจะเข้าทางวาล์วทางเข้า ถูกกักอยู่ในปริมาตรที่ลดลงระหว่างโปรไฟล์ของโรเตอร์ และถูกอัดอย่างต่อเนื่องเมื่อโรเตอร์หมุน อากาศอัดจะออกทางพอร์ตปล่อยที่ขนาดเหมาะสมกับแรงดันที่ต้องการ เนื่องจากกระบวนการอัดเป็นแบบต่อเนื่องไม่ใช่แบบเป็นรอบ เครื่องจักรแบบสกรูหมุนจึงให้การไหลของอากาศที่ปราศจากการกระตุก — คุณสมบัติที่มีค่าอย่างมากในการใช้งานตัดด้วยเลเซอร์ ซึ่งความเสถียรของแรงดันส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพการตัดและความสม่ำเสมอของร่องตัด รุ่นที่ใช้น้ำมันหล่อลื่นจะใช้น้ำมันหล่อลื่นทั้งในการปิดผนึกช่องว่างของโรเตอร์และเพื่อดูดซับความร้อนจากการอัด น้ำมันจะถูกแยกออกและส่งกลับเข้าสู่วงจรผ่านระบบแยกหลายขั้นตอน
หลักการทำงานของลูกสูบแบบเคลื่อนที่ขึ้นลง
ลูกสูบที่ขับเคลื่อนด้วยเพลาข้อเหวี่ยงจะเคลื่อนที่ภายในกระบอกสูบ โดยดูดอากาศเข้ามาในจังหวะลงเมื่อวาล์วไอดีเปิด จากนั้นอัดอากาศในจังหวะขึ้นเมื่อวาล์วทั้งสองปิด การออกแบบแบบขั้นตอนเดียวจะอัดอากาศเพียงครั้งเดียวจนถึงแรงดันส่งออก ในขณะที่การออกแบบแบบสองขั้นตอนจะระบายความร้อนให้กับอากาศระหว่างขั้นตอนการอัด ทำให้ประสิทธิภาพทางเทอร์โมไดนามิกดีขึ้น และทำให้แรงดันส่งออกสูงถึง 15–20 บาร์ ลักษณะการทำงานแบบเป็นวัฏจักรโดยธรรมชาติของคอมเพรสเซอร์ลูกสูบทำให้เกิดการผันผวนของแรงดันในท่อส่งออก จึงจำเป็นต้องมีถังรับอากาศที่มีขนาดเหมาะสมเพื่อลดการผันผวน แม้จะมีข้อจำกัดนี้ คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบยังคงเป็นที่นิยมสำหรับการใช้งานแบบไม่ต่อเนื่องในโรงงานต่างๆ ทั่ว Yorkshire และ West Midlands ซึ่งความง่ายในการบำรุงรักษาและต้นทุนเริ่มต้นที่ต่ำกว่าเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญ
หลักการทำงานของสกรูที่ควบคุมด้วย VFD
เทคโนโลยี Variable Frequency Drive (VFD) ใช้ตัวแปลงกระแสไฟฟ้า (อินเวอร์เตอร์) ระหว่างแหล่งจ่ายไฟหลักและมอเตอร์ขับเคลื่อน โดยปรับความเร็วของมอเตอร์อย่างต่อเนื่อง ซึ่งส่งผลต่อปริมาณการไหลของอากาศ ตามแรงดันของระบบที่วัดได้ วงจรควบคุม PID จะสุ่มตัวอย่างแรงดันขาออกหลายครั้งต่อวินาที และปรับความเร็วของโรเตอร์เพื่อรักษาระดับแรงดันให้อยู่ภายใน ±0.1 บาร์ ในสภาวะการทำงานที่โหลดบางส่วน ซึ่งเป็นส่วนใหญ่ของชั่วโมงการทำงานในโรงงานส่วนใหญ่ คอมเพรสเซอร์ VFD จะใช้พลังงานน้อยกว่าคอมเพรสเซอร์แบบความเร็วคงที่ที่ทำงานแบบเปิด-ปิดตามวาล์วทางเข้าอย่างมาก การประหยัดพลังงานเป็นสัดส่วนกับกำลังสามของการลดความเร็ว: