Orkusparsamur hydraulískur bergbori: Lág notkun og há framleiðsla

Á pneumatískum kerfi með fastri rúmmálsgeisla fer hver líter lofts sem samþrýstirinn framleiðir og borðaþurinn notar ekki strax út um öryggisventiluna og fer týndur. Á opnu vökvakerfi án álagsskynjunar gerir ofráður olíustraumur það sama—hann fer í endurkomu til olíutönnunnar gegnum öryggisventiluna og breytir allri þeirri ýttuorku í hita. Borðaþur sem keyrir við 50% af áætluðum slagferli sínu notar fulla orku pumpunnar í gegnum alla vinnuskeiðið, helmingur hennar sem ónotuð hitaorka, þegar pumpan hefur engin möguleika á að minnka framleiðslu sína á því tímabili sem er í biðstöðu.

Það er grunnorðið á orkuvandamálinu sem rafmagnsreglubundin hydraulísk kerfi leysa. Pumpan les raunverulega ósk um á rásinni og framleiðir aðeins það sem smæði-, snúning- og áfyllingarrásirnar þurfa í þeim augnablik. Þegar verið er að vinna við kollann, endurstaðsetja eða skipta um stöngvar – sem gerist líklega 30–40% af hverri vakt – minnkar pumpan flæði og ýtt samhliða, sem lækkar eldsneytisnotkun um 15–20% í lokuðum kerfum miðað við opnu jafngildi. Það er ekki lítið munur yfir notkunarlíftíma tæknisins.

Hydraulískt vs. loftdrif: Orkugápið er uppbyggingarmikil

Hydraulískar bergborðar neyta um þriðjung af orku sem loftþrýstiborðar neyta við borðun á sama berglagi. Þetta er ekki markaðssetningarákvæði — þetta er afleiðing af óþrýstbarleika miðilsins. Loft er þrýstbar: orkan fer í þrýsting á það og hluti af þeirri orku tapast sem hiti við útvíkingu. Hydraulísk olía er óþrýstbar; pípupan veitir þrýstiorku sem fer beint yfir í hreyfingu pistonsins með lágustu mögulegu orkutapar við umbreytingu. Hydraulískar borðar veita einnig hærri áhrif/orku á hverja slag en jafngildar loftþrýstiborðar vegna hærra starfþrýstis (160–220 bar fyrir hydraulískar borðar á móti 6–10 bar fyrir loftþrýstiborðar), sem gerir kleift að nota minni og léttari pistona sem ber sama eða stærri áhrifamagn.

Annað uppbyggingarframtakinn er að hydraulíkkerfi tengjast náttúrulega við breytilega rýmdar loftþrýstiflæðisstýrslu (load-sensing) pípupumpur. Fastar rýmdar loftþrýstiflæðisstýrslu (fixed-displacement) loftþrýstiflæðisstýrslu (pneumatic) samþrýstur vinna á fastum úttaki—það er engin jafngildi af load-sensing svifplötu (swashplate) á skrúfu samþrýstur. Hydraulíkpumpa grófsmálsins eða borhólfsins getur, í staðinn, minnkað rýmdarflæðið til næstum núll á meðan hún er í biðstöðu og hækkað það aftur upp í raðað úttak innan millisekúndna þegar þrýstingur fyrir smáskot (percussion pressure) er krafist. Í raunverulegum starfshamfarsskilyrðum þýðir það 15–30% minnkun á eldsneytisnotkun miðað við fastar rýmdar kerfi sem framkvæma sama verkið.

Hvar sparnaðurinn kemur frá: fjórar aðferðir

Hleðsluskipt rýmdarbreyting tekur á sig stærsta hlutann af orkusparsamningunum – 15–20% yfir fulla vinnuskeið á vel samstilltum kerfum. Annar mekanisminn er valdahringsskipulag: með því að minnka þrotunartap í valdahringsskálunni með því að víkja olíugöngur og nota pistlaform með tveimur þvermálum er innri umleiðun minnkuð frá 50–55% af hydraulískri inntaksumbreytingu til 56–57%. Þriðji mekanisminn er hitastjórnun – minna ónotuð orka þýðir köldari skilaða olía, sem þýðir minni álag á kælirinn og lægra brot á viskósiteti, sem þýðir lengri tímabil milli olíuskifta. Fjórði mekanisminn er áhrifavirkni hreinsunarhringsins: með því að velja rétta stærð á hreinsunarvatnsdíslunni eftir raunverulegum þörfum á borholum í stað þess að keyra hana á fastri getu er viðbótareffektspöntun minnkuð, sérstaklega í gengum þar sem hreinsunarhringurinn keyrir áfram jafnvel á milli borholu.

