
2006年全国工业用电量高达21354亿kWh,工业企业是我国能源消费的大户,能源消费量占全国能源消费总量的70%左右。其中,在对将压缩空气作为动力能源的工业的统计中,空压机的电耗占工厂整体电耗的25%左右。单就空压机整体运行成本来讲,其电费高达整体运行成本的80%以上。对此,如何通过压缩系统的节能来缩减企业的成本支出已成为越来越多工业企业关注的焦点。
传统压缩空气系统的弊病
传统的压缩空气系统存在着种种弊端,造成大量的能源浪费,整体分析可总结为以下几个方面。
首先是空压机系统的选择不合理。不恰当的使用后处理设备,在常规的干燥应用场合使用吸附式干燥机,不正确的过多的使用过滤器等,都会造成浪费。通常条件下,吸附式干燥机需要消耗12%~18%的压缩空气,而冷冻式干燥机仅需消耗3%~4%的能耗。其次是无序的系统控制,这将导致压缩机运行紊乱。不适当的空压机系统的配置与不恰当的空压机控制方式,导致的空压机无序运行的状态会造成巨大的能源损失,使多台空压机处于半负荷运行,能源浪费高达10%~40%。 再次是空压机的选择。空压机本身的能耗差异能达到10%~40%,其中仅仅是电机效率就相差了3%,这意味在全国范围内低效率的空压机系统一年的耗能要多增加129亿度电能。第四是压缩空气管道的不合理设计。这一方面来自于人为过高的管网压力,另一方面来自于不适当的用气设备的连接。第五是压缩空气泄漏严重。压缩空气的泄漏问题往往被大多数工业企业所忽视,其实这里有着非常大的节能潜力可以挖掘。例如,在工作压力为0.7MPa下的直径为1mm的小孔,在自由状态下的泄漏为68L/min,气动功率损失236W。以每天工作16h,每年工作300天,电费为0.78元/度计算,1mm小孔每年的损失至少是900元,通常这些损耗成本都未被归为空压机的耗电中。
全方位改进节能措施
针对传统空气压缩系统的弊端,我们可以从改进设备、杜绝泄漏和优化控制方式等几个方面的改造来达到理想的节能效果。
1.采用高效马达,提高传动效率
马达功率的大小对于空压机的节能有着较大的影响,在节能方面,应优先选用高效马达,而且必须减少所选马达的浮装容量,杜绝“大马拉小马”的不良现象,使马达负载率始终保持在80%以上。
另外,在传统使用中,空压机的马达与空压机之间多采用V带传动,它具有结构简单且传动平稳可靠等特点。用户通常采用多根胶带并联的传动方式,而各根胶带之间往往会由于松紧不一,大大降低空压机的传动效率,导致电能的浪费。同时,负载的V带也会因严重的超载运行,而大大缩短使用寿命。若采用直联的同轴式结构,则可彻底排除机械传动方式产生的能量损失因素,不仅可以实现增加风量运行,而且在全范围内部可进行转速控制。
2.减少压力损失和泄漏
空压机的气路系统由众多气动元件构成,外界大气通过这些元件进入空压机。这些气动元件的品质直接影响压缩空气的排气量,进而影响空压机效率。所以,在进行管路设计时必须选用安全可靠的气动元件,减少管路及气动元件的压强损失;采用大管径、低流速的送气方式,尽可能减少设备的内外泄漏和余隙容积;合理设计管路图并实施施工管理。
3.选择高效可靠的控制方式
一个压缩空气系统中,多台空压机和多台后处理设备必须保持运行的协调。目前人们多采用简单基载顺序器进行调节,使得大量能量白白流失,产生巨大的能源损耗。所以需要采用智能控制器,根据实际的用气需求,切换并加载空压机,实现压缩气体的高效供给。
整体解决方案
凯撒空压机长期以来一直致力于空压系统的节能改造,帮助广大工业企业精减生产运行成本。细节上,凯撒空压机均采用高效的SIGMA外形压缩机转子,并且采用高精密的转子加工技术,使其高于其他转子的效率。
其次,每台凯撒空压机都采用1:1的直联传动,不同流量的空压机配备不同大小的压缩机转子,使得每台空压机都运行在转子效率的最佳点,即能耗最低点。1:1的直联驱动配合大转子低转速(1500r/min),从而使空压机的效率更高。另外,直联驱动方式避免了空压机与电机之间的传动损失,进一步的提高了空压机的效率,并且减小了维护成本。
此外,凯撒空压机采用了世界领先的高效率等级IE3等级的电机驱动,保护等级IP55。据了解,欧盟将在2015年普遍使用该标准电机。该电机以最强劲的动力输出、极低的运行温度和能量转换损失、更低的噪声以及极高的运行平稳性,确保了空压机长时间无故障的低能耗运行。
在压缩气体检测工具上,凯撒采用了独有的专业性测量工具ADA和KESS,能够检测到具体的压缩空气需求,提供最优的系统配置方案,节约成本。凯撒研发的基于工业电脑建立的ADA专业检测工具,能够为用户提供精确的测量数据。同时依据自动生成的实际用气需求,凯撒独有的KESS系统能够为用户打造专属的节能环保型压缩空气系统,大幅降低成本。
凯撒空压机采用内置五控制模式工业电脑的SIGMA控制器。根据用气变化的不同情况可选择不同的控制模式,使用最节能的运行模式,从而达到最低的运行能耗。在系统控制方面,凯撒空压机系统采用业界领先的窄带控制技术。整个系统由凯撒的SIGMA压缩空气管理器进行控制与管理,根据现场用气变化情况的不同,自动调整系统中各个空压机的运行状态,从而做到空压机系统适时匹配用气情况的变化,降低压缩空气系统的运行能耗。另外,凯撒空压机系统控制采用末端监控技术,有效降低了保养初期空压机的运行压力,从而进一步大幅降低了整个系统的能耗。
此外,凯撒还成功设计出一套空压机热回收系统,即通过在空压机内部加装一套额外的热水回收装置,连接一个低温的进水管,通过内部换热产生温度高达70℃的热水。通常用户可通过热回收的方式来加热水,这种方式约可回收空压机产生热量的72%。回收的热水主要用于食堂、澡堂、烘干和工业清洗用水等,为用户节约了额外的成本支出。
目前,凯撒的系统节能方案已经被国内许多工业企业所选用,因其巨大的节能潜力,深受广大用户的信赖和推崇。在此,凯撒空压机真诚地期待与众多工业企业一同致力于中国节能环保事业的长期建设。
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