การลดความเร็วของโรเตอร์ลงครึ่งหนึ่งจะลดการใช้พลังงานลงประมาณ 87.51 ตัน ในสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการเปลี่ยนแปลงได้ เช่น สายการประกอบรถยนต์ในโคเวนทรี หรือโรงงานบรรจุภัณฑ์ในเวคฟิลด์ คอมเพรสเซอร์ VFD สามารถลดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานประจำปีได้ 35–50 ตัน เมื่อเทียบกับคอมเพรสเซอร์แบบความเร็วคงที่
การเลือกใช้วัสดุในงานวิศวกรรมเครื่องอัดอากาศไม่ใช่เรื่องรอง แต่เป็นปัจจัยหลักที่กำหนดอายุการใช้งาน ความน่าเชื่อถือ คุณภาพอากาศ และต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของ ซึ่งวิศวกรจัดซื้อต้องชี้แจงให้ผู้บริหารฝ่ายการเงินเข้าใจ โดยทั่วไปแล้ว โปรไฟล์ของโรเตอร์ในเครื่องอัดอากาศแบบสกรูหมุนจะถูกกลึงจากเหล็กหล่อผสมอัลลอยหรือเหล็กกล้าวิศวกรรม ซึ่งได้รับการคัดเลือกเนื่องจากมีเสถียรภาพทางมิติภายใต้การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ และทนต่อรอยขีดข่วนเมื่อฟิล์มน้ำมันแตกตัวชั่วขณะ โรเตอร์จะถูกเจียรให้มีความคลาดเคลื่อนระดับไมครอน จากนั้นจึงทำการปรับสภาพพื้นผิว ซึ่งมักใช้การไนไตรดิ้งหรือการเคลือบด้วยไอระเหยทางกายภาพ (PVD) เพื่อให้ได้ระดับความแข็งที่ต้านทานการสึกหรอที่บริเวณปลายโรเตอร์โดยไม่ทำให้เกิดความเปราะที่อาจนำไปสู่รอยแตกร้าวจากความล้าข้อได้เปรียบทางเทคนิคหลักของคอมเพรสเซอร์ลมแบบสกรูหมุน VFD สมัยใหม่
⚡
ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน
เครื่องปรับอากาศที่ติดตั้ง VFD มีอัตราการใช้พลังงานจำเพาะต่ำถึง 5.5 กิโลวัตต์ต่อลูกบาศก์เมตรต่อนาที ภายใต้สภาวะ ISO 1217 เทียบกับ 7.2–8.0 กิโลวัตต์ต่อลูกบาศก์เมตรต่อนาที สำหรับเครื่องปรับอากาศแบบความเร็วคงที่ที่มีอัตราการใช้พลังงานจำเพาะเท่ากัน ตลอดวงจรการทำงาน 6,000 ชั่วโมงต่อปี ความแตกต่างนี้หมายถึงการประหยัดค่าไฟฟ้าได้หลายหมื่นปอนด์
🔧
ความเสถียรของแรงดัน
ระบบควบคุมแรงดันแบบวงปิดช่วยรักษาแรงดันในเครือข่ายให้อยู่ภายในช่วง ±0.1 บาร์จากค่าที่ตั้งไว้ ภายใต้สภาวะโหลดที่เปลี่ยนแปลงไป ความเสถียรนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับวงจรแก๊สช่วยหัวฉีดพ่นเลเซอร์ วาล์วเซอร์โวแบบใช้ลม และเครื่องมือประกอบอัตโนมัติ ซึ่งการเปลี่ยนแปลงของแรงดันอาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการกำหนดตำแหน่ง
🔇
ลดระดับเสียงรบกวน
