在當(dāng)今的工業(yè)領(lǐng)域,螺桿空壓機(jī)由于堅(jiān)固耐用、便于維護(hù)的特性,成為保有量更大的壓縮機(jī)類型,用途非常廣泛。然而,螺桿空壓機(jī)的能源利用率仍然在低位徘徊,輸入給螺桿空壓機(jī)的電力只有大約20%轉(zhuǎn)化為有效的壓縮空氣動力,其余全部轉(zhuǎn)化為熱。如果將螺桿空壓機(jī)自身的效率提高,實(shí)現(xiàn)節(jié)能型螺桿空壓機(jī),那么將獲得巨大的效益。
或者可通過選型與計(jì)算,選擇離心空壓機(jī)等,但此種方式投資量比較大,除非用戶企業(yè)有意向,否則不推薦。
氣體傳輸管路和末梢優(yōu)化節(jié)能
壓縮空氣一經(jīng)產(chǎn)生,需要經(jīng)過儲氣罐和管路輸送到使用場合,而在輸送過程中,管路常常存在問題,這些問題增大了能源消耗,造成了無謂的浪費(fèi)。通過管路和末梢用氣環(huán)節(jié)優(yōu)化的節(jié)能手段,能夠?qū)崿F(xiàn)空壓機(jī)系統(tǒng)的大幅節(jié)能。本章對常見的管路問題進(jìn)行講解,并對解決方案進(jìn)行簡單的介紹。
1.儲氣罐容量不足
在應(yīng)用現(xiàn)場中,常常發(fā)生的問題是儲氣罐容量不足,由于容量較小,儲能作用較差,氣壓波動大,造成壓縮機(jī)反復(fù)加載和卸載,形成大量的能源浪費(fèi)。通過增大儲氣罐,單次卸載時(shí)間超過一定時(shí)長,那么空壓機(jī)的卸載功耗會下降,形成節(jié)能效果。
2.直角彎頭
管路駁接處的直角彎頭對能效具有很大的破壞作用,其原因:
a、直角彎頭形成氣體沖擊,局部壓力增大,造成壓縮機(jī)持續(xù)運(yùn)行于高氣壓狀態(tài),且容易卸載。
b、直角彎頭造成流動阻力加大,形成附加的做功點(diǎn)。
對于空壓機(jī)輸出口的直角彎頭,嚴(yán)重時(shí)可空耗0.5bar的壓力,如現(xiàn)場采用6.5bar壓力系統(tǒng),則直角彎頭的能量損失占到了7%以上,其危害程度可見一斑。對管路駁接點(diǎn)進(jìn)行合理優(yōu)化,能夠顯著降低能源損耗,該部分損耗幾乎消除。
3.管路走向不良
壓縮空氣從統(tǒng)一的儲氣罐送出之后,經(jīng)過各條管路向用氣環(huán)節(jié)輸送,高效的輸送形式有單點(diǎn)菊花鏈狀、多點(diǎn)環(huán)狀。但是一般的用戶現(xiàn)場因?yàn)橐淮涡酝顿Y的節(jié)省等原因,空氣管路的走向往往不合理,造成壓力損失過大,導(dǎo)致必須供應(yīng)更高的氣體壓力。例如,一般氣動現(xiàn)場末端氣壓只要大于4.5bar就可以穩(wěn)定工作,但是由于管路走向不佳,導(dǎo)致壓縮機(jī)必須供應(yīng)6.5bar壓力,如果進(jìn)行管路走向優(yōu)化,只需要供應(yīng)5.8bar壓力即可,節(jié)能率可以達(dá)到10%左右。
4.末梢儲能不足
在一條生產(chǎn)線中,有不同類型的用氣環(huán)節(jié),例如:
a、持續(xù)用氣環(huán)節(jié),例如氣動馬達(dá)(手持式磨削機(jī))等,要求壓力持續(xù)可靠;b、小規(guī)模脈沖式用氣環(huán)節(jié),例如氣動螺絲刀、氣動活塞等,要求壓力持續(xù)可靠;c、大規(guī)模脈沖式用氣環(huán)節(jié),例如氣除灰、噴吹設(shè)備等,要求儲能量大;d、敞口用氣環(huán)節(jié),例如玻璃冷卻、吹掃環(huán)節(jié)等,要求流量大,對壓力無明確要求。
由于上述各種用氣環(huán)節(jié)常常共存于同一段管道上,脈沖用氣設(shè)備需要瞬時(shí)較大的氣體供應(yīng),它們勢必拉低管路氣壓,導(dǎo)致持續(xù)用氣環(huán)節(jié)得不到充足的氣壓,這就要求供氣端供應(yīng)更大的氣壓,從而導(dǎo)致壓縮機(jī)能耗大幅度增大。
可通過氣壓、氣流偵測,在準(zhǔn)確位置部署儲氣罐,增大局部儲能量,改善局部氣壓,使得整體供氣壓力下降,實(shí)現(xiàn)了較好的節(jié)能效果。
5.采取分壓供氣
