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    干燥技術(shù)在壓縮空氣中的應用<三>

     
    干燥技術(shù)在壓縮空氣中的應用<三>
      【壓縮機網(wǎng)<接上期——>
     
      3.3.2系統配置
     
      3.3.2.1冷干機系統配置
     
      要求冷干機處理量不大于額定處理量且工作工況不高于JB/T 10526-2017《一般用冷凍式壓縮空氣干燥器》規定工況。液態(tài)水在進(jìn)入冷干機前必須除掉。
     
    干燥技術(shù)在壓縮空氣中的應用<三>
     
      3.3.2.2吸干機系統配置
     
      要求冷干機處理量不大于額定處理量且工作工況不高于JB/T 10532-2017《一般用吸附式壓縮空氣干燥器》規定工況。壓縮空氣進(jìn)入吸干機前應盡可能除液態(tài)水和除油,否則會(huì )引起吸附劑飽和中毒,無(wú)法吸附干燥。
     
    干燥技術(shù)在壓縮空氣中的應用<三>
     
      a)以上配置中()內容為可選配置。干燥器后過(guò)濾器可根據空氣質(zhì)量需要適當增加配置。
     
      b)除塵過(guò)濾器:符合GB/T 13277.1塵3級,油3級(1.0 mg/m3)的過(guò)濾器;
     
      c)除油過(guò)濾器:符合GB/T 13277.1塵2級,油2級(0.1 mg/m3)的過(guò)濾器;
     
      d)高效過(guò)濾器:符合GB/T 13277.1塵1級或2級的過(guò)濾器。
     
      3.3.3使用工況
     
      3.3.3.1冷干機使用工況應參照2.1.6冷干機選型指南。
     
      3.3.3.2吸干機使用工況應參照2.2.5吸干機選型指南。
     
      3.3.4維護保養
     
      3.3.4.1冷干機的維護保養要求
     
     ?、倮涓蓹C的使用實(shí)際工況應該嚴格遵循JB/T 10526-2017《一般用冷凍式壓縮空氣干燥器》規定工況;
     
     ?、诙〞r(shí)清理機器內外的灰塵,特別是冷凝器翅片上的灰塵;
     
     ?、鄱〞r(shí)檢查和清洗排污裝置,保證排污順暢;
     
     ?、芏〞r(shí)檢查各電器元件是否有損壞或接觸不良,特別是制冷壓縮機和風(fēng)扇的運行是否正常;
     
     ?、蓐P(guān)注機器的壓力表是否在正常工作區域,及時(shí)發(fā)現及時(shí)維護。
     
     ?、尢貏e關(guān)注冷干機入口不能有液態(tài)水進(jìn)入。
     
      3.3.4.2吸干機的維護保養要求
     
     ?、傥蓹C的使用實(shí)際工況應該嚴格遵循JB/T 10532-2017《一般用吸附式壓縮空氣干燥器》規定工況;
     
     ?、诙〞r(shí)清理機器內外的灰塵;
     
     ?、郾WC儀表準確完好,定期校驗;
     
     ?、芏〞r(shí)巡視吸干機的工作情況,特別是氣動(dòng)切換件動(dòng)作的準確性和泄漏情況。如有故障及時(shí)維修;
     
     ?、蓐P(guān)注干燥劑的磨損情況,及時(shí)補充和更換;
     
     ?、尢貏e關(guān)注吸干機入口不能有液態(tài)水和油,對于前置過(guò)濾器應定期檢查和更換。
     
      四、干燥技術(shù)在壓縮空氣節能的應用
     
      對于壓縮空氣系統中的凈化設備來(lái)說(shuō),它們不生產(chǎn)壓縮空氣,只是壓縮空氣的清潔工。凈化設備耗能只是為了追求更潔凈的壓縮空氣。
     
      高品質(zhì)的壓縮空氣不可能不勞而獲,對于壓縮空氣凈化設備的耗能占比來(lái)說(shuō),90%以上的能耗是用來(lái)除水,因此壓縮空氣干燥器的節能是我們關(guān)注壓縮空氣凈化設備節能的重點(diǎn)。
     
