【壓縮機網(wǎng)】螺桿式空氣壓縮機是目前市場(chǎng)占有率最高的空壓機,也是運行故障相對較少的一款機型。螺桿式空壓機可以制取壓縮空氣,制成高壓空氣,以提供氣體壓力能的機械,是工業(yè)廠(chǎng)礦單位的主要動(dòng)力源。但是空壓機在帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時(shí)也是耗費大量的能源,特別是電能的一種機械設備,也造成環(huán)境的污染和資源的一種浪費,這一問(wèn)題是行業(yè)內比較普遍關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題。螺桿式空壓機在我國使用時(shí)間不長(cháng),在這十幾年的使用中,大家都做過(guò)一些節能改造,以解決空壓機的耗能問(wèn)題。本文主要是將筆者公司對空壓機所做的一些節能改造技術(shù)加以提煉綜合,淺析其節能方法。
1.空壓機的能耗現狀
根據筆者公司節能辦公室近幾個(gè)月的能耗統計,空壓機因24小時(shí)不停機的運轉,其每個(gè)月的在生產(chǎn)過(guò)程中壓縮空氣系統所消耗的電量約占動(dòng)力中心總用電量的17%~29% 不等??諌簷C的壽命周期所需要的成本中(前期投入、維護、能源消耗)能耗占據了總成本的72%,但是同行業(yè)的空壓機的平均使用負荷卻僅僅只有68%,形成了大馬拉小車(chē)的現象。在運行過(guò)程中,僅涉及運行這一部分的功率消耗能源就高達13%,由此可見(jiàn),筆者公司所生產(chǎn)出來(lái)的壓縮空氣沒(méi)有大部分被用于制造過(guò)程中,所消耗的壓縮空氣的大部分據監測發(fā)現,被用于吹掃零件。中午高峰用氣大多在9點(diǎn)以后到12之間,下午在13半到17點(diǎn)半之間,其余時(shí)間空壓機大多數時(shí)間處于開(kāi)啟30分鐘,就可以滿(mǎn)足整個(gè)園區的生產(chǎn)用氣狀態(tài)。由此可判斷出電機系統與系統的匹配不合理,設備在非正常上班期間運行處于低負荷運行,存在系統控制方式落后問(wèn)題。
2.空壓機節能運行與優(yōu)化的措施
2.1節能改造方案
?。?)變頻調速節能。采用變頻調速方式是降低空壓機電動(dòng)機的軸功率的輸出,主要是通過(guò)在電網(wǎng)與電動(dòng)機之間安裝變頻器,通過(guò)變頻器改變電壓和電動(dòng)機頻率,來(lái)實(shí)現電動(dòng)機調速,從而調節能量,滿(mǎn)足輕載的運行需要,讓排氣量和用氣量相匹配。
?。?)多機組群控節能。對多臺空壓機采取集中控制的方式,根據系統的壓力和流量等參數的變化,選擇運行適宜數量和容量的空壓機,使得盡可能少的空壓機處于部分負荷狀態(tài),同時(shí)使各臺空壓機的運行時(shí)間降低,減少空壓機的運行和耗能。多機群控技術(shù)就是采用信息技術(shù)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),將獨立的單臺設備通過(guò)傳感器和控制單元將其結合起來(lái),發(fā)揮每臺機組的功能,將設備運轉信息實(shí)時(shí)傳輸到管理者的手中,可以檢測設備的故障信息,停開(kāi)機狀態(tài),使得日常管理工作強度大幅降低。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將能源消耗情況也每月生產(chǎn)報表形式反饋給上級能源管理階層,使其一目了然的了解到每月的生產(chǎn)情況,能源分析有理有據。
?。?)空壓機的余熱回收利用。利用熱能轉換的原理,使空壓機的高溫油通過(guò)熱轉換器把熱量回收利用到冷卻水中,冷卻水吸收了熱量加熱后,流入保溫儲水桶中,熱水可以供給生產(chǎn)和生活使用。
?。?)提高轉動(dòng)效率節能。一方面選擇高質(zhì)量,精度的帶輪膠帶,負載不均勻時(shí)及時(shí)更換膠帶,安裝時(shí)認真調整中心距,保證所有膠帶收到相同的張緊力,可以有效的提高傳動(dòng)效率;另一方面,使用轉子與電動(dòng)機同軸結構能夠徹底解決傳動(dòng)上的能量損失這一問(wèn)題,還增加了風(fēng)量運行,在全范圍內實(shí)現轉速的控制。
