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空压机整机节能弱爆了,系统节能才是王道!

文章来源:无锡斯立    时间:2017-07-13 11:30:38

经过对那些以压缩空气作为动力能源的工厂的统计,其消耗的电费中,空气压缩机的电耗占工厂整体电耗的25%左右。单就空压机的整体运行成本来说,其电费高达整体运行成本的80%以上。正因为如此,许多企业都开始热衷于进行空压机的节能改造,孰不知影响空压机能耗居高不下的原因有许多,单单去解决空压机本身的问题,只能是杯水车薪,而且未必能达到预想的效果。

我们大家对2008年北京奥运会还记忆犹新吧!当时,北京推广“节能灯”项目,它是在中央财政补贴50%基础上,市级财政补贴30%,区财政补贴10%,居民只支付10%的价格。也就是说老百姓只需花一元钱就可以买到一只节能灯。国家大张旗鼓地宣传使用节能灯,其节电和环保效果大家可以从媒体上看到或查到,在此不再赘述。

然而,从“节能灯”这件事中我们可以得到什么启示呢?我们的气动元器件可不可以看作是节能灯,我们的管路可以不可以比作供电线路,我们的储气罐可不可以比作储能器和稳压器,干燥系统和精密过滤器不就是滤波装置吗?如果真可以,那我们的空压机组就好像是整个发电机组,换句话说,空压机组、后处理设备(储气罐、压缩空气干燥系统和精密过滤器)、减压阀及气动组件和管路乖组成的整个系统不就是压缩空气系统吗?节能灯节电的道理我们大家都非常清楚了。

诚然,在购买空压机的时候要不要考虑空压机设备本身的节能问题,答案是肯定的。这个部分需要空压机的生产商来考虑,国家标准《GB19153-2009容积式空气压缩机能效限定值及能效等级》第4.3条和第4.4条,也已经明确阐述了 ,限于篇幅,不再赘述。本篇只讨论企业购买空压机后,整个压缩空气系统如何节能的问题。

气动元器件的气蚀造成耗气量增大

许多气动元件的通气孔都是由小孔构成的。众所周知水滴石穿的道理,脉动的含有一定水份或油份的高压气流通过小孔,小孔边缘的材料会逐渐被气“吹掉”,也就是我们常说的气蚀的结果就是小孔会逐渐变大,而耗气量又与小孔直径的平方成正比,所以同样完成一个动作其耗气量随着孔径的变大而大大提高,导致提供压缩空气的空压机要源源不断的供给更多的压缩空气才能满足要求。因此,一定要及时更换被气蚀了的零部件,从而节省压缩空气的浪费。

气动工具的不合理使用

许多气动工具设计时就没有考虑节气的问题。譬如吹枪在许多企业都用到,大多吹枪前端就是一根直管,此种做法让管内压力损失大,吹力也很难达到要求。理论上来讲,吹力与喷嘴出口前压力和流速成正比。举一个不是很恰当的例子,小时候打水仗,为了使胶皮管中的水打得远一点,我们用手捏住管端,使其管口缩小,水量没有变化,水压增大流速加快,水打得就远。同样的道理,我们可以将吹管加粗,并在吹管前端增加一个小孔喷嘴,这样不仅可以加大吹力、减少了压损,与直管相比在相同的条件下也节省了气源。

工艺流程设计不合理造成压缩空气浪费

譬如,在喷涂行业,为了使涂料槽内的涂料不凝固结块,气动搅拌器不停地工作,无论有没有工件在喷涂,气动搅拌器都以一个恒定的速度搅拌。如果我们将气动回路加以改造,当工件没有在喷涂工位上时,我们减少供气量,使气动搅拌器以最低的速度搅拌涂料;当工件进入喷涂工位时,气动搅拌器又恢复到正常的供气状态,使其按通常的速度进行搅拌。无疑,通过上述技术改造可以节省供气需求。

再譬如,有许多企业中,由于生产工艺的要求,气动元器件是间歇工作的。当气动元器件工作时压缩空气需求量很大,但工作时间很短,面间歇的时间相对很长。这种情况下我们可以采用在气动元器件附近的管路上安装一个适当大的储气罐(即缓冲罐),以瞬时满足压缩空气的需求量,缓解那一时刻空压机的负荷。选择储气罐的大海可以从下面的公式中计算得出,并按国标调整:

V=(Q0-Q外)*t/P1-P2

其中:VC储气罐的最小容积M3;

Q0 - 气动系统保持正常工作需要的容积流量(自由状态下)m3/min;

Q外 - 管网向罐内供气(自由状态下,可依据经验取值)m3/min;

t - 工作时间min;

P1 - 储气罐内贮存的气体压力(绝压)bar;

P2 - 储气罐内气体降至的最低压力(绝压)bar;

工作压力bar(G)气动功率kW螺杆机轴功率kW工作压力bar(G)气动功率kW螺杆机轴功率kW

42.6834.54183.6636.793

52.9875.19993.8387.238

63.2445.784103.9977.653

73.4666.311

压缩空气主管路过细造成压力损失过大

压缩空气主管路过细,是许多企业用户的通病,一是在空压机站设计时注就没有考虑好;二是随着企业生产规模的扩大新增加了空压机,而主管路改造却被忽略。由于末端压力不够,导致很多人往往以为是空压机供气不足,故再增加空压机,这种“头痛医头脚痛医脚”的做法不但没有解决问题,反而加大了能耗。

通过“气动功率计算表”我们可以得出,当管路压力从8bar降至末端5bar时,每单位标准工况下的体积流量通过时,气动功率损失为0.68kW,损失了18.5%当管路压力从10bar降至末端6bar时,每单位标准工况下的体积流量通过时,气动功率损失为0.75kW,损失了18.8%。

通过上述实例我们看到,管损造成的能量损失是可观的。如果确定是管路的问题,长痛不如短痛,尽快改造管路加粗,否则后患无穷。

压缩空气泄漏

由于压缩空气无污染,退伍泄漏也很难发现,就是发现了也没有人去重视,不重视是认为不值钱。它不像油、水和蒸气一旦跑冒滴漏就会被人发现,引起上层领导的重视,其实压缩空气并不不便宜,直径1mm的小孔在工作压力0.7MPa下泄漏68升/分(自由状态下),气动功率损失236W,如果每天工作16小时,每年工作300天,每度电0.78元计算,1mm小孔每年损失至少约900元,这还没折算到空压机的耗电当中,我们每个企业可以自查一下,可能会让您大吃一惊,压缩空气的泄漏几乎每个企业都有,只是严重程序不同而已。

举个例子,当年在江苏有一家很大的电子公司,某天公司休息,空压机站为几台40m3/min(0.8MPa)做保养,保养完后试机运行一台,开机运行一段时间压力始终上不去(无卸载现象),将通往主管路的阀门关闭后工作压力正常,空压机运行良好。设备主管到各个车间巡查发现许多阀门、管路链接部位、三联组合处等都在漏气,有个别车间为了在管路末端泄放冷凝水而将阀门小开着—这种无形的浪费大家已习以为常,熟视无睹了。

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