ГИГАФАКТОРИЈА ПАЦИЈА Прелазак са загрејеног чишћења на сушилаче за чишћење са душилицама од нерђајућег челика

Мета Опис:  Како је CATL заменио четири енергетски интензивна загрејена сушила за сушење са четири 85 м3/мин сушила за сушење са дупцањем од нерђајућег челика, постижући точку росе -40 °C, нула губитка у сушилу компресираног ваздуха и смањење енергије од 40%.

Слика: 85 Нм3/мин Нефтеростални челик нула чишћење духар Десикант ваздушни сушилац s

Запад клијента

Контактна Амперекс Технологија Цо, Лимитед (ЦАТЛ)  , највећи светски произвођач батерија за ЕВ, управља гигафабриком високе производње која производи литијум-јонске ћелије. Система компресивног ваздуха у постројењу има укупни капацитет од 340 м3/мин (20,400 м3/ч)  , подржавајући:

• Покривање електрода сувим просторијама (обовљачно точка роже ≤ -40°C)
• Пневматика за брзе конзоле
• Чиста соба и ваздух за инструменте

Производња батерија строго избегава хладне сушиле због ризика од преноса течне воде из неисправних кондензатних одвода. Постројење је првобитно инсталирало четири загрејана сушила за адсорпцију за чишћење (микро-топла) , сваки са 85 м3/мин заједнички избор пре него што је високоефикасна технологија чишћења духача постала трошковано ефикасна.

Болне тачке

Постојеће загревани сушионици за чишћење  (познати и као микротопла или спољно загрејани адсорпциони сушионици) изазвали су неколико оперативних и финансијских проблема:

• Значајни губитак ваздуха за чишћење:  Загрејани сушионици за чишћење и даље троше 58% номиналног проток  за регенерацију чак и са електричним грејачима. За четири 85 м3/мин јединице које раде паралелно (укупни проток ~ 300340 м3/мин), ово значило ~ 20 м3/мин сувог компресионског ваздуха који се стално изводи  у атмосферу.
• Висока потрошња електричне енергије:  Сваки сушилац је потребан електрични грејачи (обично 1525 kW) током фазе регенерације, додајући на рачун за енергију.
• Нестабилност тачке росе под врхунским оптерећењем:  Током лета, високе температуре улаза и влажност изазивали су ефикасност регенерације. Точка росе се повремено повећавала изнад -35°C , што изазива забринутост у праћењу суве собе.
• Износ и одржавање вентила:  Фреквенција циклуса (обично 60120 минута) је узроковала да се пневматични вентили износију сваких 1218 месеци. Осушивач се оморва од честих промена притиска и ствара прашину, што заткљује филтере доле по поток.
• Ризик у изградњи угљен-цели:  Оригинални сушионици имали су куле од угљенског челика и цеви. Временом су се формирале унутрашње честице рђа, што је ризиковало контаминацију окружења суве собе неприхватљиво за производњу батерија.

Слика: 85 Нм3/мин Нефтеростални челик нула чишћење духар Десикант ваздушни сушилац

ЦАТЛ је требао раствор за сушење са нултом чишћењем, ултра поуздано  са мокри делови од нерђајућег челика  да би се елиминисали ризици од корозије и способност да се прошири за будуће производне линије.

Зашто не и топлотно компресирање (ХОЦ)?

Иако сушилац ХОЦ нуди нулту чишћење и нулту електрично грејање, они захтевају да температура испуштања компресора горе по вери буде константно изнад 120 °C. ХОЦ би захтевао додатну улазну топлоту или контролу за прелазак, додајући комплексност. Клијент је волео пробани, самостални дизајн чишћења духача  који ради независно од промена оптерећења компресора.

Наше решење

Предложили смо да се четири постојећа загрејена сушила за чишћење замене четири нова апсорпциона сушила за чишћење од нерђајућег челика   сваки рејтинговани 85 м3/мин (5100 м3/ч)  , конфигурисани паралелно (три оперативна, један у стању спремања). Систем користи загрејан окружни ваздух за регенерацију  са нултим губитком у чишћењу компресивног ваздуха.