      在保證壓縮空氣的品質(zhì)情況下,壓縮空氣干燥器的耗能主要在以下三個(gè)方面(水和機房散熱除外):耗電、耗氣、壓降。常規壓縮空氣干燥器能耗見(jiàn)表15。
     
    干燥技術(shù)在壓縮空氣中的應用<三>
     
      從耗能的角度,在保證壓縮空氣品質(zhì)的條件下,不要過(guò)度使用干燥器,能用冷干機就不要用吸干機;能用外加熱再生就不用無(wú)熱再生;外加熱再生吸干機最節能。
     
      4.1冷干機實(shí)際耗能分析
     
      在冷干機的樣本和銘牌上是看不見(jiàn)總功耗數據的。表15也是在規定工況下計算,如果使用工況及空氣質(zhì)量等級要求發(fā)生變化時(shí),其能耗也會(huì )變化。冷干機耗能主要在以下三個(gè)方面(水和機房散熱除外):壓降、耗氣、耗電。
     
      4.1.1“壓降”對于冷干機節能來(lái)說(shuō)是個(gè)不大不小的問(wèn)題。
     
     ?、僭凇秹嚎s空氣干燥器的節能方法探討》文中已經(jīng)提出:在滿(mǎn)足設計標準時(shí),滿(mǎn)負荷時(shí)冷干機的壓降能耗占空壓機能耗1.5%。就是說(shuō)按JB/T 10526-2017《一般用冷凍式壓縮空氣干燥器》設計標準0.7MPa工作壓力下,標準允許壓降<3%=0.021MPa=1.47%(壓縮空氣系統中壓力降低0.1MPa,耗能7%);所以在標準規定值的壓降,已經(jīng)把冷干機的壓降能耗降得很低了,如果為了不到1%的節能,再希望把壓降降低一半:△P<0.01MPa以下,制造成本會(huì )大大增加,對于大多數用戶(hù)來(lái)說(shuō)不劃算。
     
     ?、谌绻摵蓽p少和變化的情況下,冷干機壓降耗能將會(huì )同步減少和變化。工況變化時(shí)(這里指進(jìn)氣溫度變化)對壓降影響不大。所以壓降問(wèn)題對于冷干機來(lái)說(shuō)只要符合標準生產(chǎn),“壓降”耗能不需要考慮得太多。
     
     ?、圩龊贤?a href="http://www.668qz.com" target="_blank" class="keylink">能源管理的企業(yè)可以關(guān)注冷干機的壓降。如40m3/7bar冷干機,把壓降從0.21bar做到0.1bar,6000h/年工作時(shí)間計算,可節約電能=250*(0.21-0.1)*7%*6000=11550kW/h。
     
      4.1.2“耗氣”對于冷干機節能來(lái)說(shuō)主要在排水器上。
     
     ?、偃绻秒娮佣〞r(shí)排水器,可能會(huì )有排空現象存在。具不完全統計,一個(gè)3.2mm口徑的電排耗氣一年大約2640kW。如果選擇零排放排水器,每年可節約2112元電費(0.8元/度)。然而無(wú)論什么樣的排水器,負荷及工況的變化都不會(huì )改變其耗氣的大小。
     
     ?、谧龊贤?a href="http://www.668qz.com" target="_blank" class="keylink">能源管理的企業(yè)一定要用零耗氣排水器,畢竟一個(gè)空壓站不止有一只排水器且幾個(gè)月就可以收回投資成本。
     
     ?、蹞虾H找娼y計,上海日益這五年來(lái)平均每年銷(xiāo)售零耗氣排水器10000個(gè),共為國家節電1億元人民幣。
     
    干燥技術(shù)在壓縮空氣中的應用<三>
     
      4.1.3“耗電”才是冷干機最主要耗能指標。
     
      下面我們分五個(gè)條件:露點(diǎn)、進(jìn)氣溫度、出口溫度、環(huán)境溫度及負荷來(lái)解讀:
     
