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    壓縮機網(wǎng) >雜志精華>正文

    空氣壓縮機節能技巧與實(shí)例探究

       【壓縮機網(wǎng)】節能一直是壓縮機科技的主課題,空氣壓縮機是應用量大面廣的工業(yè)產(chǎn)品,其節能必然為人們所關(guān)注。壓縮機工作者無(wú)不敢怠慢節能之工作,千方百計地設計各種節能空氣壓縮機,使現有的空氣壓縮機更節能。在這些空氣壓縮機中不乏創(chuàng )新之作,為達節能目的,除了要精通壓縮機有關(guān)理論和技術(shù),更少不了一些技巧。這些技巧能有效推進(jìn)空氣壓縮機的節能工作。一些技巧與實(shí)例具有打破常規的作用和示范效力。
      空氣壓縮機的節能工作可分為正常工況和變工況。
     
      1 變頻器控制
      當今人們認為變工況壓縮機最有效節能的措施,就是用變頻器控制壓縮機,使之在所需負荷變化時(shí),能隨之調節壓縮機、空調、風(fēng)機、水等的轉速,達到調節流量和壓力,節省冗余的流量和壓力。用變頻器控制壓縮機,達到節能已經(jīng)成為絕大多數壓縮機人的共識。
      除了采用變頻器外,尚有很多使壓縮機有效節能的措施。
     
      2 合適的壓縮比和合適的排氣壓力是空壓機節能的又一技術(shù)關(guān)鍵
      合適的壓縮比屬于正常工況節能措施。
      容積式空壓機合適的排氣壓力是由合適的壓縮比和空壓機后方管道的壓力決定的。合適的壓縮比是節能與否的關(guān)鍵。
      螺桿壓縮機合適的內壓縮比更是螺桿空壓機節能的關(guān)鍵。
      現在,大中小型活塞空壓機(除特殊用途的微型空壓機)外基本已被螺桿空壓機,離心空壓機和渦旋空壓機替代。
      由于歷史原因、生產(chǎn)技術(shù)原因和銷(xiāo)售與生產(chǎn)銜接等原因,致使大量的螺桿空壓機內壓縮比不合適,造成螺桿空壓機實(shí)際節能效果不理想,導致很大的浪費。
      當然,有能力的螺桿空壓機公司在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,會(huì )從銷(xiāo)售確定的空壓機編號到必要的參數(包括內壓縮比)與壓縮機公司的生產(chǎn)編號銜接,以編號和參數為依據進(jìn)行設計。
      設計出真正合適的壓縮比等參數,輸入到生產(chǎn)系統,按訂貨編號由加工中心生產(chǎn)轉子和機體,并進(jìn)行配套件的選用到整機集成,最大滿(mǎn)足高性能要求。再經(jīng)智能試驗,到包裝發(fā)貨,服務(wù)和反饋。這樣才能保證該公司以這種方式銷(xiāo)售的螺桿壓縮機達到真正的節能高效。
      作者在《壓縮機》雜志2013第11期發(fā)表有一篇文章,論述了有關(guān)螺桿壓縮機的內壓縮比,題目是“單螺桿空壓機的示功圖解析”,對內螺桿壓縮機的壓縮比有過(guò)較詳細的論述,該文的結論是: 通過(guò)幾種類(lèi)型的示功圖可以較為明顯的看出:
      1、螺桿壓縮機內壓縮比偏大或偏小,都要多耗功。一般的單螺桿空壓機內壓縮比與名義壓縮比相差應以不大于15%為度,由于內壓縮比的偏差而多耗的功可控制在1%以?xún)?;若欲求更加節能的壓縮機,內壓縮比與名義壓縮比偏差還可以控制的更小一些。
      2、螺桿壓縮機因內壓縮比偏大或偏小多耗的功除示功圖上可顯示的部分外,還有因排氣口尺寸變大(內壓縮比偏?。┖托孤毫ψ兇螅▋葔嚎s比偏大)產(chǎn)生的附加泄漏。
      3、螺桿空壓機的進(jìn)氣節流調節氣量結構在調節工況平均多耗功30%左右,調節工況最有效的節能措施是電動(dòng)機變頻調節。為了提高變頻調節的穩定性,最好采用伺服油量調節或變頻油,使單位容積壓縮空氣的噴油量保持穩定。
      4、一般的中壓螺桿單級內壓縮比應以不超過(guò)14為好,特殊用途的壓縮機例外。兩級壓縮的單螺桿排氣壓力不超過(guò)10MPa。若進(jìn)一步提高星輪片的強度和耐磨,兩級壓縮的單螺桿壓縮機排氣壓力有望達到19.6MPa。
      5、單螺桿壓縮機泄漏通道比雙螺桿壓縮機多,泄漏量的控制方法也比較多,用多種方法研究泄漏規律,有益于減小泄漏。
      6、排氣過(guò)程面積占示功圖面積的48%左右,不僅僅壓縮過(guò)程影響壓縮機能效,所有能增大排氣功耗的現象和因素也都會(huì )使壓縮機能效下降。
     
