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空壓機

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通過石油行業(yè),淺析用戶浪費壓縮空氣的那些原因

時間:2019-09-12 09:00來源:crehz.net.cn 作者:德耐爾空壓機
一、壓縮空氣的成本到底有多高? 空氣來自大氣,取之不盡,用之不竭,工業(yè)現(xiàn)場很多人都認為使用壓縮空氣是不需要成本的,對壓縮空氣成本認識及其淺薄,這是導(dǎo)致現(xiàn)場浪費的一個主要原因。 工業(yè)空壓機的能耗指標通常用比能量來表示。 比能量指標表示的是輸出單

 一、壓縮空氣的成本到底有多高?

空氣來自大氣,取之不盡,用之不竭,工業(yè)現(xiàn)場很多人都認為使用壓縮空氣是不需要成本的,對壓縮空氣成本認識及其淺薄,這是導(dǎo)致現(xiàn)場浪費的一個主要原因。

工業(yè)空壓機的能耗指標通常用“比能量”來表示。

比能量指標表示的是輸出單位體積壓縮空氣所需的平均耗電量:KWh/m³(ANR)。該指標在空壓機輸出壓力為0.7MPa(G)時在0.08~0.12KWh/m³(ANR)范圍內(nèi),數(shù)值越小,表示效率越高。

空壓機的比能量因空壓機和輸出壓力而異。如按我國絕大多數(shù)地方的工業(yè)用電每度電費0.6元計算的話,制造1m³(ANR)壓縮空氣所需電費為1.8分錢~7.2分錢。

除電費外,壓縮空氣制造成本中還有空壓機潤滑油、定期保養(yǎng)及設(shè)備折舊費等。

以年工作時間4000小時的中型螺桿式空壓機為例,該部分成本與電費各占19%和81%。如將這部分成本也計入的話,1m³(ANR)壓縮空氣的實際制造成本為6分錢~9分錢。

由此來看,壓縮空氣并不便宜,簡歷壓縮空氣成本意識是氣動節(jié)能的第一步。

二、石化行業(yè)高能耗現(xiàn)狀分析

(一)較高的設(shè)備能耗

石化行業(yè)既是能源生產(chǎn)大戶也是能源能耗大戶,石油加工過程中消耗大量能耗能源。其中設(shè)備能耗是煉油化工裝置能耗主要組成部分。

根據(jù)中國石化2005年的統(tǒng)計,中國石化2005年終能耗約合1020.58萬噸標油,由設(shè)備消耗轉(zhuǎn)化的燃料油、燃料氣、電耗、蒸汽占了67.84%,其中電耗占18.44%,接近187.7萬噸標油。

電能主要由動設(shè)備,如泵、風(fēng)機、空壓機等消耗,用于輸送分離各類介質(zhì)。

總的來說,設(shè)備用能占了煉油化工裝置用能的70%左右,提高設(shè)備及設(shè)備系統(tǒng)的能效是石化企業(yè)節(jié)能減排的主要途徑之一。

(二)空壓機的用能問題分析

以空壓機為例,設(shè)備能耗較高主要表現(xiàn)在以下幾個方面:

1、部分空壓機偏離設(shè)計工況

通過某石化煉油分布6000V空壓機效率測算得出,空壓機匹配的電機負責(zé)率平均值是77.3%,接近下限75%,有的甚至只有41%?諌簷C運行負荷偏離設(shè)計工況,動力負載率有待提高。

2、工藝用空壓機缺少能效評價方法

一般動力空氣壓縮機,產(chǎn)品標準、試驗方法、能效標準齊全。但節(jié)能檢測方法標準系1996年頒布實施,應(yīng)根據(jù)現(xiàn)狀進行修訂。

工藝用空壓機缺乏能效考核標準。由于工藝用空壓機種類繁多,型式各異,大部分功率大,難以監(jiān)測,目前還缺乏能效考核標準,掌握的能效數(shù)據(jù)少,難以判斷空壓機性能是否高效。

3、變負荷運行調(diào)節(jié)急待改善

石化行業(yè)對于低負荷運行常采用加卸載/回氣調(diào)節(jié)的方法,能耗很大,調(diào)節(jié)下來的氣量相當(dāng)于對于這部分做的功完全浪費了。

系統(tǒng)低負載運行,還帶來壓縮空氣后處理設(shè)備低效率運行。在匹配不完全合理情況下,系統(tǒng)的多數(shù)設(shè)備處于部分低負載的狀態(tài),能源使用效率地下現(xiàn)象十分嚴重。

壓縮空氣系統(tǒng)能耗的96%為工業(yè)空壓機的耗電。我國工業(yè)空壓機的耗電量約占全國總耗電量的6%。

三、當(dāng)前我國用氣企業(yè)空壓機系統(tǒng)的主要問題

在當(dāng)前我國用戶的壓縮空氣系統(tǒng)中,能源浪費主要表現(xiàn)為泄露偏大、空壓機配置及運行僅以保壓為目的、供給壓力不合理、噴嘴低效、設(shè)備用氣存在浪費、現(xiàn)場工人用氣成本意識淺薄等問題。