     ?、?ldquo;露點(diǎn)”對冷干機耗電的影響
     
      按ISO8573-1-2010標準:冷干機露點(diǎn)溫度分三檔:3℃、7℃、10℃。圖22是冷干機蒸發(fā)器能將壓縮空氣降低到這三個(gè)溫度時(shí)的所需制冷量對比,每檔相差10%左右。
     
    干燥技術(shù)在壓縮空氣中的應用<三>
     
      表16舉例計算風(fēng)冷型冷干機處理量40m3/min在7bar時(shí),由于壓力露點(diǎn)要求不同,其耗能也不一樣。
     
    干燥技術(shù)在壓縮空氣中的應用<三>
     
      因此冷干機要選擇合適的壓縮空氣壓力露點(diǎn),切勿貪低,除了采購成本外,運行費用差別也很大。
     
     ?、?ldquo;進(jìn)氣溫度”對冷干機耗電的影響
     
      我們參照JB/T 10526-2017  《一般用冷凍式壓縮空氣干燥器》設計標準中進(jìn)氣溫度38℃,壓力露點(diǎn)溫度10℃/0.8MPa為標準比較,如果按樣本標注最高溫度46℃,其耗電將增加30%左右。見(jiàn)圖23。
     
    干燥技術(shù)在壓縮空氣中的應用<三>
     
      表17舉例風(fēng)冷型冷干機處理量40m3/min在7bar時(shí),由于進(jìn)氣溫度不同,其耗能也不一樣。
     
    干燥技術(shù)在壓縮空氣中的應用<三>
     
      因此,對于冷干機進(jìn)氣溫度越低越節能。
     
     ?、?ldquo;出口溫度”對冷干機耗電的影響
     
      由于在標準中沒(méi)有規定出口溫度值,所以各種冷干機出口溫度五花八門(mén),有暖手的,有冰涼的,還有結露的。其實(shí)出口溫度不僅關(guān)系影響到管路外壁生銹,對冷干機耗能也大有影響。
     
      同樣進(jìn)氣溫度38℃,出氣溫度30℃,壓力露點(diǎn)溫度10℃在7bar下為標準比較,如果出氣溫度25℃,其耗電將增加26%,見(jiàn)圖24,冷干機出口溫度越接近進(jìn)氣溫度,其耗能越小。
     
    干燥技術(shù)在壓縮空氣中的應用<三>
     
     
      做合同能源管理的企業(yè)一定要關(guān)注冷干機的出口溫度。
     
      表18舉例風(fēng)冷型冷干機處理量40m3/min 在7bar時(shí),由于出口溫度不同,其耗能也不一樣。
    干燥技術(shù)在壓縮空氣中的應用<三>
     
      因此,對于冷干機出氣溫度越接近進(jìn)氣溫度越節能。
     
     ?、?ldquo;環(huán)境溫度”變化對冷干機耗電的影響


     
      JB/T 10526-2017《一般用冷凍式壓縮空氣干燥器》標準工況規定環(huán)境溫度38℃。假設壓力露點(diǎn)溫度不變,如果環(huán)境溫度45℃,其耗電將增加40%左右。
     
    干燥技術(shù)在壓縮空氣中的應用<三>
     
      因此,對于冷干機環(huán)境溫度越低越節能。
     
     ?、?ldquo;工作壓力”變化對冷干機耗電的影響
     
      JB/T 10526-2017《一般用冷凍式壓縮空氣干燥器》標準工況規定工作壓力0.7MPa,假設壓力露點(diǎn)溫度不變,如果實(shí)際工作壓力0.6MPa,其耗電將增加7%左右。
     
    干燥技術(shù)在壓縮空氣中的應用<三>
     
      因此,對于冷干機工作壓力越高越節能。
     
     ?、?ldquo;負荷”變化對冷干機耗電的影響最大
     
      大多數冷干機都是采用固定輸出功率且按最大負荷配置,當壓縮空氣處理量發(fā)生變化時(shí),冷干機的耗功卻固定不變,就造成了冷干機耗電的浪費。如圖27上圖所示。
     