?。?)減少空壓機壓力損失、摩擦耗能。對于空壓機本身的情況,一是需要減少壓力損傷,例如,在新建的廠(chǎng)房中,盡可能少安裝閥門(mén),使用大口徑的管道進(jìn)行氣路設計,低轉速的送氣方式,減少設備內外泄露,降低余隙容積。同時(shí)在設備使用過(guò)程中,做好日常的保養管理工作,進(jìn)行定期檢修維護,確保氣路系統安全可靠。定期對空壓機的外圍條件進(jìn)行梳理,風(fēng)冷式空壓機對冷卻風(fēng)扇定期進(jìn)行除灰清潔,對散熱器進(jìn)行除塵。對水冷式空壓機定期檢測冷卻水套,發(fā)現結垢或堵塞情況,及時(shí)進(jìn)行疏通,保證循環(huán)水水質(zhì)的穩定。
2.2具體改造后效益和評價(jià)
?。?)變頻器控制空壓機和傳統的空壓機相比較,提高了空壓機控制精度,使得空壓機產(chǎn)生的輸出和制造所需要的氣量相匹配,節約了運行成本,節約了經(jīng)濟成本,讓系統受到的運行壓力保持在最小范圍內,減少了機械部件造成的沖擊,延長(cháng)了空壓機的使用壽命。
?。?)多機組群控技術(shù)是在同時(shí)多臺空壓機運行條件下實(shí)現節能的有效方法之一,它根據實(shí)際用氣量選擇運行適宜數量和容量的空壓機,消除了不必要的能量浪費情況,具有顯著(zhù)的節能效應。
?。?)空壓機余熱利用技術(shù)具有一次性投資長(cháng)期回報的優(yōu)勢,使用低運行的成本,充分利用壓縮機余熱,這樣不僅使得空壓機機組的運行溫度得以降低,提高空壓機運行效率,延長(cháng)空壓機潤滑油使用壽命,而且生產(chǎn)的熱水水溫不高可用于生產(chǎn)線(xiàn)用熱水,還可以給給員工生活用水。
3.結語(yǔ)
在進(jìn)行螺桿式空壓機的節能改造過(guò)程中,我們全面分析了公司用氣情況,綜合考慮空壓機耗電量,根據需要的生產(chǎn)目標和基本要求,選擇先進(jìn)的技術(shù)和合理可行的方法對空壓機進(jìn)行功能性改造和功率利用率提升,把變頻調速技術(shù)和方法、多機群控技術(shù)應用于近年來(lái)比較新的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)上,做了空壓機的適應性改造。同時(shí)在日常運行管理中,做好設備維護保養工作,確??諌簷C節能,穩定安全的運行,在保障生產(chǎn)基礎上提高設備運行中的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益的雙層最大化。
1.空壓機的能耗現狀
根據筆者公司節能辦公室近幾個(gè)月的能耗統計,空壓機因24小時(shí)不停機的運轉,其每個(gè)月的在生產(chǎn)過(guò)程中壓縮空氣系統所消耗的電量約占動(dòng)力中心總用電量的17%~29% 不等??諌簷C的壽命周期所需要的成本中(前期投入、維護、能源消耗)能耗占據了總成本的72%,但是同行業(yè)的空壓機的平均使用負荷卻僅僅只有68%,形成了大馬拉小車(chē)的現象。在運行過(guò)程中,僅涉及運行這一部分的功率消耗能源就高達13%,由此可見(jiàn),筆者公司所生產(chǎn)出來(lái)的壓縮空氣沒(méi)有大部分被用于制造過(guò)程中,所消耗的壓縮空氣的大部分據監測發(fā)現,被用于吹掃零件。中午高峰用氣大多在9點(diǎn)以后到12之間,下午在13半到17點(diǎn)半之間,其余時(shí)間空壓機大多數時(shí)間處于開(kāi)啟30分鐘,就可以滿(mǎn)足整個(gè)園區的生產(chǎn)用氣狀態(tài)。由此可判斷出電機系統與系統的匹配不合理,設備在非正常上班期間運行處于低負荷運行,存在系統控制方式落后問(wèn)題。
2.空壓機節能運行與優(yōu)化的措施
2.1節能改造方案
?。?)變頻調速節能。采用變頻調速方式是降低空壓機電動(dòng)機的軸功率的輸出,主要是通過(guò)在電網(wǎng)與電動(dòng)機之間安裝變頻器,通過(guò)變頻器改變電壓和電動(dòng)機頻率,來(lái)實(shí)現電動(dòng)機調速,從而調節能量,滿(mǎn)足輕載的運行需要,讓排氣量和用氣量相匹配。