ตู้ลดเสียงรบกวนที่ทันสมัย ผสานกับการลดความเร็วรอบของ VFD ในสภาวะโหลดบางส่วน ทำให้ระดับเสียงการทำงานอยู่ที่ 62–68 dBA ที่ระยะ 1 เมตร ซึ่งสอดคล้องกับข้อกำหนดควบคุมเสียงรบกวนในที่ทำงานของสหราชอาณาจักร ปี 2005 โดยไม่จำเป็นต้องมีการปรับปรุงสภาพเสียงในห้องคอมเพรสเซอร์เพิ่มเติม
📊
ช่วงเวลาการบำรุงรักษาที่ขยายออกไป
ระบบตลับลูกปืนที่มีอายุการใช้งาน L10 80,000 ชั่วโมง ผนวกกับการตรวจสอบสภาพน้ำมันอัจฉริยะที่ตรวจวัดความหนืด ความเป็นกรด และการปนเปื้อนแบบเรียลไทม์ ช่วยยืดระยะเวลาการเปลี่ยนถ่ายน้ำมันจากเดิม 2,000 ชั่วโมง เป็น 4,000–6,000 ชั่วโมง ในสภาพแวดล้อมที่ควบคุมได้ ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนแรงงานในการบำรุงรักษาโดยตรง
🌏
ประสิทธิภาพมอเตอร์ IE4/IE5
มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรที่ได้รับการจัดอันดับ IE4 หรือ IE5 ตามมาตรฐาน IEC 60034-30-1 ช่วยขจัดความสูญเสียจากการลื่นไถลของโรเตอร์ได้อย่างสมบูรณ์ ทำให้ประสิทธิภาพของมอเตอร์เพิ่มขึ้น 2-4 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับมอเตอร์เหนี่ยวนำ IE3 และทำให้ผู้ซื้อในภาคอุตสาหกรรมมีคุณสมบัติเหมาะสมที่จะได้รับสิ่งจูงใจด้านประสิทธิภาพพลังงานของสหราชอาณาจักรและโครงการเงินทุนจาก Carbon Trust
🛠
การบูรณาการตัวควบคุมอัจฉริยะ
ตัวควบคุมแบบบูรณาการที่ใช้ PLC จะบันทึกชั่วโมงการทำงาน เหตุการณ์ความดัน การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ และการใช้พลังงาน อินเทอร์เฟซ RS485 และ Modbus/TCP ช่วยให้สามารถบูรณาการกับระบบ SCADA ของโรงงานและแพลตฟอร์มการจัดการพลังงานบนคลาวด์ ซึ่งตอบสนองความต้องการด้านการเชื่อมต่อของการใช้งาน Industry 4.0 ทั่วสหราชอาณาจักร
ตารางพารามิเตอร์ทางเทคนิคและประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์
| พารามิเตอร์ | ซีรี่ส์ขนาดกะทัดรัด (11–22 กิโลวัตต์) | ซีรี่ส์มาตรฐาน (30–75 กิโลวัตต์) | ซีรี่ส์สำหรับงานหนัก (90–160 กิโลวัตต์) |
|---|---|---|---|
| กำลังมอเตอร์ | 11 / 15 / 18.5 / 22 กิโลวัตต์ | 30 / 37 / 45 / 55 / 75 กิโลวัตต์ | 90 / 110 / 132 / 160 กิโลวัตต์ |
| ช่วงแรงดันส่ง | 7 – 13 บาร์ | 7 – 13 บาร์ | 7 – 13 บาร์ (16 บาร์เป็นตัวเลือกเพิ่มเติม) |
| บริการจัดส่งทางอากาศฟรี (FAD) | 1.1 – 3.6 ลบ.ม./นาที | 5.0 – 12.5 ลบ.ม./นาที | 15.0 – 28.0 ลบ.ม./นาที |
| กำลังจำเพาะ (ISO 1217) | 5.8 – 6.5 กิโลวัตต์/(ลูกบาศก์เมตร/นาที) | 5.5 – 6.2 กิโลวัตต์/(ลูกบาศก์เมตร/นาที) | 5.2 – 5.8 กิโลวัตต์/(ลูกบาศก์เมตร/นาที) |