1、壓縮空氣泄漏。

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 50%。

有時一個汽車組裝車間的泄漏點就有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。

2、現(xiàn)場管理人員低估泄漏造成的損失。

比如,在供氣壓力為0.7MPa下的氣管中一個直徑1mm的泄漏小孔,每年導(dǎo)致的損失高達約3525度電,幾乎相當(dāng)于兩個三口之家的全年家庭用電,如表2。

加強泄漏損失意識、普及泄漏檢測及預(yù)防手段是當(dāng)前工作重點。當(dāng)前國內(nèi)一些企業(yè)在開始利用ECOSO泄露檢測儀及泄露點掃描槍查漏堵漏,并已取得一些成效。

3、空壓機的不合理配置及運行。

通常,為使輸出壓力波動小,很多空壓機采用吸氣閥調(diào)節(jié)方式。這種方式在沒有供氣的情況下也仍需消耗40%~70%額定功率的電力,浪費較嚴重。

為此,導(dǎo)入變頻控制、臺數(shù)控制,采用空壓機房節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)等措施對削減電力十分奏效。

而這些在工廠的實際操作中基本都被忽略,保證壓力成為大多數(shù)工廠對空壓機管理的唯一要求。

4、供氣壓力偏高造成浪費。

由于管道壓力損失不確定,設(shè)備啟動存在流量高峰等原因,空壓機的供氣壓力有時比現(xiàn)場要求壓力高出0.2MPa~0.3MPa。

而末端設(shè)備每提高0.1MPa,空壓機的耗電就提高4%~8%,造成了巨大的能源浪費。

有時工廠也會為了少數(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。

5、噴嘴不正常使用造成浪費。

噴嘴在噴氣織機、制造加工的精修及機加工等工藝現(xiàn)場被廣泛使用,其耗氣量在某些產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域達到總供氣量的50%。有的現(xiàn)場人員很容易為了追求大沖擊力而擅自擴大噴嘴噴口、提高供給壓力,從而造成很大的用氣浪費。

6、其他原因造成的浪費。

在氣動設(shè)備中存在用氣不合理的現(xiàn)象也比較突出,例如確定工件是否卡到位的氣體背壓檢測、真空發(fā)生器給氣等存在不工作也不間斷供氣現(xiàn)象。

尤其是化學(xué)藥液槽等用于攪拌目的的用氣、輪胎制造中的定型充氣等,從0.7MPa的高壓減壓到0.1MPa~0.2MPa使用的現(xiàn)象非常普遍,浪費得令人痛心。

從工藝上把握設(shè)備的實際需要壓力和低耗氣量是使設(shè)備耗氣合理化的前提。由于設(shè)備用氣不合理導(dǎo)致的浪費平均估計為供氣量的20%。

以上種種問題,表明當(dāng)前壓縮空氣系統(tǒng)的使用中用氣浪費比較嚴重。 用氣設(shè)備的節(jié)能改造措施有:

使用新型氣動噴嘴節(jié)能裝置和脈沖式氣槍,工件到位時噴嘴開始吹掃

工件到位時真空發(fā)生器開始供氣

高耗能氣動設(shè)備改為電動設(shè)備(工藝攪拌)

大型氣缸改兩節(jié)節(jié)能型氣缸

壓縮空氣滿足設(shè)備低需求壓力,增加合適儲氣罐緩沖瞬間大的用氣量

在特定行業(yè)采用專業(yè)氣動設(shè)備,如電解鋁行業(yè)推廣使用的打殼缸專用節(jié)氣閥等

因此,只要對壓縮空氣系統(tǒng)開展詳細調(diào)查,明確問題所在,采取合理有效的節(jié)能措施,整個系統(tǒng)可以實現(xiàn)20%甚至更高的節(jié)能效果。

四、小結(jié)

2010年初,筆者對中國某輪轂企業(yè)進行氣動系統(tǒng)節(jié)能改造,同樣實現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能30%以上。

在我國如果能廣泛開展氣動節(jié)能活動、普及氣動節(jié)能技術(shù),每年可為國家節(jié)約用電約600億度,折合金額360億元,對于企業(yè)來說具有非?捎^的經(jīng)濟效益和社會效益。

本文雖然從石化行業(yè)說起,但耗能與節(jié)能措施是相同的:

針對我國化工、化纖、紡織、汽車、橡膠、電子半導(dǎo)體、加工機械等制造行業(yè)的大中型企業(yè),以降低空氣壓縮機能耗為目的,結(jié)合各個行業(yè)特點研究切實可行的節(jié)能技術(shù),制定一整套行之有效、易于實施、投資回收期小的節(jié)能實施流程,將節(jié)能措施行業(yè)化、系統(tǒng)化、具體化、可操作化、可視化并進而規(guī)范化,可為企業(yè)的節(jié)能降耗和國家的節(jié)能目標做出應(yīng)有的貢獻。

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作者:德耐爾@德耐爾空壓機  空壓機修訂日期:2019-09-12
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