空壓機(jī)節(jié)能是一個(gè)系統(tǒng)工程，做得好節(jié)省電費(fèi)很可觀
據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(jī)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(fèi)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(shè)備、供氣管道系統(tǒng)、用氣設(shè)備;用氣設(shè)備屬于耗能部分，所以我們的節(jié)能的重點(diǎn)就剩下了供氣設(shè)備和供氣管道系統(tǒng)。看上去簡單的兩部分其實(shí)并不簡單，這里消耗的電費(fèi)可高達(dá)工廠全部電費(fèi)的40%以上。
經(jīng)過長期的跟蹤調(diào)查，發(fā)現(xiàn)有很大一部分用戶的用氣都有40%~80%的波動(dòng);為了降低用戶空壓機(jī)能耗，提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，我們特別推薦以下常用的空壓機(jī)系統(tǒng)節(jié)能方案。
更換節(jié)能型空氣壓縮機(jī)在當(dāng)今的工業(yè)領(lǐng)域，螺桿壓縮機(jī)由于堅(jiān)固耐用、便于維護(hù)的特性，成為保有量最大的壓縮機(jī)類型，用途非常廣泛。然而，螺桿壓縮機(jī)的能源利用率仍然在低位徘徊，輸入給螺桿壓縮機(jī)的電力只有大約20%轉(zhuǎn)化為有效的壓縮空氣動(dòng)力，其余全部轉(zhuǎn)化為熱。如果將螺桿壓縮機(jī)自身的效率提高，實(shí)現(xiàn)節(jié)能型螺桿壓縮機(jī)，那么將獲得巨大的效益。
可通過選型與計(jì)算，選擇更高能效等級的螺桿壓縮機(jī)或離心壓縮機(jī)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。
空壓機(jī)系統(tǒng)節(jié)能，至少有十幾種方法！最后一種不花錢
氣體傳輸管路和末梢優(yōu)化節(jié)能壓縮空氣一經(jīng)產(chǎn)生，需要經(jīng)過儲(chǔ)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(fèi)。通過管路和末梢用氣環(huán)節(jié)優(yōu)化的節(jié)能手段，能夠?qū)崿F(xiàn)壓縮機(jī)系統(tǒng)的大幅節(jié)能。本章對常見的管路問題進(jìn)行講解，并對解決方案進(jìn)行簡單的介紹。
1.儲(chǔ)氣罐容量不足
在應(yīng)用現(xiàn)場中，常常發(fā)生的問題是儲(chǔ)氣罐容量不足，由于容量較小，儲(chǔ)能作用較差，氣壓波動(dòng)大，造成壓縮機(jī)反復(fù)加載和卸載，形成大量的能源浪費(fèi)。通過增大儲(chǔ)氣罐，單次卸載時(shí)間超過一定時(shí)長，那么壓縮機(jī)的卸載功耗會(huì)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(jī)持續(xù)運(yùn)行于高氣壓狀態(tài)，且容易卸載。
b、直角彎頭造成流動(dòng)阻力加大，形成附加的做功點(diǎn)。
對于壓縮機(jī)輸出口的直角彎頭，嚴(yán)重時(shí)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(diǎn)進(jìn)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(chǔ)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(diǎn)菊花鏈狀、多點(diǎn)環(huán)狀。但是一般的用戶現(xiàn)場因?yàn)橐淮涡酝顿Y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(dǎo)致必須供應(yīng)更高的氣體壓力。例如，一般氣動(dòng)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(dǎo)致壓縮機(jī)必須供應(yīng)6.5bar壓力，如果進(jìn)行管路走向優(yōu)化，只需要供應(yīng)5.8bar壓力即可，節(jié)能率可以達(dá)到10%左右。
4.末梢儲(chǔ)能不足
在一條生產(chǎn)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(dòng)馬達(dá)(手持式磨削機(jī))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(dòng)螺絲刀、氣動(dòng)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(shè)備等，要求儲(chǔ)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(shè)備需要瞬時(shí)較大的氣體供應(yīng)，它們勢必拉低管路氣壓，導(dǎo)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(yīng)更大的氣壓，從而導(dǎo)致壓縮機(jī)能耗大幅度增大。
可通過氣壓、氣流偵測，在準(zhǔn)確位置部署儲(chǔ)氣罐，增大局部儲(chǔ)能量，改善局部氣壓，使得整體供氣壓力下降，實(shí)現(xiàn)了較好的節(jié)能效果。
5.采取分壓供氣
在部分領(lǐng)域，廠內(nèi)壓縮空氣的供應(yīng)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(jī)供應(yīng)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(huì)很好。那么，如果全廠統(tǒng)一供應(yīng)6bar壓力，就會(huì)導(dǎo)致大量的浪費(fèi)。合理設(shè)計(jì)分壓供氣回路，可實(shí)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(diǎn)偵測
