壓縮空氣空壓機(jī)系統(tǒng)節(jié)能教科書式講解

壓縮空氣空壓機(jī)系統(tǒng)節(jié)能教科書式講解全國空壓機(jī)耗電量約為4200億,其中有效能耗只占66%,其余34%的能量被白白鋪張,通常認(rèn)為空壓機(jī)能耗成本占工廠的20%左右,空壓系統(tǒng)節(jié)能亟待全面開展。

壓縮空氣系統(tǒng)組成壓縮空氣系統(tǒng)的有哪些部件組成呢我?guī)Т蠹襾斫馄史治鲆幌掳蓗首先說一下它的組成成分:氣源、輸送管網(wǎng)和用氣末端設(shè)備三大部分組成了壓縮空氣系統(tǒng)的主軀干。

其中,氣源一般為空壓站,內(nèi)含空壓機(jī)、干燥機(jī)、儲氣罐和凈化過濾裝置除油、除塵等。

壓縮空氣系統(tǒng)示意圖如下。

:..空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)示意圖壓縮空氣系統(tǒng)工作原理知道壓縮空氣系統(tǒng)的組成部分之后,我們來了解一下它們各自的功能。

空壓機(jī)目前工礦企業(yè)常用的空壓機(jī)多為雙螺桿式,空壓機(jī)主要有以下系統(tǒng)組成:空氣流程系統(tǒng)、潤滑油流程系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、平安愛護(hù)系統(tǒng)、掌握系統(tǒng)及電氣線路,如圖所示::..空壓機(jī)工作原理示意圖干燥凈扮裝置后處理設(shè)備干燥凈扮裝置的作用是對空壓機(jī)排出的壓縮空氣進(jìn)行凈化:干燥除水、過濾除油、除塵等。

通常設(shè)備有干燥機(jī)冷凍式干燥機(jī)、吸附式干燥機(jī)等、過濾器等。

:..輸送管網(wǎng)輸送管網(wǎng)的作用是將氣源空壓站產(chǎn)生壓縮空氣利用自身的壓力送至用氣終端,輸送管網(wǎng)含管道、閥門、儀表和過濾裝置,管道一般采納金屬管道。

用氣末端系統(tǒng)包含用氣支管閥門、分氣筒、儀表和末端過濾器等,管道壓縮空氣經(jīng)末端進(jìn)入用氣設(shè)備或系統(tǒng)。

壓縮空氣系統(tǒng)低效運(yùn)行緣由大量數(shù)據(jù)表明,壓縮空氣系統(tǒng)主要費(fèi)用都耗費(fèi)在運(yùn)行環(huán)節(jié)上,在其生命周期中,運(yùn)行費(fèi)用電費(fèi)占比高達(dá)78~92%。

因此,如何通過精細(xì)化管理,對能耗深化挖潛,提高能源使用效率,是每個企業(yè)都要面臨的一個課題。

對此,依據(jù)項目工程閱歷,發(fā)覺大部分壓縮空氣系統(tǒng)運(yùn)行能耗高的主要緣由如下:設(shè)備效率低許多年前配置的空壓機(jī)大多屬于低能效設(shè)備,與終端等設(shè)備匹配不合理,僅僅為了滿意生產(chǎn)的基本需求;空壓機(jī)調(diào)整方式落后、無集中掌握,用氣量隨機(jī)變化時,空壓機(jī)因卸載而鋪張嚴(yán)峻;末端設(shè)備用氣不合理、效率低,設(shè)備用氣存在鋪張。

供氣壓力不合理沒有對供氣壓力進(jìn)行分級規(guī)劃,而是簡潔采納高壓供氣外加機(jī)械自力式減壓閥來滿意不同的壓力需求,大量的能源:..鋪張在閥門上。

此外,當(dāng)需求側(cè)用氣量變化引起管網(wǎng)壓力的隨機(jī)波動,為了避開機(jī)組的頻繁啟停,需要設(shè)定一個很寬的壓力變化范圍,造成空壓機(jī)出口壓力的大幅波動,增加了空壓系統(tǒng)的運(yùn)行能耗。