?。?)多機組群控節能。對多臺空壓機采取集中控制的方式,根據系統的壓力和流量等參數的變化,選擇運行適宜數量和容量的空壓機,使得盡可能少的空壓機處于部分負荷狀態(tài),同時(shí)使各臺空壓機的運行時(shí)間降低,減少空壓機的運行和耗能。多機群控技術(shù)就是采用信息技術(shù)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),將獨立的單臺設備通過(guò)傳感器和控制單元將其結合起來(lái),發(fā)揮每臺機組的功能,將設備運轉信息實(shí)時(shí)傳輸到管理者的手中,可以檢測設備的故障信息,停開(kāi)機狀態(tài),使得日常管理工作強度大幅降低。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將能源消耗情況也每月生產(chǎn)報表形式反饋給上級能源管理階層,使其一目了然的了解到每月的生產(chǎn)情況,能源分析有理有據。
?。?)空壓機的余熱回收利用。利用熱能轉換的原理,使空壓機的高溫油通過(guò)熱轉換器把熱量回收利用到冷卻水中,冷卻水吸收了熱量加熱后,流入保溫儲水桶中,熱水可以供給生產(chǎn)和生活使用。
?。?)提高轉動(dòng)效率節能。一方面選擇高質(zhì)量,精度的帶輪膠帶,負載不均勻時(shí)及時(shí)更換膠帶,安裝時(shí)認真調整中心距,保證所有膠帶收到相同的張緊力,可以有效的提高傳動(dòng)效率;另一方面,使用轉子與電動(dòng)機同軸結構能夠徹底解決傳動(dòng)上的能量損失這一問(wèn)題,還增加了風(fēng)量運行,在全范圍內實(shí)現轉速的控制。
?。?)減少空壓機壓力損失、摩擦耗能。對于空壓機本身的情況,一是需要減少壓力損傷,例如,在新建的廠(chǎng)房中,盡可能少安裝閥門(mén),使用大口徑的管道進(jìn)行氣路設計,低轉速的送氣方式,減少設備內外泄露,降低余隙容積。同時(shí)在設備使用過(guò)程中,做好日常的保養管理工作,進(jìn)行定期檢修維護,確保氣路系統安全可靠。定期對空壓機的外圍條件進(jìn)行梳理,風(fēng)冷式空壓機對冷卻風(fēng)扇定期進(jìn)行除灰清潔,對散熱器進(jìn)行除塵。對水冷式空壓機定期檢測冷卻水套,發(fā)現結垢或堵塞情況,及時(shí)進(jìn)行疏通,保證循環(huán)水水質(zhì)的穩定。
2.2具體改造后效益和評價(jià)
?。?)變頻器控制空壓機和傳統的空壓機相比較,提高了空壓機控制精度,使得空壓機產(chǎn)生的輸出和制造所需要的氣量相匹配,節約了運行成本,節約了經(jīng)濟成本,讓系統受到的運行壓力保持在最小范圍內,減少了機械部件造成的沖擊,延長(cháng)了空壓機的使用壽命。
?。?)多機組群控技術(shù)是在同時(shí)多臺空壓機運行條件下實(shí)現節能的有效方法之一,它根據實(shí)際用氣量選擇運行適宜數量和容量的空壓機,消除了不必要的能量浪費情況,具有顯著(zhù)的節能效應。
?。?)空壓機余熱利用技術(shù)具有一次性投資長(cháng)期回報的優(yōu)勢,使用低運行的成本,充分利用壓縮機余熱,這樣不僅使得空壓機機組的運行溫度得以降低,提高空壓機運行效率,延長(cháng)空壓機潤滑油使用壽命,而且生產(chǎn)的熱水水溫不高可用于生產(chǎn)線(xiàn)用熱水,還可以給給員工生活用水。
3.結語(yǔ)
在進(jìn)行螺桿式空壓機的節能改造過(guò)程中,我們全面分析了公司用氣情況,綜合考慮空壓機耗電量,根據需要的生產(chǎn)目標和基本要求,選擇先進(jìn)的技術(shù)和合理可行的方法對空壓機進(jìn)行功能性改造和功率利用率提升,把變頻調速技術(shù)和方法、多機群控技術(shù)應用于近年來(lái)比較新的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)上,做了空壓機的適應性改造。同時(shí)在日常運行管理中,做好設備維護保養工作,確??諌簷C節能,穩定安全的運行,在保障生產(chǎn)基礎上提高設備運行中的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益的雙層最大化。


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