صنعت لاستیک ایران

صنعت لاستیک ایران

صرفه‌جویی در انرژی الکتریکی در صورت جایگزینی جک هیدرولیک به جای جک پنوماتیک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 واحد کنترل انرژی، کویرتایر، بیرجند
2 برق فشار قوی، کویرتایر، بیرجند
3 گروه مهندسی برق، دانشگاه بیرجند
10.22034/irm.2026.596295.1357
چکیده
بهبود بهره وری انرژی در صنایع انرژی‌ بر، از جمله صنعت تولید تایر، نقش مهمی در کاهش مصرف انرژی و هزینه‌ های بهره‌ برداری دارد. در این پژوهش، عملکرد انرژی سیستم‌ های پنوماتیک و هیدرولیک در دو تجهیز صنعتی بخش بنبوری یک کارخانه تولید تایر شامل جک پوشر رولردای و رام بنبوری به‌ صورت مقایسه‌ ای بررسی شده است. ارزیابی‌ ها بر پایه محاسبات ترمودینامیکی و مکانیکی، تعیین حجم و دبی هوای فشرده مصرفی، محاسبه توان موردنیاز سیستم هیدرولیک و اندازه‌گیری‌های میدانی توان الکتریکی با استفاده از پاور آنالایزر در شرایط واقعی خط تولید انجام شده است. نتایج نشان داد که در جک پوشر رولردای، مصرف سالانه انرژی الکتریکی سیستم پنوماتیک حدود 113.1 مگاوات‌ساعت است، در حالی که مقدار متناظر برای سیستم هیدرولیک حدود 52.7 مگاوات‌ساعت برآورد شد؛ بنابراین، جایگزینی سیستم پنوماتیک با هیدرولیک در این تجهیز می‌تواند حدود 60.4 مگاوات‌ساعت در سال، معادل تقریباً 53.4 درصد، صرفه‌جویی در مصرف انرژی الکتریکی ایجاد کند. در مقابل، برای رام بنبوری، مصرف سالانه انرژی سیستم پنوماتیک حدود 395.5 مگاوات‌ساعت و مصرف معادل سیستم هیدرولیک حدود 446.8 مگاوات‌ساعت محاسبه شد که بیانگر افزایش تقریباً 13 درصدی مصرف انرژی در صورت جایگزینی با سیستم هیدرولیک است. نتایج نشان می‌دهد که مزیت انرژی سیستم هیدرولیک یا پنوماتیک وابسته به مشخصات فیزیکی عملگر، فشار کاری، نیروی موردنیاز، تعداد سیکل‌های عملکرد، زمان کارکرد و تلفات سیستم است و نمی‌ توان یک راهکار جایگزینی یکسان را برای همه کاربردهای صنعتی توصیه کرد. همچنین، نتایج حاصل از اندازه‌گیری‌های میدانی با روند پیش‌بینی‌شده توسط تحلیل‌های نظری سازگاری مناسبی نشان داد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

Andrenko, P., & Rogovyi, A. (2020). Energy efficiency and algorithm for selecting drives for technological machines.
Doner, N., & Ciddi, K. (2022). Regression analysis of the operational parameters and energy-saving potential of industrial compressed air systems. Energy, 252, 124030.
Dudić, S., Reljić, V., Šešlija, D., Dakić, N., & Blagojević, V. (2021). Improving energy efficiency of flexible pneumatic systems. Energies, 14(7), 1819.
Eras, J. J. C., Gutiérrez, A. S., Santos, V. S., & Ulloa, M. J. C. (2020). Energy management of compressed air systems. Assessing the production and use of compressed air in industry. Energy, 213, 118662.
Gryboś, D., & Leszczyński, J. S. (2024). A review of energy overconsumption reduction methods in the utilization stage in compressed air systems. Energies, 17(6), 1495.
Hernandez-Herrera, H., Silva-Ortega, J. I., Martínez Diaz, V. L., García Sanchez, Z., González García, G., Escorcia, S. M., & Zarate, H. E. (2020). Energy savings measures in compressed air systems. International Journal of Energy Economics and Policy, 10(3), 414-422.
Jovanovic, V., Stevanov, B., Šešlija, D., Dudić, S., & Tešić, Z. (2014). Energy efficiency optimization of air supply system in a water bottle manufacturing system. Journal of Cleaner Production, 85, 306-317.
Kaya, S., & Ucdogruk, Y. (2002). The dynamics of entry and exit in Turkish manufacturing industry. Middle East Technical University, Ankara, ERC working papers in Economics, 2(02).
Müller, D., Haag, J., Wickert, J., Raisch, A., Hoffmann, K., Schmidt, K., & Sawodny, O. (2022). Energy efficient pneumatics: aspects of control and systems theory. International Journal of Fluid Power, 23(3), 299-342.
Pohl, J. W., & Limper, A. (2018). Mixing machinery for the rubber industry. Rubber Products Manufacturing Technology; Routledge: Abingdon, UK, 123-177.
Pustavrh, J., Hočevar, M., Podržaj, P., Trajkovski, A., & Majdič, F. (2023). Comparison of hydraulic, pneumatic and electric linear actuation systems. Scientific reports, 13(1), 20938.
Saidur, R., Rahim, N. A., & Hasanuzzaman, M. (2010). A review on compressed-air energy use and energy savings. Renewable and sustainable energy reviews, 14(4), 1135-1153.
Saidur, R., & Mekhilef, S. (2010). Energy use, energy savings and emission analysis in the Malaysian rubber producing industries. Applied Energy, 87(8), 2746–2758.
Stawinski, L., Skowronska, J., & Kosucki, A. (2021). Energy efficiency and limitations of the methods of controlling the hydraulic cylinder piston rod under various load conditions. Energies, 14(23), 7973.
Thabet, M., Sanders, D., Becerra, V., Tewkesbury, G., Haddad, M., & Barker, T. (2020, August). Intelligent energy management of compressed air systems. In 2020 IEEE 10th International Conference on Intelligent Systems (IS) (pp. 153-158). IEEE.
Tiboni, M. (2023). Power Drive Architectures for Industrial Hydraulic Axes: Energy-Efficiency-Based Comparative Analysis. Applied Sciences, 13(18), 10066.
Vyas, V., Jeon, H. W., & Wang, C. (2021). An integrated energy simulation model of a compressed air system for sustainable manufacturing: a time-discretized approach. Sustainability, 13(18), 10340.
Zukanović, M. (2022). Development and analysis of productivity, quality, and cost-effectiveness of an automated tire regrooving machine.

  • تاریخ دریافت 18 مرداد 1405
  • تاریخ بازنگری 03 شهریور 1405
  • تاریخ پذیرش 10 اسفند 1404