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空气压缩机做节能的原因

2020-01-27

空压系统电能消耗占工业能耗的8~10%左右,全国空压机耗电量约为2260亿kW•h/a,其中有效能耗只占66%,其余34%的能量(约768.4亿kW•h/a)被白白浪费掉,空压系统节能亟待高效开展。

大量数据表明,压缩空气系统主要费用都耗费在运行环节上,在其生命周期中,运行费用(电费)占比高达78~92%。因此,如何通过精细化管理,对能耗深入挖潜,提高能源使用效率,是每个企业都要面临的一个课题。

根据现场调研与检测获取的大量生产数据,结合工程经验,发现大部分压缩空气系统运行能耗高的主要原因如下:

1、设备效率低

几年前配置的空压机大多属于低能效设备,与终端等设备匹配不合理,仅仅为了满足生产的基本需求;空压机调节方式落后、无集中控制,用气量随机变化时,空压机因卸载而浪费严重;末端设备用气不合理、效率低、设备用气存在浪费。

2、供气压力不合理

没有对供气压力进行分级规划,而是简单采用高压供气外加机械自力式减压阀来满足不同的压力需求,大量的能源浪费在阀门上。此外,当需求侧用气量变化引起管网压力的随机波动,为了避免机组的频繁启停,需要设定一个很宽的压力变化范围,造成空压机出口压力的大幅波动,增加了空压系统的运行能耗。

3、能源浪费的原因

空载能耗高

目前多数企业压缩机为单台N立方,压缩机开停只有N或N的倍数,空压机设备开停依赖人工管理的传统。尤其在用气负载频繁变化时,系统不能快速反应,也不能实现压缩机排量的微调,这形成了空压站各压缩机的空载。

通常情况下,当压力达到y公斤时,空压机进入卸载运行状态,当压力降到x公斤时,压缩机进入空载状态,即关闭进气阀使电机处于空转状态,同时将油器预分离罐中多余的压缩空气通过放空阀放空。关闭进气阀使电机空转虽然可以使空压机不需要再压缩气体作功,但空压机在空转中还是要带动螺杆或者活塞做回转运动,电耗仍在继续发生。实际检测发现,空压机空载时的能耗高达其满载运行时的40%~55%。

爬升能耗高

螺杆压缩机有两种运行模式,加、卸载运行模式或空载、满载运行模式。加、卸载控制方式使得压缩气体的压力在x公斤~y公斤之间来回运动。X公斤是更低工作压力值,即能够保证用户正常工作的更低压力(加载压力)。一般情况下,x公斤、y公斤之间关系可以用公式来表示:y公斤=x公斤+(1+δ),δ是一个百分数,其数值大致在10%~25%之间。压差一般在一公斤以上。通过理论计算和实际检测,得知空压机压力每增加1公斤,能耗增加5-6%。

由此可知,在加、卸载供气控制方式下的空压机,其工作气压由X到Y,有一个气压爬升的能耗,存在事实上的能源浪费。同时,高于x公斤的气体在进入用气终端前,其压力需要经过减压阀减压至接近x公斤,压力越高流速越快,这就造成同样的工况,压力越高所耗气量越大。这一过程同样是一个能源浪费的过程。

传统管理

在空压站的使用管理过程中,存在两种不可避免的矛盾。一种是企业对空压机管理人员有明确的考核,那么会出现气压经常不够或能少开就少开的习惯,不利于生产线的正常运行,或出现压力达不到设备使用要求导致用气终端故障增加。一种是对空压机管理人员没有明确的考核,这就会导致空压机多开、空压站空载能耗高的结果。无论哪种管理模式,其结果都会是空压站电能浪费增大,而且不利于安全生产。

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