      3 解決大馬拉小車(chē)現象
      這是一個(gè)老生常談的問(wèn)題,但是能在空氣壓縮機領(lǐng)域把這個(gè)命題做的有成效也會(huì )收到不錯的效益?;钊娇諝鈮嚎s機的排氣壓力形成和螺桿空壓機的排氣壓力形成不同,如何在滿(mǎn)足用戶(hù)用氣的條件下盡量節能,也有不同的方法和做法。
     ?。?)適應低壓空壓機的需求
      當玻璃制瓶業(yè)開(kāi)始發(fā)展時(shí),因為沒(méi)有其它的空氣壓縮機可用,玻璃制瓶廠(chǎng)普遍使用4L-20/8型空氣壓縮機,由于玻璃制瓶廠(chǎng)的機械手需用3.2bzr的壓縮空氣,吹瓶需用2.18bar左右的壓縮空氣,出現了空氣壓縮機配套電動(dòng)機嚴重的大馬拉小車(chē)現象。濰坊生建為了適應玻璃廠(chǎng)行列機需要低壓空壓機的需求,開(kāi)發(fā)了4LA/28/4單級空氣壓縮機,當時(shí)得到用戶(hù)的好評,有些玻璃廠(chǎng)紛紛把原來(lái)的兩級壓縮4L-20/8改造成為4LA/28/4單級空氣壓縮機。同樣的電機和改造后空氣壓縮機比較,理論上每分鐘可以多壓縮8立方米空氣,確實(shí)節能。
      后來(lái),玻璃廠(chǎng)覺(jué)得4LA-/8/4單級空氣壓縮機存在壓力偏低,排氣溫度太高等缺點(diǎn)不太滿(mǎn)意。期待有更適合玻璃廠(chǎng)的低壓空氣壓縮機。此時(shí)濰坊生建機械廠(chǎng)逢油田用3ZB水力活塞泵、高壓泵面臨停產(chǎn),4LA-28/4單級空氣壓縮機銷(xiāo)路不暢,更急需有更適合玻璃廠(chǎng)的低壓空氣壓縮機出現。作者經(jīng)過(guò)分析對比計算,認為一個(gè)更節能更適合玻璃廠(chǎng)的的低壓空氣壓縮機可以較好滿(mǎn)足用戶(hù)需求。在4L-20/8空氣壓縮機的電動(dòng)機額定功率不變的情況下,由8極電動(dòng)機改為6極電動(dòng)機,使空氣壓縮機主軸轉速從420rpm升至533rpm??諝鈮嚎s機額定排氣壓力由8bar降為4.5bar,一級排氣壓力由1.8rar降為1.4bar,這種空壓機型號定為4LA1-30/4.5。與4LA-28/4比較,電動(dòng)機功率不變,氣量增加2立方米,額定排氣壓力增加0.5barG,排氣溫度降到100℃以下,運動(dòng)部件受力下降30%。氣壽命雖有所下降,但可以調整氣閥運動(dòng)規律和采用優(yōu)質(zhì)彈簧可以得到解決。其利大于弊,得到玻璃廠(chǎng)的認可。
      1985年作者在4LA1-30/4.5空氣壓縮機的基礎上,通過(guò)強化4L空氣壓縮機基礎件;采用低合金鋼鍛鋼曲軸,球墨鐵鐵十字頭,并強化機身;設計合適的一級氣缸、活塞部件和氣閥部件;強化中間冷卻器。推出4LD-40/4.5低壓空氣壓縮機配185千瓦電動(dòng)機。一級排氣壓力由1.9rar降為1.4bar,最高排氣壓力為4.5bar,把原來(lái)20立方米/分鐘改造成為40立方米/分鐘低壓空氣壓縮機。由于性?xún)r(jià)比高,一時(shí)引得不少大中型玻璃廠(chǎng)訂貨。
     ?。?)低壓空壓機配小電機的起動(dòng)技巧
      1983年,淄博一個(gè)公社企業(yè)生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鈣,他們想買(mǎi)氣量20立方米/分鐘,排氣壓力1.2bar的空氣壓縮機。因為當時(shí)市面上沒(méi)有這種空氣壓縮機,他們希望這種空氣壓縮機電機越小越好,以適應當時(shí)變壓器偏小的情況。作者通過(guò)計算給他們配置了單級雙缸的3L空氣壓縮機配套40千瓦鼠籠電動(dòng)機,降低了電動(dòng)機和變壓器購置費、增容費以及電網(wǎng)的無(wú)功損耗,用戶(hù)非常滿(mǎn)意。
      空氣壓縮機做好后,在該化工廠(chǎng)安裝并待使用,作者單位派服務(wù)人員去幫助用戶(hù)開(kāi)車(chē)。服務(wù)人員反應說(shuō),該空氣壓縮機開(kāi)不起來(lái)。服務(wù)人員三次都無(wú)法啟動(dòng)該空氣壓縮機,單位懷疑作者配用電機偏小,導致空氣壓縮機無(wú)法啟動(dòng)。
      用40電機是為小企業(yè)提高功率因數而省電,沒(méi)有問(wèn)題。單位領(lǐng)導讓作者去開(kāi)車(chē),原服務(wù)人員也跟著(zhù)看。
      作者到現場(chǎng),要看看他們怎么開(kāi)車(chē)。讓他們按正常程序啟動(dòng)空氣壓縮機,在啟動(dòng)過(guò)程中,電動(dòng)機出現轉速上升1秒左右后就下降,出現停機——這么做是開(kāi)不起來(lái)。
      待電動(dòng)機冷卻后,作者再次啟動(dòng)空氣壓縮機,在電動(dòng)機剛起動(dòng)出現轉速上升時(shí),作者順手把減荷閥開(kāi)一小縫,空氣壓縮機一下就繼續加速,啟動(dòng)起來(lái)了,他們覺(jué)得很奇怪!
      作者告訴用戶(hù)和服務(wù)人員:活塞空氣壓縮機啟動(dòng)時(shí),減荷閥按一般規定是要關(guān)閉,但此時(shí)空氣壓縮機低壓缸會(huì )出現真空狀態(tài),起動(dòng)扭矩很大,往往出現啟動(dòng)困難現象。作者的操作瞬時(shí)減小了起動(dòng)扭矩,所以空氣壓縮機啟動(dòng)就不費事。
      以前,很多用戶(hù)的活塞空壓機經(jīng)常出現啟動(dòng)困難情況,服務(wù)人員和車(chē)間試車(chē)人員跟作者學(xué)會(huì )了這種操作,再也不為空氣壓縮機難啟動(dòng)而發(fā)愁了。
     
