2022第九届济南国际生物发酵产品与技术装备展览会
2022年7月14-7月16日 山东国际会展中心

【生物发酵展资讯】压缩空气系统节能应坚持的原则与思维

任何工业企业都有生产淡季与旺季,即便在一天当中,用气需求也有大有小,而了解这些需求变化对整个压缩空气系统的影响,是确保空压机能够保持预期功能和效率的关键。

对于一家生产制造工厂,排生产计划是司空见惯的事情,但生产主管部门更多考虑的是生产线主设备的问题,而往往忽略了气辅设备–压缩空气系统也有一套运行原则。事实上,主设备决定了工厂是否赚钱,而气辅设备很大程度上决定了赚多少,毕竟压缩空气系统是一只“电老虎”。

任何工业企业都有生产淡季和旺季,即便在一天当中,用气需求也有大有小,而了解这些需求变化对整个压缩空气系统的影响,是确保供气设备–空压机能够保持预期功能和效率的关键。不管生产负荷如何,确保压缩空气系统以最佳性能运行,是广大空压机用户,以及设备供应商不懈追求的目标。对此,本文提出一些具有普遍参考价值的运行原则和思维模式,供用户借鉴。

秉持最低供应原则

空压站在设计,建设之初,必然留有一定裕量以应对满载需求和可能出现的额外需求。但是,当处于生产淡季,或者其它用气需求减少的情况时,空压机仍然满负荷运行必然导致极大的能源浪费。生产淡季往往是压缩空气系统最重要的节能机会,因此,我们在满足生产用气需求的基础上,必须千方百计地减少压缩空气的生产,降低压缩空气没有经济效益的产出与消耗。可采用的方法包括:

 

1.减少空载运行时间。我们知道,为了保证高速运行的空压机设备不会重复启动和停机,一般约有10分钟左右的停机延迟,也就是空载。空载期间空压机机头不打气,电机处于无负荷空转状态,但是电机空转时也会耗电,其用电约等于负载时的25%(不同型式、品牌、功率空压机的性能各不相同,此数据仅做说明之用)。如果压缩系统中存在泄漏,空压机可能偶尔切换到负载运行,那将消耗更多的电力来生产压缩空气。在绝大多数工厂,尤其是非连续性的生产场合,下游工况对压缩空气的需求是波动的。因此可以利用这种波动的需求来减少空压机空载运行时间,提高能源应用效率。

减少空载运行的有效方式之一是采用可靠的空压机控制系统,并进行科学、合理的参数设置。如果是单台空压机,控制系统主要操纵的是设备的加卸载;如果有多台空压机联机,控制系统一般被设置为自动进行各台空压机的加卸载。此时,如果设置不当,即便每次相差3-5秒,压力相差0.1MPa,日积月累,多产生的压缩空气耗电量也非常大。

在某些规模较大的空压站,彻底关闭一至数台空压机,是减少能耗的重要途径之一。有很多用户习惯于生产期间,让众多空压机随时“待命”,事实上,这一习惯在很多时候没有必要,反而造成了巨大的浪费。生产时间越短,通过关闭空压机而不是让其空载运行,可以节省更多的电力成本。如果生产用气需求减少但我们的供气成本没有减少,就要考虑将工厂中不必要的压缩空气管道区域通过闸阀关闭、隔离,以减少压缩空气压力浪费。

如果生产线已经停止,一定要手动停止空压机,即使它被集成到一个中央控制器。否则,机器可能会小幅运行,以补偿压缩空气管网中小泄漏造成的失压,而这会造成不必要的能源浪费。

2.消除漏气现象。很多用户现场有很多耳朵都能听到的泄露,但是都没有被维修,因为很多用户认为这么一点点泄露修了也解决不了问题,或者觉得这么一点小泄漏无足轻重。事实上,这种想法大错特错,压缩空气泄露造成的能源浪费在各种浪费因素中居于首位,占20%至50%。比如,在供气压力为0.7MPa下的气管中一个直径1mm的泄漏小孔,每年导致的损失高达约3525度电,几乎相当于两个三口之家的全年家庭用电,而且绝大多数泄漏是人耳无法听到的。

文献资料

除了直接泄漏的压缩空气造成能源浪费外 泄漏 还会造成整个压缩空气系统压力下降。如果要 保证压 力,就需要提高空压机排气压力或者额外启动 其它供气设备,进一步提高能耗成本。

泄露对于压缩空气系统的损害不仅仅是能源浪费。存在泄露的干燥压缩空气系统就像海绵一样,会源源不断地吸收大气中的水分,从而影响压缩空气品质。管道内部湿度变大,腐蚀加剧,泄露会变得更加严重,形成恶性循环。

根据现场经验,当对压缩空气管网进行系统化地解决泄露时,第一期维修补漏工作完成后,有可能出现泄露率不降反升的情况。原因是维修泄露点后,我们对空压机的排气压力一般并不会特别调整,这就导致整个系统压力上升,之前本来没有泄露的地方在过高压力下开始泄露了。这时需要再进行一轮查漏补漏,泄露率才会真正开始下降,然后通过调整空压机排气压力,将压缩空气系统压力调整至最经济状态。

3.降低供气压力。由于管道压力损失不确定,设备启动存在流量高峰等原因,空压机的供气压力常常比用气端要求压力高出

0.2MPa~0.3MPa,在泄漏量大的时候压力会更高。而末端设备每提高0.1MPa,空压机的耗电就提高4%~8%。有时会为了少数几台压力要求高的设备,而调高整个供气管网系统的压力,导致能源浪费严重。

据美国数据统计,每减少1%的PS将有2%的能源节省。所以我们在保证用气需求的基础上,要尽可能的调低供气压力,并尽量压缩最低与最高压力之间的范围。这可以通过自动控制系统来实现,如有必要,可以设置不同的压力档,以满足不同的用气需求

4.余热回收。压缩空气虽然用途广泛,却是一种“奢侈”的能源,其生产过程中消耗了大量的能源。根据美国能源署统计,空压机在运行时,真正用于增加空气势能所消耗的电能,在空压机总耗电量中只占很小的部分,约为15%,大约85%的电能转化为热量,通过风冷或者水冷的方式排放到空气

2022第九届国际生物发酵产品与技术装备展览会(济南)

2022330-4月1日 | 山东国际会展中心(济南市日照路1号) 

4展联动、600+品牌、共享36000+买家、40000㎡展示面积

支持单位:中国轻工业联合会、济南市商务局、中国国际贸易促进委员会济南市分会

主办单位:中国生物发酵产业协会                              

承办单位:上海信世展览服务有限公司

协办单位:中国医药教育协会、中国食品发酵工业研究院、中科院天津工业微生物研究所、山东省生物发酵产业协会、山东省水处理协会

江南大学食品学院、山东省科学院生物研究所、齐鲁工业大学、华东理工大学、河南工业大学、浙江科技学院、华南理工大学

同期举办:中国(山东)精酿啤酒展、中国(济南)玉米深加工产业展、中国国际酿造技术装备(山东)展

生物发酵展参展、参观:周彬13167144125了解更多!

文章来源:田少华

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