リチウムイオン電池の製造は、圧縮空気に対して異常に厳しいものです。炭化水素が化学物質を汚染し、水がセル材料と反応する一方で、圧力変動が精密な取り扱いと除湿制御を妨げるため、電極コーティング、セルの組み立て、およびドライルームの操作では、油分や微量の水分を含まない空気が必要です。バッテリー工場では、オイルを注入するコンプレッサーを濾過し、要素が故障しないことを願うだけではこれを達成できません。これは、ソースで ISO 8573-1 クラス 0 の空気を生成し、それを乾燥室露点クラスまで乾燥および濾過する乾式オイルフリー スクリュー圧縮を指定します。このガイドでは、ドライルーム空気システムのサイズがどのように決定されるか、および定格 37 ～ 355 kW の KOTECH KDOF 2 段乾式オイルフリー スクリュー コンプレッサーがバッテリー工場に適合する場所について説明します。
バッテリードライルームにクラス 0 の乾燥空気が必要な理由
最新のリチウム電池工場には、いくつかの異なる空気需要が含まれています。湿気に敏感な材料や細胞が扱われる乾燥室は非常に低い湿度に保たれており、その構成および空気圧システムは、除湿プラントで除去する必要がある水蒸気を導入してはなりません。乾燥したオイルフリーの計器用空気は、制御されたエンベロープ内のアクチュエータ、ハンドリング システム、および乾燥空気ユーティリティに供給されます。電極の製造では、スラリーエリアの機器、コーティングおよびカレンダー加工のユーティリティに圧縮空気が使用され、組立工場ではリークテスト、洗浄、および作動に圧縮空気が使用されます。いずれの場合も、気流中の油がフォイル、セパレーター、またはシール表面に堆積して欠陥が生じ、後で現場での故障として現れる可能性があります。
エンジニアリングの対応は 2 つあります。圧縮原理で油を除去し、乾燥機で水分を制御します。乾式ツインスクリューコンプレッサーはタイミングギアを使用しているため、ローターが接触することがなく、圧縮室内にオイルがまったくなく、フィルターの状態に関係なく ISO 8573-1 クラス 0 の空気を生成します。次に、その空気は乾燥（通常、乾燥室の要件を大幅に下回る圧力露点に合わせて設計された乾燥剤または回転ドラム技術）と微粒子濾過を通過します。オイルインジェクション式の機械を濾過すると、オイル含有量が低くなる可能性がありますが、プラント内にフィルターに依存した故障モードが残り、一度の汚染イベントで高価な材料が廃棄され、ラインが停止する可能性があります。ソースのクラス 0 はそのリスクを構造的に排除します。
- ドライルームおよびセルアセンブリの空気は、制御されたエンベロープ内に石油エアロゾルや水蒸気を運び入れてはなりません。
- 乾式スクリュー圧縮により、フィルターの状態に関係なく、設計により ISO 8573-1 クラス 0 の空気が得られます。
- 乾燥剤または回転ドラム乾燥により、乾燥室と化学薬品に必要な圧力露点が追加されます。
- 安定したヘッダー圧力により、精密な取り扱いと湿度制御性能が保護されます。
オイル注入式や他のオイルフリータイプではなくドライスクリューを使用する理由
バッテリー工場では、クラス 0 空気について 3 つの幅広いオプションを評価しています。水潤滑オイルフリースクリューは油をよく除去しますが、処理とメンテナンスが必要な水回路が導入されるため、一部のドライルームオペレーターは低湿度環境から遠ざけることを好みます。スクロール オイルフリー マシンは、小規模な実験室やアイランドセルの流れには優れていますが、ギガファクトリーのユーティリティルームが必要とする連続数百キロワットまでは経済的に拡張できません。 2 段階圧縮を備えた乾式ツイン スクリュー コンプレッサーは、圧縮経路にオイルやプロセス水を使用せずに工業用出力範囲をカバーします。これは、電気駆動、水冷または空冷、認定が簡単など、重要なユーティリティを好む大規模なバッテリー プラントの方法と一致します。
2 段階圧縮は、段階間の冷却を通じて等温圧縮に近づき、7 ～ 10.5 bar でのエネルギー効率を向上させ、空気側の熱応力を軽減するため、バッテリー プラント規模では重要です。 VSD を備えた永久磁石または高効率モーターは、バッテリー工場の需要が横ばいになることはほとんどないため貴重です。塗装ライン、ドライルーム HVAC の空気圧負荷、組立シフトは 1 日を通じて変化し、可変速機械は無駄な積み降ろしをせずにヘッダーを追跡します。数万平方メートルの施設内で圧縮空気が継続的に稼働していることを考えると、適切に選択されたドライオイルフリーステーションと大型の固定速度代替ステーションとの間のエネルギーの差は、工場の耐用年数にわたってかなり大きくなります。
リアルKOTECH KDOF乾式オイルフリーネジ仕様
現在の工場出荷時の数値はKOTECH製品ページから取得。 KDOF は、7.5 ～ 10.5 bar で 37 ～ 355 kW をカバーする 2 段乾式オイルフリー水冷ラインです。