Samanburður á orkuþátttöku: Loftdrifin, venjuleg hydraulísk og valdhydraulísk

Breytingarsviðið 25–57% á umbreytingarhlutfalli er mikilvægt vegna þess að grunnstöðin er mikilvæg. Við 25% (loftdrifin) er eyðsla á þremur fjórðungum inntekins áður en einhver millimetri af bergi hefur verið borinn. Við 57% (optímað vanddrif) er tapið lækkað niður í 43% — sem er samt enn mikilvægt, en bætirnir eru nógu stórir til að breyta hagkerfi þess sem er við hæfi að borða. Djúpar holur í jafnvel óvirkum berglagum, sem ekki eru við hæfi með loftdrifin kerfi, verða framleiðslusamlegar með áhrifamiklum vanddrifinum tækninni.

Langtímaávöxtun á eldsneytiskostnaði: Samsetta áhrifin

Hydraulísk drifstöng með afl á 20 kW sem er í rekstri 250 daga á ári, tveimur vinnuskeiðum, með 4 klukkustundum raunhróðurs á hverju skeiði, keyrir um það bil 2.000 klukkustundir hróðurs á ári. Orkugjafinn sem styður hana er í rekstri yfir lengra tímabil – þar á meðal uppsetning, endurstaðsetning og biðtími. Kerfi með hleðslumælingu spara 15–20% af eldsneyti á öllum þeim klukkustundum sem ekki er í hróðri, en kerfi með fastan rúmmálsgeisla eyðir eldsneyti í fullu aflinu.

Við varlega metta mun á 10 lítra á klukkustundu milli kerfis með hleðslumælingu og jafngildis kerfis með fastan rúmmálsgeisla (með tilliti til biðtíma), yfir 3.000 klukkustundir rekstrar á ári, þá er það 30.000 lítrar af dísilolíu á ári. Við verð á $1,00/lítra – varlegt talnaskoðun fyrir flestum gruvmarkaði – þá er það $30.000 á ári fyrir hvert tæki. Yfir 5 ára notkunarlíftíma tækisins réttfærist orkusparan ein og sér mikla aukaupphæð fyrir hydraulísk kerfi með hleðslumælingu fram yfir hönnun með fastan rúmmálsgeisla.

Ástand þéttunara og orkueffektívhed: Falið tengsl

Hydraulísk öryggisárangur er ekki fastur yfir líftíma tæknisins. Þéttun á sláðarpíslu í góðu ástandi látur aðeins mjög lítinn magn af olíu fara frá háþrýstisíðunni yfir á lágtþrýstisíðuna á þrýstifæri — í rauninni hefur allt tiltækt þrýstisbil áhrif á hrökkun píslunnar. Þegar þéttunin slitnaði eykst umferðarlækkunin. Fyrir hvert prósentupunkt af aukinni umferðarlækkun minnkar áhrifamikil sláðarþrýstingurinn og magnið af olíu sem breytist í hita í afturkomuskránni eykst. Þéttun sem hefur slitnað svo miklu að hún veldur 8–10% umferðarlækkun endurtekur drifterinn í náttúrulega árangursstigi óoptímaðrar hönnunar, sem felur í sér að bætingar á tækninu eru óvirkanlegar.

Að halda vel hannaðri orkusparspýtu á áætluðum árangursstigi þýðir að taka viðskipti um skipti á þéttunum sem viðhaldsverkefni sem hefur áhrif á afköst, ekki bara sem verkefni til að koma í veg fyrir leka. HOVOO býður upp á þéttunarpakka fyrir helstu drifterlíkurnar—PU fyrir venjulegar starfsvæðisbreytur og HNBR fyrir háhitastarfsemi þar sem hærra olíuafvörunarhitastig myndi eyða PU áður en tíminn kemur. Líkurtilvísanir á hovooseal.com.