Гидравлический отбойный молот: энергосбережение и сокращение выбросов — новые технологии и отраслевые практики

Снижение энергопотребления и выбросов — это системная задача, а не задача, связанная с отдельным продуктом

В отраслевых отчетах обсуждения вопросов энергосбережения и снижения выбросов для гидравлических отбойных молотков сосредоточены на самом навесном устройстве: конструкции распределительных клапанов с возвратно-поступательным движением, обеспечивающих меньшее энергопотребление, аккумуляторах рекуперации энергии, снижении требований к расходу гидравлической жидкости при обеспечении эквивалентного числа ударов в минуту (BPM). Эти усовершенствования являются реальными и поддаются измерению. Современный отбойный молоток среднего класса требует на 15–20 % меньше расхода рабочей жидкости от несущего оборудования для достижения того же значения BPM, что и его аналог десятилетней давности, в первую очередь за счет повышения эффективности управления временем открытия и закрытия клапанов. Однако гидравлический отбойный молоток не является крупнейшим потребителем энергии в системе, частью которой он является — таковым является дизельный двигатель несущего оборудования. Двигатель экскаватора массой 20 тонн, выдающий мощность 120 кВт, теряет 15–20 % этой мощности из-за неэффективности гидравлического контура до того, как масло поступает к отбойному молотку. Снижение потребления расхода жидкости отбойным молотком на 15 % оказывает меньшее абсолютное влияние на энергопотребление, чем поддержание чистоты гидравлического масла несущего оборудования на уровне, необходимом для сохранения эффективности гидравлического контура. Снижение выбросов, достигаемое при переходе на новую, более эффективную модель отбойного молотка, как правило, меньше, чем дополнительный вред окружающей среде, обусловленный эксплуатацией существующего отбойного молотка на гидравлическом масле, загрязненном сверх оптимальной вязкости.

Технологии, получающие наибольшие инвестиции в области разработки для снижения выбросов и энергопотребления, — это совместимость с электрическими транспортными средствами, совместимость с биоразлагаемыми гидравлическими жидкостями и конструкции корпусов с пониженным уровнем шума. Совместимость с биоразлагаемым гидравлическим маслом — это единственный фактор, напрямую влияющий на выбор уплотнений: стандартные уплотнения из минерального масла (NBR, FKM) обычно хорошо работают с растительными эфирами — биоразлагаемыми гидравлическими жидкостями, однако компаунды уплотнений из полиуретана в некоторых устаревших конструкциях могут набухать или деградировать при контакте с синтетическими эфирными жидкостями. Компаунды уплотнений HOVOO и HOUFU разработаны с учётом совместимости с основными категориями биоразлагаемых гидравлических жидкостей, применяемых в европейских и австралийских экологических разрешениях, — эфирами и полиалкиленгликолями, — а также с эксплуатацией в стандартных минеральных маслах.

Аккумуляторы рекуперации энергии — двухаккумуляторные конструкции, которые накапливают энергию отдачи поршня и высвобождают её при следующем рабочем ходе вниз — обеспечивают наиболее значительное повышение эффективности на уровне отбойного молотка без необходимости полной переработки контура несущего устройства. Повышение эффективности составляет 8–15 % при продолжительной работе по твёрдой породе и меньше — при прерывистой работе с меньшей нагрузкой. Диафрагма аккумулятора в конструкции с рекуперацией энергии подвергается более высокой частоте циклов изгиба по сравнению со стандартной конструкцией; для применения в аккумуляторах с рекуперацией энергии используются комплекты диафрагм HOVOO из фторкаучука (FKM) с сохранением эластичности выше 95 % после 2 миллионов циклов изгиба.

Практика, позволяющая сэкономить больше энергии, чем любое обновление компонентов

Чистота масла — это самая эффективная мера по экономии энергии и снижению выбросов, доступная любому оператору парка гидравлических отбойных молотков. Загрязнение гидравлического масла твёрдыми частицами в концентрации 5 мг/л вызывает внутреннюю утечку в гидравлических контурах типичных клапанных блоков отбойных молотков на уровне 3–8 %. Такая утечка означает, что масло прокачивается насосом, но не преобразуется в полезную работу поршня — это потраченная впустую энергия, которую должен вырабатывать двигатель носителя, проявляясь в виде расхода топлива без соответствующего эффекта дробления. Достижение стандарта чистоты масла по ISO 18/16/13 возможно в большинстве строительных условий при регулярной замене фильтров и использовании герметичных шланговых соединений; поддержание этого уровня чистоты на парке из десяти единиц оборудования позволяет ежегодно сэкономить больше топлива, чем модернизация каждой единицы до модели нового поколения с пониженным расходом масла. Стоимость фильтров составляет лишь небольшую долю от получаемой экономии топлива. Однако соблюдение дисциплины поддержания чистоты масла требует значительно больших усилий, чем закупка любого оборудования, и именно эта практика отличает парки с низким расходом топлива от парков с высоким расходом топлива, эксплуатирующих, казалось бы, одинаковое оборудование.