Εξοικονόμηση Ενέργειας και Μείωση Εκπομπών Υδραυλικού Διακόπτη: Νέες Τεχνολογίες & Βιομηχανικές Πρακτικές

Η μείωση της κατανάλωσης ενέργειας και των εκπομπών είναι πρόβλημα συστήματος, όχι πρόβλημα προϊόντος

Οι συζητήσεις για την εξοικονόμηση ενέργειας και τη μείωση των εκπομπών σε βιομηχανικές εκθέσεις σχετικά με τους υδραυλικούς θραυστήρες επικεντρώνονται στον ίδιο τον θραυστήρα ως πρόσθετο εξάρτημα: σχεδιασμός βαλβίδων με επαναλαμβανόμενη κίνηση χαμηλότερης κατανάλωσης ενέργειας, αποθηκευτικά δοχεία ανάκτησης ενέργειας, μειωμένες απαιτήσεις υδραυλικής ροής για ισοδύναμο αριθμό χτυπημάτων ανά λεπτό (BPM). Αυτές οι βελτιώσεις είναι πραγματικές και μετρήσιμες. Ένας σύγχρονος θραυστήρας μεσαίας κατηγορίας απαιτεί 15–20% λιγότερη ροή από τον φορέα για να επιτύχει το ίδιο BPM με τον αντίστοιχο θραυστήρα των δέκα προηγούμενων ετών, κυρίως μέσω βελτιωμένης απόδοσης της χρονικής ενεργοποίησης των βαλβίδων. Ωστόσο, ο υδραυλικός θραυστήρας δεν είναι ο μεγαλύτερος καταναλωτής ενέργειας στο σύστημα στο οποίο ανήκει — ο πετρελαιοκινητήρας του φορέα είναι. Ένας κινητήρας εκσκαφέα 20 τόνων που παράγει 120 kW καταναλώνει 15–20% αυτής της ισχύος λόγω αναποτελεσματικοτήτων του υδραυλικού κυκλώματος, προτού το λάδι φτάσει στον θραυστήρα. Η μείωση της απαίτησης ροής του θραυστήρα κατά 15% έχει μικρότερο απόλυτο ενεργειακό αποτέλεσμα από τη διατήρηση της καθαρότητας του υδραυλικού λαδιού του φορέα σε επίπεδο που να διασφαλίζει την αποδοτικότητα του κυκλώματος. Η μείωση των εκπομπών που επιτυγχάνεται με τη μετάβαση σε ένα νέο, αποδοτικό μοντέλο θραυστήρα είναι συνήθως μικρότερη από την ποινή εκπομπών που προκαλείται από τη λειτουργία ενός υφιστάμενου θραυστήρα με υδραυλικό λάδι που έχει μολυνθεί πέραν της βέλτιστης ιξώδους.

Οι τεχνολογίες που λαμβάνουν τη μεγαλύτερη επένδυση σε ανάπτυξη για τη μείωση των εκπομπών και της κατανάλωσης ενέργειας είναι η συμβατότητα με ηλεκτρικά οχήματα μεταφοράς, η συμβατότητα με βιοαποδιασπώμενα υδραυλικά υγρά και οι σχεδιασμοί περιβλημάτων με μειωμένο θόρυβο. Η συμβατότητα με βιοαποδιασπώμενα υδραυλικά λάδια είναι αυτή που επηρεάζει άμεσα τις προδιαγραφές των σφραγίδων: οι τυποποιημένες σφραγίδες με ορυκτέλαιο (NBR, FKM) συνήθως λειτουργούν καλά με βιοαποδιασπώμενα υδραυλικά υγρά βασισμένα σε φυτικά εστέρες, ενώ οι σύνθετες σφραγίδες από πολυουρεθάνη σε ορισμένα παλαιότερα μοντέλα μπορούν να διογκωθούν ή να εξασθενήσουν κατά την επαφή τους με συνθετικά εστερικά υγρά. Οι σύνθετες σφραγίδες HOVOO και HOUFU έχουν σχεδιαστεί ειδικά για συμβατότητα με τις κύριες κατηγορίες βιοαποδιασπώμενων υδραυλικών υγρών που χρησιμοποιούνται στις ευρωπαϊκές και αυστραλιανές εφαρμογές με άδεια περιβαλλοντικής εκμετάλλευσης — δηλαδή με εστέρες και πολυαλκυλενογλυκόλες — καθώς και με την τυποποιημένη χρήση ορυκτελαίων.

