如何降低氧化鈣D97=8μm分級過程中的電力與人力成本

為什麼氧化鈣的價格比人們預期的要高

氧化鈣具有磨蝕性、吸濕性和反應性。這三個詞至關重要,因為它們定義了分級機必須應對的挑戰。當目標粒徑為 D97=8μm 時,表示機器需要從大量的粗顆粒物料中分離出少量細粉。能源成本會迅速累積。預算壓力通常體現在兩個方面:電力成本涵蓋風扇、分級機轉子、除塵器和壓縮空氣;人工成本涵蓋取樣、風門調節、清潔循環以及不合格批次的返工。如果控制不當,這兩項成本都會蠶食利潤。

氧化鈣
氧化鈣

舊分類體系中的隱性損耗

許多工廠仍在使用二十年前常見的旋風分離器、袋式過濾器或分級機。但這些設備的運作成本並不總是體現在資本報價中。

第一個排水點是壓力下降。 老式分離器通常需要更長的風道和更高的風扇壓力才能輸送所需的空氣。每增加一千帕的壓力,就等於增加了一千瓦時。我曾站在分級風機旁邊,它們可是整個工廠裡功率最大的馬達之一。 第二處排水溝是切割點漂移。 如果轉子轉速和氣流控制不精準,產品粒徑就會在8μm上下波動。不合格的物料會送回磨機,需要再次研磨。這相當於兩次能源和產能的浪費。 第三個消耗環節是勞力。 在連續運轉模式下,每個班次都需要有人取樣、讀取結果並調整風門或風扇轉速。這意味著分級機需要一名操作員。第四個排放源是積垢。氧化鈣會黏附在內表面。積垢越多,意味著需要更頻繁地進行清潔,磨損零件越多,實際生產時間就越少。

HTS空氣分級機帶來哪些變化

高溫超導
高溫超導

高通量篩選器 這些設備的設計概念是基於細顆粒分離的物理原理,而不是為了降低舊設計的成本。在實際應用中,我發現氧化鈣生產線有三點變化。

首先,風扇運轉負荷降低。轉子和導葉形成了一個緊密的分級區域,內部路徑更短,葉片幾何形狀更優。風扇兩側的壓力差也隨之降低。在大多數氧化鈣作業中,光是這一點就能帶來最大的節能效果。

其次,切割點保持穩定。可變轉子轉速和可調節氣流使分離粒度保持在 8μm 左右。不合格物料的回收量減少,因此上游磨機和分級機每噸成品的工作量也相應減少。

第三,操作員可以放手。一旦設定點鎖定,機器就會保持該值。操作員的工作重心從持續調整轉移到監控。這樣,操作員的人力就可以重新分配到工廠的其他環節。

一個實際的投資報酬率範例

重要提示:這些數字僅供參考。在將這些數字用於決策之前,請將其替換為您實際的吞吐量、電價、人工成本以及測量或報價的功率數據。

假設一條氧化鈣生產線,每小時生產2噸,每年運轉6000小時,目標粒徑D97=8μm。在採用高溫超導技術(HTS)之前,每噸產品的單位能耗為85kWh,分級機每班需要兩名操作員。採用高溫超導技術後,每噸產品的單位能耗降至62kWh,每班只需一名操作員即可。

假設

範圍價值
年產量12,000噸
電價$0.10 / 千瓦時
營運成本$8/小時
高溫超導技術之前的電力85千瓦時/噸
利用 HTS 供電62千瓦時/噸
高通量傳輸系統之前的營運商每班2人
擁有高通量傳輸系統的營運商每班1人

節約用電

(85 – 62) 千瓦時/噸 × 12,000 噸 × $0.10/kWh = $27,600 / 年

勞力節省

1 位操作員 × 8 小時/班 × 3 次班次 × 330 天 × $8/小時 = $63,360 / 年

預計年度總節省額

成本線年度節省
$27,600
勞動$63,360
全部的$90,960

如果HTS組件和安裝成本為$180,000,僅電力和人力成本就需要約24個月才能回收成本。再加上更高的產量、更少的再處理和更低的維護成本,回收期還會更短。

如何自己計算數據

請勿將我的範例用於您的商業案例。它僅用於展示計算方法。首先,測量您目前的單位功率。記錄典型一週內的千瓦時數和噸數,然後相除得到每噸的千瓦時數。接下來,統計每個班次中用於採樣、調整和清潔分級機的操作人員工時。

然後向供應商索取在目標D97和吞吐量下所需的HTS功率估算值。估算一下,一旦機器能夠自動保持切割點,可以節省多少操作員工時。最後,加上其他收益。更高的成品率、更少的返工、更長的清洗間隔以及更低的零件磨損,都能提高投資報酬率。

投資回收期(年)= 總投資 /(年度節電費 + 年度節人工費 + 年度其他費用節省)

購買前該問哪些問題

我總是告訴買家要問同樣的五個問題。

1. 在我的設計吞吐量下,您能保證的 D97 截止點是多少?

      2. 預計壓降會是多少?

      3. 如何自動控制切割點?

      4. 哪些部分與氧化鈣接觸,它們能持續多久?

      5. 您能否提供類似氧化鈣或礦物應用的參考數據?

      答案可以告訴你供應商是否了解你的材料,而不僅僅是他們的機器。

      最適合誰

      對於氧化鈣、氫氧化鈣、石灰石填料和其他粒徑小於 10μm D97 的細礦物粉末的生產商來說,這種方法最快得到效益。如果您的生產線每年運行超過 4000 小時,而電力或輪班人工成本正在侵蝕您的利潤,那麼採用高通量掃描技術通常是明智之舉。

      取得量身訂製的投資報酬率估算

      請提供您的吞吐量、目標D97值、目前功耗和人員配置方案。我們將為您選用一台高溫超導空氣分級機。

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      ——Jason Wang 工程師

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