フレームごとの 3 つの流量図は、それぞれ 7.5、8.5、10.5 bar での公表された出力です。処理装置とドライルームヘッダーが実際に必要とする圧力を選択します。 「万が一に備えて」最高圧力を指定すると、自由空気の供給が犠牲になり、連続運転中にエネルギーが無駄になります。
ドライルームエアステーションの設計
空気需要の調査から始めます。塗装、乾燥、組み立て、ドライルームの空気圧と機器の負荷、漏れテスト、清掃などの分野ごとにすべてのユーザーをリストし、シフト全体で現実的な多様性を適用し、漏れ、パージ、成長マージンを追加します。バッテリープラントは段階的に拡張されるため、ステーションはモジュール式である必要があります。共通のヘッダーを備えた多段式ドライスクリューマシンにより、1 台の大型コンプレッサーを不十分な部分負荷で何年も稼働させることなく、建設に合わせて生産能力を高めることができます。クラス 0 の空気停止により、制御された停止や資材の保留が強制される可能性があるため、N+1 冗長性は生産ラインの標準です。トリムマシンが安定して調整できるように、レシーバーのボリュームは、スムーズなパルス処理とテスト負荷に合わせたサイズにする必要があります。
空気処理は付属品ではなく一体型です。ドライルームおよびプロセス要件から圧力露点を指定します。これには、最悪の場合の入口条件、濾過前および濾過後、腐食粒子を防ぐためのステンレス製または内部処理済みの配管に対応したサイズの乾燥剤または回転ドラム乾燥機が使用されます。吸入空気は冷たくて清潔でなければならず、コンプレッサー室はコーティング領域や溶剤領域から分離されている必要があります。コンプレッサーによって拒否された熱は、設備の温水や補給空気の暖房のために回収できます。圧力、露点、温度を継続的に計測し、アラームを建物管理システムに結び付け、生産に供給する前に文書化されたクラス 0 の空気品質を備えた認定施設としての設備を検証します。
資格、メンテナンス、ライフサイクルコスト
バッテリーの顧客は生産設備とほぼ同じくらい慎重にユーティリティを監査するため、サプライヤーは認定パッケージ、つまり ISO 8573-1 クラス 0 認証、材料文書、工場テスト記録、空気品質保証を有効に保つためのメンテナンス計画をサポートする必要があります。乾式オイルフリー機械は、圧縮経路からオイル交換とオイル分離要素を排除し、消耗品の廃棄物の流れを取り除きます。サービスは、吸気フィルター、独自の長い間隔でのタイミングギア オイル、冷却、ベルトまたはドライブと制御に集中しています。水冷フレームには標準スケジュールに従って処理された冷却水が必要で、エアエンドを保護する温度アラームが付いています。
すべての連続プロセスプラントと同様に、コンプレッサーの決定は施設の稼働期間全体にわたる総コストに基づいて行われる必要があり、エネルギーが機器価格の数倍を占めます。適切なサイズの 2 段階ドライ スクリュー フレーム、可変速トリム マシン、ドライヤーとヘッダーが必要とするだけ高く設定された圧力、積極的な漏れ修復プログラム、および熱回収の組み合わせにより、通常、適格な空気 1 立方メートルあたりのコストが最低額になります。既存の建物での購入前の短期間のモニタリング キャンペーン、または新しいプラントの段階的設計により、最初の KDOF マシンのサイズを適切に設定し、次のフェーズにクリーン スペースを残すために必要な需要データが得られます。
購入のヒント
- オイルを注入した空気の濾過に依存するのではなく、圧縮原理で ISO 8573-1 クラス 0 を指定します。
- ドライスクリュー圧縮と乾燥室の露点要件に合わせたサイズの乾燥剤またはロータリードラム乾燥を組み合わせます。
- 工場段階で拡張され、1 台の VSD トリム マシンを含むモジュール式の N+1 ステーションを構築します。
- 実際のヘッダーのニーズに最も近い圧力定格を選択してください。 10.5 bar で流量が低下し、エネルギーが上昇します。
- 露点と圧力を継続的に計測し、生産前にステーションが認定ユーティリティとして検証されます。
よくある質問
リチウム電池乾燥室にはどのような圧縮空気の品質が必要ですか?
ドライオイルフリーのコンプレッサーを購入する代わりに、オイル注入式のコンプレッサーを濾過してみてはいかがでしょうか?
バッテリー工場にはどのくらいのサイズのコンプレッサーが必要ですか?
バッテリー工場ではなぜ 2 段ドライスクリューコンプレッサーが使用されているのですか?
乾燥した部屋の圧縮空気は部屋の湿度管理に影響しますか?
ギガファクトリーのコンプレッサーステーションは、生産段階に応じてどのように拡張すべきでしょうか?
プラントのレイアウト、乾燥室の露点クラス、シフト需要、拡張計画を共有すると、当社のエンジニアが、乾燥、冗長性、および制御を備えた段階的な KOTECH KDOF クラス 0 ステーションのサイズを決定します。