
阿特拉斯.科普柯集团是全球工业生产解决方案的领导者,成立于1873年,至今已经有100多年的历史。阿特拉斯.科普柯在全球100多个国家都有业务发展,在中国,有20家公司、13家制造工厂,超过5000名的工作人员。阿特拉斯.科普柯集团主要有四大部分业务,提供的产品和服务范围从空气压缩机、发电机、建筑及采矿设备,工业工具和组装系统到相关的售后服务和租赁。
空压机应用在生产中随处可见,这对于我们来讲是一个非常好的消息。饮料、食品、电力、制药、汽车、建筑等各个不同的行业中都需要压缩空气。另外,有一个不足的方面就是压缩机中的能耗是非常重要的。在工业系统中,10%左右的能源都消耗在空气压缩机能源系统当中,能量使用已经占到压缩机碳排放量的99%,占压缩机生命周期成本的80%。节约10%~50%的压缩机能量能够降低全球工业用电1%~5%,而现有的技术就能够做到。
为什么说压缩机是工厂节能的关键环节?我们在购买压缩机时的一次投入,电能的消耗占压缩机使用周期内总成本的70%以上,甚至90%以上。以900kW的螺杆空气压缩机为例,设备采购费用约为20万元,安装调试需要5万元,运行一年的电费粗略计算约为:900kW(电机功率)×8000h(运行时间)×0.7元/kw·h(电费)>500万元。可以看出,能耗远远超过了压缩机的购买成本。
中国政府也意识到了节能的重要性,中国是世界上首个压缩机进行能效标识的国家。中国政府推行能效标识,无论是本地生产的压缩机,或者是进口的压缩机,根据规定,如果你购买到能效标识中第一、二级的产品,会享受到政府给予的10%的购买补贴。阿特拉斯.科普柯的产品已经获得通用机械产品认证(GMPI)。所有通过GMPI认证的压缩机厂家,他们需要将认证的证书公布在其相关的网站上。
空压机系统里的能量消耗是一把双刃剑。一方面空压机能量消耗会产生很多的能耗,以及在产生过程中的一些费用。另一方面,能量也可以转化成为一种可利用的资源。从CO2生命周期过程可以看出,从原材料到生产知道再到最后的回收利用,99%的能量消耗损失在这整个系统当中。生命周期中的主要成本主要是能量的消耗。因此,我们如何实现节能?首先做一个需求评估,通过评估可以知道需要什么样的压缩机,在生产过程中起到什么作用,从而来决定需要多大的压缩机。如果压缩机过小,无法满足需求;如果压缩机过大,也会造成能源的浪费。这就是采用需求评估的必要性。另外一方面是需要采用哪些压缩机技术,有各种类型的压缩机,包括螺杆式、涡轮式等等,应根据不同的功率需求选择不同的压缩机。此外,我们要考虑哪种驱动技术符合我们的需求,以及如何处理气体。例如用干燥机得到干燥的空气,干燥机也有不同的类型,不同的干燥机也需要不同的干燥器。另外就是如何优化空压机站的方案,在生产过程中需要多重的压缩系统,我们有时会看到超过60台的压缩机,我们需要将这些压缩机在系统安排中做一个周全的考虑。结合阿特拉斯这些核心的技术,来选择螺杆式的,还是离心式的压缩机;结合这些驱动的技术,来实现有效的方案。控制系统就是能够优化每个压缩机组运行的过程,将能耗降低至最低。
节能就是我们如何选择压缩机,以实现最大的节能;另外,就是能量回收。我们利用压缩机能实现热能的再回收、再利用。举个例子,两级压缩机从电能的输入,最后转换成100%的热能的回收,有10%的辐射损耗,我们能回收90%以上的直接能量;另外就是在常压空气中的能量如果是10%,我们也能够回收,这样就达到了100%的能量回收。结论:净零能量消耗,这不是理论上的数据,或者理论上的公式,在实际生产中,我们的客户也能得到能量100%的回收,一方面节约了能源,另一方面也降低了碳排放。在空压机热能回收的一个例子中,我们可以用回收的热量来加热水,使其达到60~90的温度;再将水放入到锅炉中,作为中期或者其他用途。如果我们在锅炉中想要直接转换成热水,这需要很多能量。
在青岛海尔的节能项目中,海尔的空压机房中有超过12台空压机。在空压机站中安装阿特拉斯.科普柯气体优化控制系统,来控制不同空压机的工作,尽量将能源利用优化。每年我们可以帮助他们降低10%的能耗,节省140万人民币甚至更多。
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