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更新時間:2019-08-29 08:20:17 點擊次數(shù):次
據(jù)統(tǒng)計,空壓系統(tǒng)電能消耗占工業(yè)能耗的8~10%左右,2018年全國空壓機耗電量約為4200億kW•h/a,其中有效能耗只占66%,其余34%的能量(約1420.4億kW•h/a)被白白浪費掉,空壓系統(tǒng)節(jié)能亟待高效開展。
眾所周知,空壓站主要包括三大塊:供氣設備、供氣管道系統(tǒng)、用氣設備;用氣設備屬于耗能部分,所以我們的節(jié)能的重點就剩下了供氣設備和供氣管道系統(tǒng)??瓷先ズ唵蔚膬刹糠制鋵嵅⒉缓唵?,這里消耗的電費可高達工廠全部電費的40%以上。
經(jīng)過長期的跟蹤調查,發(fā)現(xiàn)有很大一部分用戶的用氣都有40%~80%的波動;為了降低用戶空壓機能耗,提高生產率,降低生產成本,我們特別推薦以下常用的空壓機系統(tǒng)節(jié)能方案。
更換節(jié)能型壓縮機
在當今的工業(yè)領域,螺桿壓縮機由于堅固耐用、便于維護的特性,成為保有量最大的壓縮機類型,用途非常廣泛。然而,螺桿壓縮機的能源利用率仍然在低位徘徊,輸入給螺桿壓縮機的電力只有大約20%轉化為有效的壓縮空氣動力,其余全部轉化為熱。如果將螺桿壓縮機自身的效率提高,實現(xiàn)節(jié)能型螺桿壓縮機,那么將獲得巨大的效益。
可通過選型與計算,選擇更高能效等級的螺桿壓縮機或離心壓縮機等,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。通過管路和末梢用氣環(huán)節(jié)優(yōu)化的節(jié)能手段,能夠實現(xiàn)壓縮機系統(tǒng)的大幅節(jié)能。本章對常見的管路問題進行講解,并對解決方案進行簡單的介紹。
1.儲氣罐容量不足
在應用現(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,造成壓縮機反復加載和卸載,形成大量的能源浪費。通過增大儲氣罐,單次卸載時間超過一定時長,那么壓縮機的卸載功耗會下降,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,造成壓縮機持續(xù)運行于高氣壓狀態(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。
對于壓縮機輸出口的直角彎頭,嚴重時可空耗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。對管路駁接點進行合理優(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菊花鏈狀、多點環(huán)狀。但是一般的用戶現(xiàn)場因為一次性投資的節(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,導致必須供應更高的氣體壓力。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,導致壓縮機必須供應6.5bar壓力,如果進行管路走向優(yōu)化,只需要供應5.8bar壓力即可,節(jié)能率可以達到10%左右。
4.末梢儲能不足
在一條生產線中,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(手持式磨削機)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,脈沖用氣設備需要瞬時較大的氣體供應,它們勢必拉低管路氣壓,導致持續(xù)用氣環(huán)節(jié)得不到充足的氣壓,這就要求供氣端供應更大的氣壓,從而導致壓縮機能耗大幅度增大。
可通過氣壓、氣流偵測,在準確位置部署儲氣罐,增大局部儲能量,改善局部氣壓,使得整體供氣壓力下降,實現(xiàn)了較好的節(jié)能效果。
5.采取分壓供氣