| อุณหภูมิอากาศที่ปล่อยออกมา | อุณหภูมิห้อง + ≤8°C | อุณหภูมิห้อง + ≤8°C | อุณหภูมิห้อง + ≤8°C |
| การปนเปื้อนของน้ำมัน (ISO 8573-1) | < 3 มก./ลบ.ม. (ระดับ 3) | < 3 มก./ลบ.ม. (ระดับ 3) | < 1 มก./ลบ.ม. (ตัวเลือกประเภท 2) |
| ระดับเสียงที่ระยะ 1 เมตร | 62 – 66 เดซิเบล | 65 – 70 เดซิเบล | 68 – 74 เดซิเบล |
| วัสดุโรเตอร์ | เหล็กกล้าอัลลอยไนไตรด์ | เหล็กกล้าอัลลอยไนไตรด์ | เหล็กอัลลอยไนไตรด์ + เคลือบ PVD |
| วัสดุสำหรับที่อยู่อาศัย | เหล็กหล่อสีเทา / โลหะผสมอลูมิเนียม | เหล็กหล่อสีเทา | เหล็กหล่อสีเทา |
| ระดับประสิทธิภาพมอเตอร์ | IE3 / IE4 (ตัวเลือก PM) | มาตรฐาน IE4 PM | มาตรฐาน IE4 / IE5 PM |
| ช่วงความเร็ว VFD | 25 – 60 เฮิรตซ์ (ปรับได้) | 20 – 60 เฮิรตซ์ | 18 – 60 เฮิรตซ์ |
| ระยะเวลาเปลี่ยนถ่ายน้ำมันเครื่อง | 4,000 ชั่วโมง | 4,000 – 6,000 ชั่วโมง | 6,000 ชั่วโมง |
| การรับรอง | CE, UKCA, ISO 1217 | CE, UKCA, ISO 1217 | CE, UKCA, ISO 1217, PED 2014/68/EU |
สถานการณ์การใช้งานในภาคอุตสาหกรรม: กรณีที่เครื่องอัดอากาศให้ประสิทธิภาพการทำงานที่สำคัญ
สถานการณ์การใช้งานที่ 1: การตัดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์ในงานแปรรูปโลหะ (เบอร์มิงแฮม เวสต์มิดแลนด์ส)
อุตสาหกรรมโลหะของเมืองเบอร์มิงแฮม ซึ่งเป็นหนึ่งในแหล่งรวมผู้ผลิตชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำสูงที่สุดในยุโรป ถือเป็นสภาพแวดล้อมที่ต้องการเทคโนโลยีขั้นสูงที่สุดสำหรับเครื่องอัดอากาศอุตสาหกรรมที่ใช้เป็นก๊าซช่วยในการตัดด้วยเลเซอร์ การตัดเหล็กอ่อน เหล็กกล้าไร้สนิม และอะลูมิเนียมด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์ จำเป็นต้องใช้กระแสลมอัดแห้งแบบต่อเนื่อง ปราศจากน้ำมัน ที่ความดันระหว่าง 6 ถึง 16 บาร์ ขึ้นอยู่กับความหนาของวัสดุและความเร็วในการตัด ความไม่เสถียรของความดันที่หัวฉีด แม้แต่ความผันผวนชั่วคราวที่กินเวลาเพียงไม่กี่มิลลิวินาที ก็ทำให้เกิดรอยออกซิเดชันบนพื้นผิวที่ตัด เพิ่มการยึดเกาะของเศษโลหะ และทำให้รอยตัดกว้างเกินกว่าค่าความคลาดเคลื่อน เครื่องอัดอากาศแบบสกรู VFD ที่รักษาการควบคุมความดัน ±0.1 บาร์ ร่วมกับเครื่องอบแห้งแบบดูดความชื้นสองขั้นตอนที่จุดน้ำค้างที่ความดัน -40°C และตัวกรองแบบรวมตัวที่มีขนาดรูพรุน 0.01 µm จะให้คุณภาพอากาศที่ระบบเลเซอร์ไฟเบอร์กำลังสูง (6 kW–20 kW) ต้องการเพื่อให้ทำงานได้ตามอัตราการตัดที่กำหนดด้วยคุณภาพขอบที่สม่ำเสมอ
สถานการณ์การใช้งานที่ 2: เครื่องมือลมสำหรับสายการประกอบรถยนต์ (โคเวนทรีและซันเดอร์แลนด์)