能源鋪張的緣由空載能耗高目前多數(shù)企業(yè)壓縮機(jī)為單臺立方,壓縮機(jī)開停只有或的倍數(shù),空壓機(jī)設(shè)備開停依靠人工管理。

尤其在用氣負(fù)載頻繁變化時,系統(tǒng)不能快速反應(yīng),也不能實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)排量的微調(diào),這形成了空壓站各空壓機(jī)的空載。

空壓機(jī)空載時的能耗高達(dá)其滿載運(yùn)行時的40%~70%。

爬升能耗高螺桿壓縮機(jī)有兩種運(yùn)行模式:加、卸載運(yùn)行模式或空載、滿載運(yùn)行模式。

加、卸載掌握方式使得壓縮氣體的壓力在最低工作壓力值即能夠保證用戶正常工作的最低壓力-加載壓力和最高工作壓力卸載壓力之間運(yùn)行。

壓差一般在1以上。

通過理論計算和實(shí)際檢測,得知空壓機(jī)壓力每增加1公斤,能耗增加4-8%。

傳統(tǒng)管理方式在空壓站的使用管理過程中,存在兩種不行避開的沖突:一種是企業(yè)對空壓機(jī)管理人員有明確的考核,那么會出:..現(xiàn)氣壓常常不夠或能少開就少開的慣,不利于生產(chǎn)線的正常運(yùn)行,或消失壓力達(dá)不到設(shè)備使用要求導(dǎo)致用氣終端故障增加。

一種是對空壓機(jī)管理人員沒有明確的考核,這就會導(dǎo)致空壓機(jī)多開、空壓站空載能耗高的結(jié)果。

無論哪種管理模式,其結(jié)果都會是空壓站電能鋪張增大,而且不利于平安生產(chǎn)。

壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能手段空壓機(jī)節(jié)能空壓機(jī)是壓縮空氣系統(tǒng)中能耗最高的設(shè)備,占總系統(tǒng)能耗的90%以上,因此空壓機(jī)的節(jié)能至關(guān)重要,以下為常用的空壓機(jī)節(jié)能技術(shù)。

高效機(jī)組替代一般狀況下,在壓縮空氣的節(jié)能改造過程中,出于成本的考慮,不會采納空壓機(jī)替代的方案,但在特點(diǎn)的場合,如空壓機(jī)運(yùn)行周期過長8年,能耗明顯增加,修理費(fèi)用明顯增加的狀況下,可以考慮進(jìn)行高效空壓機(jī)替代。

近兩年,國內(nèi)各大空壓機(jī)廠商先后推出了永磁變頻空壓機(jī)、兩級壓縮空壓機(jī),一級能效壓縮機(jī)等,對于空壓機(jī)的能效提升、電耗降低,市場用戶賜予了極高的贊譽(yù)。

機(jī)組合理搭配空壓機(jī)的合理配置及合理運(yùn)行對節(jié)約用電特別重要。

機(jī)組選型一般最大設(shè)計負(fù)荷除以臺數(shù)來確定,如機(jī)組臺數(shù)過少,當(dāng)在低:..負(fù)荷時,通過主機(jī)調(diào)整不能滿意機(jī)組高效運(yùn)行,或者導(dǎo)致機(jī)組頻繁加減機(jī)和加卸載時,可以考慮增設(shè)一套變流量的小機(jī)組,增加負(fù)荷的可調(diào)性。