在部分領域,廠內壓縮空氣的供應需求分為幾種,如前面章節(jié)所述。例如,儀表供氣末端需要4.5bar壓力,要求壓縮機供應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6bar壓力,就會導致大量的浪費。合理設計分壓供氣回路,可實現(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偵測
壓縮機系統(tǒng)是一個持續(xù)運行的整體,各個氣體部件和接頭在長期運行過程中,都可能出現(xiàn)性能下降、漏氣等不良現(xiàn)象,對企業(yè)的各個用氣點進行檢測,找到其中效率較低的環(huán)節(jié),并進行更換,實現(xiàn)最大程度的節(jié)能。
壓縮機附屬干燥機節(jié)能
在化工等場合,對壓縮空氣的含水率要求較高,因此采用冷干機或者吸干機來對壓縮后的空氣進行干燥處理,同時也會帶來附加的能源消耗。
1.冷干機聯(lián)動
在部分現(xiàn)場,冷干機常年運行,運行方式較為粗放。評估壓縮空氣的濕度(露點),對冷干機進行聯(lián)動,實現(xiàn)較好的節(jié)電效果。
2.吸干機優(yōu)化
一般的吸附式干燥機具有兩種能耗:
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,吸干機的損耗較大,通過優(yōu)化的吸干機,能夠大幅度降低耗氣量和耗電量,消除無謂的損耗,實現(xiàn)節(jié)能。
3.智能疏水閥
在較多的現(xiàn)場,為了實現(xiàn)排水,疏水閥都沒有經(jīng)過仔細的控制,長期開啟,存在持續(xù)的泄漏,此種工作方式能耗很高,看似不大的一個泄漏,由于壓縮機的產氣效率本身就不高,壓縮空氣比較寶貴,所以引起的耗電量是相當驚人的。通過智能疏水閥控制,使得疏水閥的開啟時間大幅縮短,杜絕了持續(xù)的泄漏,此技術的投資回收期非常短。
壓縮機余熱利用節(jié)能
壓縮空氣的產生過程是較為復雜的,在氣體壓縮的過程中,發(fā)熱程度較高,常達到100攝氏度左右,壓縮機消耗的電能只有約20%轉換為壓縮空氣動力,其余80%皆轉換為熱量。故壓縮機的余熱利用價值常常較高。
1.壓縮機余熱制熱水
使用壓縮機運行過程中的熱油、熱空氣進行換熱,將熱量傳遞到軟水介質中,然后再將軟水介質的熱量再次換熱,傳遞到用戶所用的熱水中,雙級換熱,實現(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、且具有較多熱水需求的場合。
例如,南方的各家企業(yè),具有壓縮機長期運行,并且員工宿舍需要洗浴熱水;煤礦,具有大量壓縮機運行,并且工人洗浴熱水量較大。
2.壓縮機余熱制冷
使用壓縮機運行過程中的熱能,產生高溫熱水,然后使用高溫熱水作為熱源,驅動溴化鋰機組制冷,能夠產生冷凍水供應生產環(huán)節(jié)。例如,制藥企業(yè),利用離心壓縮機的余熱,產生熱水,驅動溴化鋰機組制冷,彌補冷凍水的不足,大幅降低制冷壓縮機的使用率,節(jié)能效果顯著。電子企業(yè),利用壓縮機的余熱,產生熱水,驅動溴化鋰制冷,產生的冷凍水供應企業(yè)生產車間空調和生產線。
提高空壓機的運行效率
提高空壓機運行效益的關鍵,是提高空壓機的排氣量。影響空壓機排氣量的因素很多,通過運行實踐,可以從下面幾方面著手,取得很明顯的效果。
1.保證良好的吸氣環(huán)境和冷卻條件。
加強吸氣點的通風,定期清洗更換吸氣過濾網(wǎng),既能減少阻力又能有效地阻止大氣中的粉塵進入氣缸,防止粉塵加劇磨損而導致內漏。因為任何一級的吸氣溫度提高1℃,排氣量就減少2%左右,而功率并不減少,所以冷卻水最好采用經(jīng)加氯、加藥處理的循環(huán)水或軟化水,保證熱交換器的冷卻效果,并確保空壓機所需的冷卻水量和水壓。
2.搞好維護保養(yǎng),合理確定維修周期,嚴格要求維修質量。
定期清洗空氣過濾網(wǎng)、空壓機冷卻系統(tǒng),定期修理或更換氣閥;并由專業(yè)技術人員進行維修質量檢查。
3.加強運行管理,將檢查落實到實處。
操作人員要求對各級冷凝器、各輔助設備及時排水、排油和排塵,確保各吹除閥不漏氣;要及時檢查和調節(jié)冷卻水水壓和水量,保證冷卻水進出水溫差;要仔細檢查各氣閥工作狀態(tài),發(fā)現(xiàn)問題及時處理或匯報。
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