โรงงานประกอบรถยนต์ ซึ่งรวมถึงโรงงานผลิตรถยนต์ขนาดใหญ่ในโคเวนทรีและซันเดอร์แลนด์ ใช้ประแจลมกระแทก เครื่องขันน็อต และเครื่องมือตอกหมุดหลายร้อยชิ้นพร้อมกันในสายการประกอบที่ทำงานสามกะต่อวัน ลักษณะความต้องการอากาศอัดโดยรวมนั้นมีลักษณะเป็นช่วงที่มีปริมาณการไหลสูงสุดอย่างรวดเร็วเมื่อหลายสถานีทำงานพร้อมกัน สลับกับช่วงเวลาที่ค่อนข้างเงียบระหว่างรอบการประกอบ ระบบอากาศอัดที่ประกอบด้วยคอมเพรสเซอร์แบบโรตารี่สกรู VFD หลายตัวซึ่งควบคุมโดยตัวควบคุมลำดับส่วนกลาง สามารถจัดการกับลักษณะนี้ได้อย่างเหมาะสม: ตัวควบคุมลำดับจะเพิ่มกำลังการผลิตของคอมเพรสเซอร์เพิ่มเติมในช่วงที่มีความต้องการสูง และลดกำลังการผลิตของแต่ละหน่วยลงในช่วงเวลาที่เงียบกว่า เพื่อรักษาระดับความดันในท่อส่งหลักให้คงที่ตลอดทั้งวงแหวน ข้อกำหนดด้านคุณภาพอากาศ ณ จุดใช้งานต้องเป็นไปตามมาตรฐาน ISO 8573-1 Class 1.4.2 หรือดีกว่า ซึ่งทำได้โดยการกรองแบบรวมตัวและอุปกรณ์อบแห้งสารทำความเย็นที่ติดตั้งไว้ใกล้กับท่อส่งหลักแทนที่จะอยู่ที่ทางออกของคอมเพรสเซอร์ เพื่อลดการปนเปื้อนซ้ำจากการกัดกร่อนของท่อ
สถานการณ์การใช้งานที่ 4: การพ่นทรายเหล็กและการเตรียมพื้นผิว (เชฟฟิลด์และรอเธอร์แฮม)
มรดกการแปรรูปเหล็กของเชฟฟิลด์ ซึ่งปัจจุบันส่วนใหญ่เปลี่ยนทิศทางไปสู่ชิ้นส่วนทางวิศวกรรมมูลค่าสูงสำหรับอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ นอกชายฝั่ง และพลังงานนิวเคลียร์ ยังคงพึ่งพาอากาศอัดอย่างมากสำหรับกระบวนการพ่นทราย การยิงลูกเหล็ก และการเตรียมพื้นผิว ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการยึดเกาะของสารเคลือบป้องกัน การใช้งานเหล่านี้ต้องการการไหลของอากาศสูงที่ความดันปานกลาง โดยทั่วไปอยู่ที่ 7–10 บาร์ ที่อัตราการไหลเกิน 15 m³/min สำหรับห้องพ่นทรายขนาดใหญ่ ทำให้คอมเพรสเซอร์แบบโรตารี่สกรูสำหรับงานหนักเป็นแหล่งพลังงานที่ใช้งานได้เพียงอย่างเดียว สภาพแวดล้อมที่มีอนุภาคขัดถูต้องการการกรองอากาศขาเข้าที่แข็งแรงพร้อมไส้กรองแบบพัลส์เจ็ทที่ทำความสะอาดตัวเองได้เพื่อป้องกันการสึกหรอของโรเตอร์อย่างรวดเร็ว และการติดตั้งคอมเพรสเซอร์ในโรงงานเชฟฟิลด์และรอเธอร์แฮมมักใช้ท่ออากาศขาเข้าแบบระยะไกลเพื่อดึงอากาศจากด้านบนของหลังคาห้องพ่นทราย โดยหลีกเลี่ยงบริเวณที่มีอนุภาคปนเปื้อนเฉพาะจุดที่ระดับพื้น
สถานการณ์การใช้งานที่ 5: สายการผลิตบรรจุขวดและบรรจุภัณฑ์อาหารและเครื่องดื่ม (ลีดส์และบริสตอล)