    干燥技術(shù)在壓縮空氣中的應用<三>
    干燥技術(shù)在壓縮空氣中的應用<三>
     
      特別是幾臺空壓機配一臺冷干機的情況下,當空壓機排氣減少時(shí),冷干機卻全負荷運轉,空耗50%以上都有可能。
     
      比如某客戶(hù)三臺90kW空壓機配一臺冷干機處理量40m3/min 風(fēng)冷型,如果每天冷干機的負荷都不能滿(mǎn)載,如果冷干機實(shí)際功耗能夠跟隨客戶(hù)用氣量進(jìn)行變化(比如使用變頻冷干機,能耗如圖27下圖所示),其耗電也差別很大。見(jiàn)表19。
     
    干燥技術(shù)在壓縮空氣中的應用<三>

    當然,上面只是一個(gè)用戶(hù)的案例,實(shí)際千千萬(wàn)萬(wàn)個(gè)客戶(hù)的壓縮空氣負荷或多或少都有變化,因此讓傳統冷干機節電50%以上不是夢(mèng)。建議如下:
     
      ◆在多臺空壓機的機房,一對一的冷干機配置方式,采用聯(lián)控方法使得冷干機隨空壓機啟停,可以很好的解決負荷變化時(shí)冷干機節電的困惑。圖28是西安厚德為佛玻集團某廠(chǎng)設計的10臺套機組聯(lián)控,每年可節電量200萬(wàn)元。
     
      ◆而在一對一的冷干機配置下,特別是近年來(lái)永磁變頻噴油螺桿空壓機盛行,在空壓機負荷及實(shí)際工況產(chǎn)生波動(dòng)時(shí),冷干機采用露點(diǎn)控制+變頻技術(shù),可以有效解決實(shí)際工況變化對冷干機耗電的影響。
     
      ◆做合同能源管理的企業(yè)一定要關(guān)注冷干機的負荷變化因數,這里也是今后節能重點(diǎn)之一。
     
    干燥技術(shù)在壓縮空氣中的應用<三>
     
      參考資料
      JB_T 10526-2017 《一般用冷凍式壓縮空氣干燥器》;
      JB_T 10526-2017 《一般用冷凍式壓縮空氣干燥器》;
      ISO 8573-1 2010 《壓縮空氣 第1部分:污染物和純度等級》;
      T/CGMA033001-2018《壓縮空氣站能效分級指南》;
      T/CGMA ××××—××××《一般用壓縮空氣干燥器選型指南》征求意見(jiàn)稿;
      《壓縮空氣干燥與凈化設備》;
      《壓縮空氣應用指南》;
      《容積式壓縮機技術(shù)手冊 化工、動(dòng)力、制冷》。
     
      作者簡(jiǎn)介
      第一作者:梁柳生,廣西柳州,大學(xué)本科。高級工程師,1990開(kāi)始從事空壓機行業(yè)工作;有在國企、合資及外企工作經(jīng)歷,其中22年在A(yíng)C集團工作。先后從事過(guò)空壓機及后處理設備的產(chǎn)品設計、產(chǎn)品工藝、生產(chǎn)管理、產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤服務(wù)等及全國銷(xiāo)售總監,并有在歐洲學(xué)習和工作的經(jīng)歷。2017年創(chuàng )辦上善氣體工作室,專(zhuān)業(yè)從事壓縮空氣系統研究,精益生產(chǎn)管理及銷(xiāo)售的培訓工作。國家標準JBT10526-2005《一般用冷凍式壓縮空氣干燥器》第一起草人,全國壓縮機標準化技術(shù)委員會(huì )副主任委員。
      第二作者:梁翰林,上善氣體工作室講師助理。
     
      〈本文未完待續,更多精彩內容見(jiàn)下期——〉
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