同時盡量使得各機(jī)組在高效去運(yùn)行。

其中變?nèi)萘慷酁槁輻U式。

另外,由于管道壓力損失不確定,設(shè)備啟動存在流量高峰等緣由,~。

,壓縮機(jī)的耗電就提高4%~8%,造成了巨大的能源鋪張。

有時也會為了少數(shù)幾臺壓力要求高的設(shè)備,而整個調(diào)高供氣的壓力,這在能源使用配置上極其不合理,非明智之舉。

空壓機(jī)變頻運(yùn)行空壓機(jī)最主要的能量鋪張為卸載能耗工頻機(jī),卸載時電機(jī)空轉(zhuǎn),不產(chǎn)氣。

這種方式在沒有供氣的狀況下也仍需消耗40%~70%額定功率的電力,鋪張?zhí)貏e嚴(yán)峻。

另外工頻空壓機(jī)在部分負(fù)荷運(yùn)行時,還簡單消失頻繁的加載、卸載循環(huán)交替過程,不僅鋪張了能耗,還使得供氣壓力波動,也使電機(jī)和壓縮機(jī)產(chǎn)生交替疲憊,影響使用壽命。

因此,對于中低負(fù)載的空壓機(jī)進(jìn)行變頻改造,可大大的削減卸載時間,極大的削減卸載電耗。

空壓機(jī)變頻改造以不轉(zhuǎn)變原有系統(tǒng)為前提,對壓縮機(jī)進(jìn)行變頻升級,采納先進(jìn)的矢量掌握技術(shù),結(jié)合算法,對壓縮機(jī)進(jìn)行精確掌握。

變頻改造出節(jié)能以外,尚有以下優(yōu)點(diǎn)::..延長主電機(jī)軸承使用壽命;延長機(jī)頭使用壽命,延長皮帶或彈性聯(lián)軸器使用壽命;延長冷卻油的使用壽命。

因此,在實(shí)際的節(jié)能改造工程中,對中低負(fù)載的對空壓機(jī)進(jìn)行變頻改造是最抱負(fù)的節(jié)能措施。

機(jī)組聯(lián)動掌握變頻改造可以很好地消退單臺空壓機(jī)的空載,但對于多臺空壓機(jī)組成的供氣系統(tǒng),從平衡系統(tǒng)負(fù)荷的角度來講,對每臺空壓機(jī)都進(jìn)行變頻改造既無必要,也不經(jīng)濟(jì)。

因此,確保工頻空壓和變頻空壓機(jī)的協(xié)調(diào)運(yùn)行的機(jī)組聯(lián)動掌握至關(guān)重要。

聯(lián)控系統(tǒng)最主要的功能可以實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)機(jī)組包括每臺空壓機(jī)的后處理設(shè)備的聯(lián)鎖掌握,能依據(jù)總管壓力和空壓機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)智能地加卸載對應(yīng)的空壓機(jī)等以保證管網(wǎng)的供氣穩(wěn)定和能耗最低。

聯(lián)動掌握+單機(jī)變頻可最大程度的消退系統(tǒng)卸載能耗。

干燥機(jī)節(jié)能對于一般的冷凍式干燥機(jī),耗電不耗氣,因其電耗占系統(tǒng)電耗的5%左右,一般在節(jié)能改造過程中很少涉及,除非設(shè)備老舊運(yùn)行效果差時,才考慮以高效設(shè)備進(jìn)行替代。

吸附式干燥機(jī)耗電、耗氣。

無熱再生型和微熱再生型耗氣量都在10%以上,極大的鋪張了能源。

:..推舉采納余熱再生型干燥機(jī)進(jìn)行替代,余熱再生型耗氣量不高于2%。

管道節(jié)能管道節(jié)能來自兩部分:一是降低管道壓損,通過降低空壓的排氣壓力從而降低空壓電耗,通常狀況下,,空壓機(jī)可節(jié)能6%~7%;二是杜絕管網(wǎng)泄漏。