ผู้ผลิตอาหารและเครื่องดื่มใช้ระบบอัดอากาศในสองโซนการทำงานที่แตกต่างกัน: อากาศแบบไม่สัมผัสสำหรับขับเคลื่อนสายพานลำเลียงแบบใช้ลม ระบบคัดแยก และเครื่องติดฉลาก ซึ่งโดยทั่วไปแล้วมาตรฐาน Class 1.4.2 ตามมาตรฐาน ISO 8573-1 ก็เพียงพอแล้ว และอากาศแบบสัมผัสโดยตรงกับผลิตภัณฑ์สำหรับการเป่าขวด วาล์วเติมแบบใช้ลม และการขึ้นรูปภาชนะ PET ซึ่งอากาศปลอดน้ำมัน Class 0 เป็นข้อบังคับภายใต้กรอบงาน British Retail Consortium (BRC) และ Food Safety System Certification (FSSC) 22000 โรงงานชั้นนำในภาคการแปรรูปอาหารที่กำลังเติบโตของลีดส์และกลุ่มการผลิตเครื่องดื่มที่ก่อตั้งมานานของบริสตอลได้นำเครื่องอบแห้งแบบใช้ความร้อนจากการอัด (HOC) มาใช้ ซึ่งใช้ความร้อนเหลือทิ้งจากการปล่อยของคอมเพรสเซอร์แบบปลอดน้ำมันเพื่อฟื้นฟูชั้นสารดูดความชื้นโดยไม่ต้องใช้พลังงานความร้อนจากภายนอก ซึ่งเป็นการกำหนดค่าที่ทำให้ได้จุดน้ำค้างที่ความดัน -70°C โดยไม่ต้องป้อนพลังงานเพิ่มเติม ช่วยปรับปรุงสมดุลพลังงานของโรงงานได้อย่างมาก
เรื่องราวความสำเร็จของลูกค้า: Sheffield Precision Engineering Group
ภูมิหลังและความท้าทาย
กลุ่มบริษัทวิศวกรรมความแม่นยำขนาดกลางในเมืองเชฟฟิลด์ ซึ่งจัดหาชิ้นส่วนไทเทเนียมและอินโคเนลเกรดอากาศยานให้กับผู้รับเหมาหลักในภาคการป้องกันประเทศและการบินพลเรือนของสหราชอาณาจักร ได้พบกับปัญหาคอขวดที่สำคัญในแผนกการตัดเฉือนด้วยเครื่อง CNC 5 แกน เซลล์ตัดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์กำลังสูง 3 เซลล์ ซึ่งแต่ละเซลล์ใช้แรงดันก๊าซช่วยสูงสุดถึง 18 บาร์สำหรับการขึ้นรูปไทเทเนียม ประสบปัญหาความแปรปรวนของคุณภาพขอบตัดที่ไม่สามารถยอมรับได้ ซึ่งวิศวกรกระบวนการของบริษัทระบุว่าเป็นผลมาจากความผันผวนของแรงดันในท่ออากาศอัดหลักที่เกิดจากระบบคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบที่เก่าและใกล้หมดอายุการใช้งาน อัตราการปฏิเสธชิ้นงานไทเทเนียมที่ตัดแล้วสูงถึง 4.21 ตันต่อ 5 ตัน ในช่วงระยะเวลาการประเมินสามเดือน ซึ่งคิดเป็นต้นทุนวัสดุและต้นทุนการแก้ไขงานที่สูงมากสำหรับโลหะผสมที่มีมูลค่าสูง
ผู้อำนวยการฝ่ายวิศวกรรมของกลุ่มบริษัทได้ติดต่อ Ever Power เพื่อขอเปลี่ยนระบบผลิตอากาศอัดใหม่ ซึ่งสามารถส่งแรงดัน 16 บาร์ได้อย่างเสถียรพร้อมกันในทุกเซลล์เลเซอร์ทั้งสามเซลล์ โดยมีปริมาณความต้องการสูงสุดรวม 7.2 m³/min ในขณะเดียวกันก็ต้องสอดคล้องกับกำลังไฟฟ้าที่มีอยู่ของไซต์งานซึ่งอยู่ที่ 200 kVA และสามารถติดตั้งภายในพื้นที่ห้องคอมเพรสเซอร์ที่มีอยู่เดิมขนาด 6 ม. × 4 ม.