Συσσωρευτές ανάκτησης ενέργειας — σχεδιασμοί με δύο συσσωρευτές που αποθηκεύουν την ενέργεια ανάκρουσης του εμβόλου και την απελευθερώνουν κατά την επόμενη κατερχόμενη κίνηση — αποτελούν τη σημαντικότερη βελτίωση απόδοσης σε επίπεδο θραυστήρα χωρίς ανασχεδιασμό του κυκλώματος φορέα. Η βελτίωση της απόδοσης ανέρχεται σε 8–15% κατά τη διαρκή θραύση σκληρού βράχου, ενώ είναι μικρότερη κατά τη διαλείπουσα και ελαφρύτερη εργασία. Το διάφραγμα του συσσωρευτή σε σχεδιασμό ανάκτησης ενέργειας υφίσταται υψηλότερο ρυθμό κύκλων κάμψης σε σύγκριση με τον τυπικό σχεδιασμό· για εφαρμογές συσσωρευτών ανάκτησης ενέργειας προδιαγράφονται κιτ διαφραγμάτων HOVOO από FKM με διατήρηση ελαστικότητας >95% μετά από 2 εκατομμύρια κύκλους κάμψης.

Η Μέθοδος Που Εξοικονομεί Περισσότερη Ενέργεια Από Οποιαδήποτε Βελτίωση Εξαρτήματος

Η καθαρότητα του λαδιού αποτελεί την πιο αποτελεσματική μεμονωμένη πρακτική εξοικονόμησης ενέργειας και μείωσης των εκπομπών που διατίθεται σε οποιονδήποτε φορέα χειριστή συνόλου υδραυλικών καταστροφέων. Το υδραυλικό λάδι που είναι μολυσμένο με 5 mg/L σωματιδίων προκαλεί διαρροή στα εσωτερικά κυκλώματα κατά 3–8% σε τυπικές συναρμολογήσεις βαλβίδων καταστροφέων. Αυτή η διαρροή αντιπροσωπεύει λάδι που αντλείται, αλλά δεν μετατρέπεται σε εργασία του εμβόλου — πρόκειται για απώλεια ενέργειας που πρέπει να παράγει η κινητήρια μονάδα του μηχανήματος και εμφανίζεται ως κατανάλωση καυσίμου χωρίς αντίστοιχη παραγωγή καταστροφικής δύναμης. Ένα πρότυπο καθαρότητας ISO 18/16/13 είναι εφικτό στην πλειονότητα των κατασκευαστικών περιβαλλόντων με τακτική αντικατάσταση φίλτρων και σφραγισμένες συνδέσεις σωληνώσεων· η συνεχής διατήρησή του σε σύνολο δέκα μονάδων εξοικονομεί ετησίως περισσότερο καύσιμο από ό,τι η αναβάθμιση κάθε μονάδας στο επόμενο γενικό μοντέλο χαμηλής ροής. Το κόστος του φίλτρου αντιστοιχεί σε ένα κλάσμα της εξοικονόμησης καυσίμου. Η πειθαρχία που απαιτείται για τη διατήρηση της καθαρότητας είναι δυσκολότερο να διατηρηθεί από οποιαδήποτε αγορά εξοπλισμού και αποτελεί την πρακτική που διαχωρίζει τα σύνολα με χαμηλή κατανάλωση καυσίμου από εκείνα με υψηλή κατανάλωση καυσίμου, παρά το γεγονός ότι χρησιμοποιούν εντελώς τον ίδιο εξοπλισμό.