壓縮機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)持續(xù)運(yùn)行的整體，各個(gè)氣體部件和接頭在長期運(yùn)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(gè)用氣點(diǎn)進(jìn)行檢測，找到其中效率較低的環(huán)節(jié)，并進(jìn)行更換，實(shí)現(xiàn)最大程度的節(jié)能。
壓縮機(jī)附屬干燥機(jī)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(jī)或者吸干機(jī)來對壓縮后的空氣進(jìn)行干燥處理，同時(shí)也會(huì)帶來附加的能源消耗。
1.冷干機(jī)聯(lián)動(dòng)
在部分現(xiàn)場，冷干機(jī)常年運(yùn)行，運(yùn)行方式較為粗放。評估壓縮空氣的濕度(露點(diǎn))，對冷干機(jī)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)較好的節(jié)電效果。
2.吸干機(jī)優(yōu)化
一般的吸附式干燥機(jī)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(jī)的損耗較大，通過優(yōu)化的吸干機(jī)，能夠大幅度降低耗氣量和耗電量，消除無謂的損耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
3.智能疏水閥
在較多的現(xiàn)場，為了實(shí)現(xiàn)排水，疏水閥都沒有經(jīng)過仔細(xì)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(gè)泄漏，由于壓縮機(jī)的產(chǎn)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(dāng)驚人的。通過智能疏水閥控制，使得疏水閥的開啟時(shí)間大幅縮短，杜絕了持續(xù)的泄漏，此技術(shù)的投資回收期非常短。
壓縮機(jī)余熱利用節(jié)能壓縮空氣的產(chǎn)生過程是較為復(fù)雜的，在氣體壓縮的過程中，發(fā)熱程度較高，常達(dá)到100攝氏度左右，壓縮機(jī)消耗的電能只有約20%轉(zhuǎn)換為壓縮空氣動(dòng)力，其余80%皆轉(zhuǎn)換為熱量。故壓縮機(jī)的余熱利用價(jià)值常常較高。
1.壓縮機(jī)余熱制熱水
使用壓縮機(jī)運(yùn)行過程中的熱油、熱空氣進(jìn)行換熱，將熱量傳遞到軟水介質(zhì)中，然后再將軟水介質(zhì)的熱量再次換熱，傳遞到用戶所用的熱水中，雙級換熱，實(shí)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(jī)、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(jī)長期運(yùn)行，并且員工宿舍需要洗浴熱水;煤礦，具有大量壓縮機(jī)運(yùn)行，并且工人洗浴熱水量較大。
2.壓縮機(jī)余熱制冷
使用壓縮機(jī)運(yùn)行過程中的熱能，產(chǎn)生高溫?zé)崴缓笫褂酶邷責(zé)崴鳛闊嵩?，?qū)動(dòng)溴化鋰機(jī)組制冷，能夠產(chǎn)生冷凍水供應(yīng)生產(chǎn)環(huán)節(jié)。例如，制藥企業(yè)，利用離心壓縮機(jī)的余熱，產(chǎn)生熱水，驅(qū)動(dòng)溴化鋰機(jī)組制冷，彌補(bǔ)冷凍水的不足，大幅降低制冷壓縮機(jī)的使用率，節(jié)能效果顯著。電子企業(yè)，利用壓縮機(jī)的余熱，產(chǎn)生熱水，驅(qū)動(dòng)溴化鋰制冷，產(chǎn)生的冷凍水供應(yīng)企業(yè)生產(chǎn)車間空調(diào)和生產(chǎn)線。
提高空壓機(jī)的運(yùn)行效率
提高空壓機(jī)運(yùn)行效益的關(guān)鍵，是提高空壓機(jī)的排氣量。影響空壓機(jī)排氣量的因素很多，通過運(yùn)行實(shí)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(qiáng)吸氣點(diǎn)的通風(fēng)，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(jìn)入氣缸，防止粉塵加劇磨損而導(dǎo)致內(nèi)漏。因?yàn)槿魏我患壍奈鼩鉁囟忍岣?℃，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(jī)所需的冷卻水量和水壓。
2.搞好維護(hù)保養(yǎng)，合理確定維修周期，嚴(yán)格要求維修質(zhì)量。
定期清洗空氣過濾網(wǎng)、空壓機(jī)冷卻系統(tǒng)，定期修理或更換氣閥;并由專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行維修質(zhì)量檢查。
3.加強(qiáng)運(yùn)行管理，將檢查落實(shí)到實(shí)處。
操作人員要求對各級冷凝器、各輔助設(shè)備及時(shí)排水、排油和排塵，確保各吹除閥不漏氣;要及時(shí)檢查和調(diào)節(jié)冷卻水水壓和水量，保證冷卻水進(jìn)出水溫差;要仔細(xì)檢查各氣閥工作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理或匯報(bào)。
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