      4 壓縮機曲軸箱的呼吸器
      往復壓縮機和往復泵的曲軸箱都有一個(gè)帶油空氣的壓力脈動(dòng),為了防止竄油,設置了呼吸器。但由于一般的呼吸器性能不理想,導致轉速高到一定程度時(shí),曲軸箱就會(huì )往外竄油,導致潤滑油流失,并污染機器外表和環(huán)境。壓縮機工作者幾乎沒(méi)有什么有效的好辦法。
      事情可以追溯到1971年,作者在新建的昌樂(lè )化肥廠(chǎng)開(kāi)車(chē),有一臺銅液泵曲軸箱竄油比較厲害,在開(kāi)車(chē)調試當中,一位技師隨便拿了一片塑料網(wǎng),塞到呼吸器中,當時(shí)就不噴油了。作者把此事記住了,并琢磨研究其作用原理和完善其結構進(jìn)而成功設計出了高效呼吸器。
      作者設計了一個(gè)長(cháng)度為直徑1倍半的圓柱形具有球底的細銅絲網(wǎng),上部用錫焊上一個(gè)寬約5毫米的墊片,把這個(gè)濾網(wǎng)置于呼吸器外殼中止口上,再旋上鉆有多個(gè)徑向通氣孔的呼吸器蓋。特制的濾網(wǎng)過(guò)濾經(jīng)過(guò)呼吸器的油氣流,只允許空氣流出,油霧在此匯聚成油滴淌下到曲軸箱,不會(huì )往外竄油。
      目前,作者還沒(méi)有見(jiàn)到業(yè)內有比此呼吸器功能更好,性?xún)r(jià)比更高的呼吸器。在活塞空壓機上成功取代從機身(曲軸箱)的呼吸管,杜絕了減荷閥關(guān)閉時(shí),曲軸箱向上竄油的現象,降低了潤滑油油耗損。在大型活塞壓縮機和高壓柱塞泵上,別人也按照作者的首創(chuàng ),修改了呼吸器,使這些設備免除了漏油的尷尬局面。
     

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    標簽: 空氣壓縮機實(shí)例節能  

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