โซลูชันและการติดตั้งระบบ Ever Power
ทีมวิศวกรรมประยุกต์ของ Ever Power ได้ทำการตรวจสอบหน้างานเป็นเวลาสองวัน โดยติดตั้งอุปกรณ์บันทึกข้อมูลบนท่อจ่ายอากาศอัดหลักที่มีอยู่ เพื่อวิเคราะห์รูปแบบความต้องการใช้งานจริงตลอดทั้งสามกะการผลิต การตรวจสอบพบว่า ความต้องการใช้งานสูงสุดพร้อมกันที่แท้จริงอยู่ที่ 6.8 m³/min ซึ่งต่ำกว่าตัวเลขที่คาดการณ์ไว้ และความต้องการใช้งานตลอด 80% ชั่วโมงการทำงาน อยู่ระหว่าง 3.0 ถึง 4.5 m³/min จากข้อมูลนี้ Ever Power จึงเสนอการกำหนดค่าคอมเพรสเซอร์แบบคู่: คอมเพรสเซอร์แบบสกรูหมุน VFD ขนาด 90 kW สองชุด พร้อมข้อกำหนดเฉพาะสำหรับขั้นตอนแรงดันสูงสำหรับการส่งอากาศที่ 16 บาร์ ควบคุมโดยตัวควบคุมลำดับการทำงานร่วมกัน และติดตั้งในรูปแบบกะทัดรัดเคียงข้างกันภายในพื้นที่ห้อง การติดตั้งเสร็จสมบูรณ์ในช่วงสุดสัปดาห์ที่วางแผนไว้ โดยการทดสอบการใช้งาน การทดสอบแรงดันตามข้อกำหนด PED และการตรวจสอบประสิทธิภาพ ISO 1217 เสร็จสิ้นภายในช่วงเวลาหยุดทำงาน 60 ชั่วโมง ภายในสี่สัปดาห์หลังจากระบบใหม่เริ่มใช้งาน โรงงานในเชฟฟิลด์บันทึกอัตราการปฏิเสธการตัดด้วยเลเซอร์ได้ 0.31 TP5T ซึ่งลดลงกว่า 901 TP5T จากค่าพื้นฐานก่อนการติดตั้ง และวิศวกรกระบวนการของพวกเขายืนยันว่าคุณภาพขอบตัดมีความสม่ำเสมอในวัสดุทั้งสามเกรด
รีวิวจากลูกค้า
★★★★★
“เราติดตั้งคอมเพรสเซอร์มามากมายหลายปีแล้ว แต่ความเสถียรของแรงดันที่เราได้รับจากหน่วย VFD ของ Ever Power เหล่านี้ ถือว่าเหนือกว่าอย่างแท้จริง อัตราการปฏิเสธการตัดไทเทเนียมของเราลดลงจากกว่า 41 ตัน 5 ออนซ์ เหลือต่ำกว่า 0.51 ตัน 5 ออนซ์ ภายในเดือนแรก การกำหนดค่าสเตจ 16 บาร์แบบกำหนดเองนั้นตรงกับสิ่งที่เราต้องการอย่างแท้จริง ไม่มีบริษัทอื่นใดที่เราติดต่อด้วยยินดีที่จะออกแบบสิ่งนั้น”
— ผู้อำนวยการฝ่ายวิศวกรรม บริษัท Precision Aerospace Components เมืองเชฟฟิลด์
★★★★★
“ข้อมูลการตรวจสอบที่พวกเขาจัดหาให้ก่อนที่เราจะตัดสินใจลงทุนนั้นละเอียดมาก เราสามารถเห็นกราฟแสดงความต้องการที่แท้จริงของเราได้ทุกชั่วโมงและทุกวันในสัปดาห์ ซึ่งทำให้คณะกรรมการของเรามั่นใจที่จะอนุมัติการลงทุน ทีมงานที่รับผิดชอบการติดตั้งระบบมีความเป็นมืออาชีพตลอด ทำตามกำหนดเวลาทุกอย่าง และเอกสารของ UKCA ก็พร้อมในวันส่งมอบโดยที่เราไม่ต้องไปทวงถามอะไรเลย”
— ผู้จัดการโรงงาน กลุ่มงานแปรรูปโลหะ เบอร์มิงแฮม
★★★★★