管網(wǎng)泄漏在老舊的管網(wǎng)中普遍存在。

在泄露問題上,工廠中的泄露量通常占供氣量的10%~30%,而管理不善的工廠甚至可能高達(dá)50%。

有時一個汽車組裝車間的泄漏點(diǎn)就有2萬個,其中,泄露量的90%以上來自設(shè)備使用中的零部件老化或破損。

而尤為嚴(yán)峻的是,現(xiàn)場管理人員遠(yuǎn)遠(yuǎn)地低估了泄漏造成的損失。

以1直徑的管道腐蝕小孔為例,,一年鋪張的電費(fèi)約為4000元。

一般的碳鋼管道壓損較大,且隨著年頭的增多,腐蝕造成的泄漏現(xiàn)象嚴(yán)峻,因此屬于不節(jié)能管道。

而新型的鋁合金快速管道,阻力小,耐腐蝕,無焊縫不易泄露,且施工快速,獲得了越來越多應(yīng)用,因此在節(jié)能改過程中推舉采納鋁合金快速管道替代老舊的碳鋼管道。

管道節(jié)能在壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能工程中越來越受重視,應(yīng)用越來越多。

用氣末端節(jié)能用氣末端節(jié)能來自兩部分,一是管理節(jié)能,對于人工掌握啟停的吹掃等用氣,做到使用打開,不用準(zhǔn)時關(guān)閉等,杜絕浪:..費(fèi);二是替換低效噴嘴或其它用氣設(shè)備,提高氣體利用率。

該部分在節(jié)能改造中一般不受重視,除非用氣企業(yè)有劇烈的節(jié)能意識才注意末端節(jié)能。

用余熱回收節(jié)能空氣在壓縮過程中,90%以上的電能轉(zhuǎn)化為熱量散出,在工程中,可回收利用的熱能不小于空壓機(jī)電耗70%,余熱回收的能量相當(dāng)可觀。

回收的熱量可用于生活用熱、鍋爐給水預(yù)熱、工藝加熱、采暖用熱等多種場合。

余熱回收可降低空壓機(jī)排氣溫度、延長空壓機(jī)使用壽命,延長冷卻油的使用周期等諸多優(yōu)點(diǎn)。

在節(jié)能工程中應(yīng)用較多。

壓機(jī)余熱回收裝置及系統(tǒng)示意圖壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能解決方案實(shí)際的節(jié)能改造工程中,主要針對空壓機(jī)、干燥機(jī)和管道部分進(jìn)行節(jié)能改造,用戶末端系統(tǒng)很少涉及。

一般的節(jié)能改造,主要對空壓:..站和輸送管網(wǎng)部分進(jìn)行,節(jié)能目標(biāo)如下:穩(wěn)定供氣壓力、削減管網(wǎng)壓力波動和確定合理的供氣壓力。

壓縮空氣供需匹配,盡量削減空壓機(jī)卸載時間。

空壓機(jī)余熱回收利用。

降低干燥機(jī)再生耗氣。

留意啦:為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo),需配置肯定的硬件和自動掌握措施。

數(shù)據(jù)采集與布點(diǎn)對壓縮空氣系統(tǒng)進(jìn)行用電和運(yùn)行參數(shù)的采集,這是節(jié)能分析和節(jié)能改造的基礎(chǔ)。

數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)如下圖:節(jié)能分析與診斷通過對監(jiān)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,計算各種評價指標(biāo),并結(jié)合運(yùn)行規(guī)律和設(shè)備基礎(chǔ)資料等,可對壓縮空氣系統(tǒng)和其中的設(shè)備進(jìn)行能效評價。

節(jié)能改造措施介紹壓縮空氣系統(tǒng)的節(jié)能改造通常以設(shè)備的改造硬件和系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化掌握軟件相結(jié)合的方式進(jìn)行,力求:..以最小的投入產(chǎn)生最大的節(jié)能效益。

設(shè)備改造通常空壓機(jī)變頻改造、增加余熱利用系統(tǒng)和節(jié)能管道替換為主。

系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化掌握主要是采納聯(lián)動掌握系統(tǒng)。

節(jié)能改造所需硬件配置變頻器:變頻器為調(diào)速的主要設(shè)備,多臺空壓機(jī)時,通常只需對其中的一臺進(jìn)行變頻改造即可。

測量儀表:測量儀表用于采集運(yùn)行參數(shù),為調(diào)整之依據(jù)。