在部分領(lǐng)域,廠內(nèi)壓縮空氣的供應(yīng)需求分為幾種,如前面章節(jié)所述。例如,儀表供氣末端需要4.5bar壓力,要求壓縮機(jī)供應(yīng)6bar壓力,而吹掃和冷卻用氣只需要流量,對于壓力只要高于2bar就會很好,那么,如果全廠統(tǒng)一供應(yīng)6bar壓力,就會導(dǎo)致大量的浪費(fèi)。北京時(shí)代科儀在這個(gè)領(lǐng)域具有較好的經(jīng)驗(yàn),通過專家進(jìn)場檢測,合理設(shè)計(jì)分壓供氣回路,實(shí)現(xiàn)大幅度節(jié)能。部分現(xiàn)場甚至節(jié)能50%以上。
6.氣體部件更換和漏點(diǎn)偵測
壓縮機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)持續(xù)運(yùn)行的整體,各個(gè)氣體部件和接頭在長期運(yùn)行過程中,都可能出現(xiàn)性能下降、漏氣等不良現(xiàn)象,對企業(yè)的各個(gè)用氣點(diǎn)進(jìn)行檢測,找到其中效率較低的環(huán)節(jié),并進(jìn)行更換,實(shí)現(xiàn)更大程度的節(jié)能。
空壓機(jī)余熱利用節(jié)能
壓縮空氣的產(chǎn)生過程是較為復(fù)雜的,在氣體壓縮的過程中,發(fā)熱程度較高,常達(dá)到100攝氏度以上,空壓機(jī)消耗的電能只有約20%轉(zhuǎn)換為壓縮空氣動力,其余80%皆轉(zhuǎn)換為熱量。故壓縮機(jī)的余熱利用價(jià)值常常較高。
1.空壓機(jī)余熱制熱水
使用空壓機(jī)運(yùn)行過程中的熱油、熱空氣進(jìn)行換熱,將熱量傳遞到軟水介質(zhì)中,然后再將軟水介質(zhì)的熱量再次換熱,傳遞到用戶所用的熱水中,雙級換熱,實(shí)現(xiàn)余熱的利用。
這種余熱利用方式主要針對具有較多壓縮機(jī)、且具有較多熱水需求的場合。
例如,南方的各家企業(yè),具有壓縮機(jī)長期運(yùn)行,并且員工宿舍需要洗浴熱水;煤礦,具有大量壓縮機(jī)運(yùn)行,并且工人洗浴熱水量較大。
2.空壓機(jī)余熱制冷
使用空壓機(jī)運(yùn)行過程中的熱能,產(chǎn)生高溫?zé)崴,然后使用高溫(zé)崴鳛闊嵩矗?qū)動溴化鋰機(jī)組制冷,能夠產(chǎn)生冷凍水供應(yīng)生產(chǎn)環(huán)節(jié)。例如,制藥企業(yè),利用離心空壓機(jī)的余熱,產(chǎn)生90攝氏度熱水,驅(qū)動溴化鋰機(jī)組制冷,彌補(bǔ)冷凍水的不足,大幅降低制冷壓縮機(jī)的使用率,節(jié)能效果顯著。電子企業(yè),利用壓縮機(jī)的余熱,產(chǎn)生95攝氏度熱水,驅(qū)動溴化鋰制冷,產(chǎn)生的冷凍水供應(yīng)企業(yè)生產(chǎn)車間空調(diào)和生產(chǎn)線。
空壓機(jī)附屬干燥機(jī)節(jié)能
在化工等場合,對壓縮空氣的含水率要求較高,因此采用冷干機(jī)或者吸干機(jī)來對壓縮后的空氣進(jìn)行干燥處理,同時(shí)也會帶來附加的能源消耗。
1.冷干機(jī)聯(lián)動
在部分現(xiàn)場,冷干機(jī)常年運(yùn)行,運(yùn)行方式較為粗放。評估壓縮空氣的濕度(露點(diǎn)),對冷干機(jī)進(jìn)行聯(lián)動,實(shí)現(xiàn)較好的節(jié)電效果。
2.吸干機(jī)優(yōu)化
一般的吸附式干燥機(jī)具有兩種能耗:
a、對壓縮空氣的損耗;
b、再生加熱的用電損耗;
在部分現(xiàn)場,吸干機(jī)的損耗較大,通過優(yōu)化的吸干機(jī),能夠大幅度降低耗氣量和耗電量,消除無謂的損耗,實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
3.智能疏水閥
在較多的現(xiàn)場,為了實(shí)現(xiàn)排水,疏水閥都沒有經(jīng)過仔細(xì)的控制,長期開啟,存在持續(xù)的泄漏,此種工作方式能耗很高,看似不大的一個(gè)泄漏,由于壓縮機(jī)的產(chǎn)氣效率本身就不高,壓縮空氣比較寶貴,所以引起的耗電量是相當(dāng)驚人的。通過智能疏水閥控制,使得疏水閥的開啟時(shí)間大幅縮短(縮短了90%),杜絕了持續(xù)的泄漏,此技術(shù)的投資回收期非常短。
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作者:德耐爾@德耐爾空壓機(jī) 空壓機(jī)修訂日期:2017-10-17
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