Кључна опрема

• Сушилачи:  Четири БлоаверДри-ХРБ-850ГРД  асорпционе сушиле, сваки капацитета 85 m3/min. Све компоненте које контактују са ваздухом (куле, цеви, вентили) су nerđajući čelik 304   елиминисање рђа и обезбеђивање фармацеутске/батеријске чистоће.
• Метода регенерације:  Високоефикасан дувач увлачи окружни ваздух, пролази га кроз електрични грејач (подизање температуре до 150–200°C ), и чисти од линије куле. Воздух који је наплаћен влагом је проветрен. Не користи се компресиони ваздух из мреже постројења   нула губитка у чишћењу. Охлађење се врши негрејаним окруженим ваздухом преко истог духача.
• Контролни систем:  Главни ПЛЦ (Сименс С7-1500) координише четири сушила, уравнотежујући време рада и аутоматски прекидајући јединицу за спремност када сушилац у току достигне свој интервал рада. Онлине праћење тачке росе (≤ -40°C) и далечински аларми интегрисани у ДЦС CATL-а.
• Филтрисање:  Префилтри (1 мкм) уклањају шклове цеви; послефилтри (0,01 мкм) улазе сушило. Не требају филтри уља (предни без уља компресори).

Спецификације за перформансе

Слика: Дијаграм повезивања система компресије ваздуха

Доставка и инсталација

Пројекат је извршен током планиране тринедељне затварања:

• Дизајн и ФАТ (5 недеља):  Инжењерско одобрење, сертификати за материјал од нерђајућег челика и заводско тестирање прихватања свих четири сушила.
• Доставка (2 недеље након ФАТ):  Достављено је у Гигафабрику.
• Уградња (3 недеље):  

• • Унео сам четири стара загрејана сушила.
  • Уградили смо нове сушиле од нерђајућег челика на компактним лизгачима.
  • Реконфигурирани заглавници цеви за конфигурацију 3 операције + 1 привременог рада.
  • Напремљено електрично снабдевање за душаче и грејаче.
  • Повезан са ДЦС-ом.

• Увод у рад (1 недеља):  Пробаци за пропуст, калибрација тачке росе и обука оператера.

Није било непланираног одмора.

Резултати и користи (12 месеци након пуштања у рад)

* Губитак чишћења захтева додатних 20 м3/мин производње компресивног ваздуха. Типична специфична снага за шрафне компресоре без уља је 6 kW на м3/мин → 120 kW непрестано заштеђене снаге компресора.

Измерљиве користи

• Енергетска уштеда:  Уклањање губитка чишћења је уштедило ~ 120 kW снаге компресора. На то је још допринело смањење снаге грејача и духача. Укупна годишња уштеда електричне енергије: ≈¥520,000 (на основу ¥0.70/kWh, 24/7/365).
• Поузданност производње:  Точка росе никада није прешла -40 °C. Контрола влажности суве просторије постала је стабилнија, а пријављени су нулти дефекти премаза који су повезани са влагом.
• Уклањање контаминације:  Куле од нерђајућег челика и цеви су елиминисали ризик од ђубрива. Филтри доле сада не показују контаминацију гвожђеним оксидом критичан за чистоћу батерије.
• Smanjenje održavanja:  Нема више клапана за чишћење са високим циклусом (стари сушионици су имали клапане који су се кретали сваких 12 сата). Сушилачи за чишћење са духачем користе само два главна вентила по кули са циклусима од 68 сати. Осушавајуће средство је практично престало да се издржи.
• Редунанција и скалибилност:  Са четири јединице (3+1), ЦАТЛ може да обавља одржавање на било ком сушилу без прекида производње. Недостатак капацитета такође може да се користи за будуће проширења линија.
• РОИ:  Укупна инсталирана цена ≈ ¥2,400,000- Да ли је то истина? Годишња уштеда (енергија + одржавање) ≈ ¥ 520.000 + ¥ 170.000 = ¥ 690.000. Период отплате ≈ 3,5 године - Да ли је то истина? CATL је стандардизовао овај дизајн за друге постројења.

Показак купца

наши стари грејачи сушењаци троше 8% компресивног ваздуха и нису могли да држе -40 °C поуздано. Нови сушионици за чишћење са душилицама од нерђајућег челика пружају нам чврсту росу, нулту губитке чишћења и не замрзавају. Само уштеда енергије оправдала је надоградњу.
— Виши менаџер комуналних услуга, CATL Gigafactory