“เราทำงานแบบสามกะ และการหยุดทำงานเป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้อย่างเด็ดขาด ระบบสองยูนิตของ Ever Power ที่สลับการทำงานอัตโนมัติทำให้เรามั่นใจได้อย่างเต็มที่ — เราไม่มีการหยุดการผลิตโดยไม่คาดคิดที่เกี่ยวข้องกับการจ่ายอากาศอัดเลยแม้แต่ครั้งเดียวตลอด 11 เดือนนับตั้งแต่ติดตั้ง ข้อมูลการตรวจสอบพลังงานจากตัวควบคุมยังช่วยให้เราผ่านการตรวจสอบด้านพลังงาน ISO 50001 เป็นครั้งแรกอีกด้วย”
— ผู้อำนวยการฝ่ายปฏิบัติการ โรงงานผลิตขั้นสูง เมืองโคเวนทรี
ผลิตภัณฑ์เด่นของ Ever Power Air Compressor
ผลิตภัณฑ์ปัจจุบันของ Ever Power ประกอบด้วยเครื่องอัดอากาศแบบสกรูปรับความถี่ได้ประสิทธิภาพสูงหลายรุ่นที่ออกแบบมาเพื่อสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมที่ต้องการความทนทานสูงในสหราชอาณาจักร โดยมีสองรุ่นเด่นที่สามารถสอบถามข้อมูลได้ทันที:
เครื่องอัดอากาศแบบสกรูปรับความถี่ได้ CM160PVF
เครื่อง CM160PVF ให้กำลังไฟฟ้ารวม 160 กิโลวัตต์ ในตัวเครื่องขนาดกะทัดรัด ออกแบบเพื่อลดเสียงรบกวน พร้อมมอเตอร์แม่เหล็กถาวร IE4 ในตัว และ VFD แบบฟูลเรนจ์ที่ปรับความถี่เอาต์พุตได้ระหว่าง 18 ถึง 60 เฮิรตซ์ ออกแบบมาสำหรับห้องตัดเลเซอร์ที่มีปริมาณงานสูงและสภาพแวดล้อมการเชื่อมแบบหลายสถานี ให้กำลังไฟฟ้าจำเพาะ 5.2 กิโลวัตต์/(ลูกบาศก์เมตร/นาที) ที่ 7 บาร์ ซึ่งถือว่าต่ำที่สุดในระดับเดียวกัน และมีตัวควบคุมหน้าจอสัมผัสอัจฉริยะพร้อมการเชื่อมต่อ Modbus TCP สำหรับการบูรณาการกับระบบการจัดการพลังงานของโรงงาน
เครื่องอัดอากาศแบบสกรูขับเคลื่อนความเร็วแปรผัน
เครื่องอัดอากาศแบบสกรูขับเคลื่อนความเร็วแปรผันซีรีส์นี้ครอบคลุมช่วงกำลังไฟ 30–132 กิโลวัตต์ ด้วยปรัชญาการออกแบบแบบโมดูลาร์ที่ช่วยให้สามารถเลือกมอเตอร์ หัวอัดอากาศ และตัวควบคุมได้อย่างอิสระเพื่อให้ตรงกับความต้องการของไซต์งานอย่างแม่นยำ สามารถเลือกตั้งค่าแรงดันได้ระหว่าง 7 ถึง 13 บาร์โดยไม่ต้องเปลี่ยนฮาร์ดแวร์ และมีส่วนขยายแรงดันสูงเสริมที่รองรับการส่งแรงดัน 16 บาร์ ซีรีส์นี้ได้รับการใช้งานโดยผู้ผลิตแผ่นโลหะ สายการบรรจุอาหาร และคลังสินค้าอัตโนมัติทั่วสหราชอาณาจักร เนื่องจากประสิทธิภาพที่สม่ำเสมอในสภาวะโหลดบางส่วนและการบูรณาการที่ง่ายดายกับเครือข่ายการกระจายอากาศอัดที่มีอยู่
คำถามที่พบบ่อย — เครื่องอัดอากาศอุตสาหกรรมในสหราชอาณาจักร
พร้อมที่จะกำหนดสเปคของระบบคอมเพรสเซอร์ลมอุตสาหกรรมของคุณแล้วหรือยัง?
ทีมวิศวกรของ Ever Power พร้อมให้ความช่วยเหลือผู้จัดการฝ่ายจัดซื้อ วิศวกรโรงงาน และผู้อำนวยการฝ่ายเทคนิคในสหราชอาณาจักร ในด้านข้อกำหนด การเสนอราคา และคำแนะนำทางเทคนิค โดยไม่มีข้อผูกมัดใดๆ
แก้ไขโดย gzl