如何節(jié)能――壓縮空氣系統(tǒng)耗電大戶

1、根據(jù)美國能源部的統(tǒng)計 ,在美國，空壓機是工業(yè)中耗電最多的設備之一。盡 管美國能源部一度認為電動機是耗電最多的設備 ,改進壓縮空氣系統(tǒng)設計和運行 所得到的節(jié)能大大超過電動機效率提高所產(chǎn)生的節(jié)能。通過改進壓縮空氣系統(tǒng)的設計和運行可節(jié)能20-50%。許多企業(yè)將壓縮空氣視為等同于煤 ,電,水的實用品。它與其它實用品不同 ,很少有人知道每立方米 / 分 壓縮空氣的成本。每立方米 / 分壓縮空氣的成本通過下列計算可得到，假定：電機服務系數(shù) = 110%功率因子 = 0.9一臺典型的空壓機每1 HP可產(chǎn)生4CFM1 HP = 110%x0.746kW/0.9 = 0.912kW所以產(chǎn)生1CFM壓縮空氣需0.

2、228kW如果每度電費為0.65元：1CFM = 0.1482元/小時1立方米/分二35.315CFM所以 1 立方米 /分= 5.23元/小時所以一臺 10立方米/分的空壓機運行 8,000小時將耗電 ：10 x 8,000 x 5.23 = 418,694元何處可節(jié)約你的電費 ?在一個典型的工廠 ,壓縮空氣泄漏占總需求量的 20%.假定一個工廠的壓縮空氣系統(tǒng)每年運行 8,000 小時每度電費 0.65 元 管路壓力二7.0 kgf/cm2工廠用氣：10 立方米 /分管路泄漏：20%：2 立方米 /分總需氣量：12 立方米 /分壓縮空氣的電費10 x 8,000小時 x 5.23元= 418

3、,694元2 x 8,000小時 x 5.23元= 83,738元 合計 502,433 元泄漏也產(chǎn)生足夠的附加載荷迫使 2 臺空壓機同時運行 .沒有備機不能對任何一臺進行維護保養(yǎng)在 7.0kgf/cm2 壓力下產(chǎn)生 2 立方米 /分泄漏所需的漏氣點 空壓機的分類及其特點三種基本類型的空壓機包括：往復式回轉(zhuǎn)式離心式以上三種類型的空壓機可進一步劃分為：裸機和整機風冷和 xx噴油和無油讓我們簡單地討論以下這三種類型的空壓機：往復式空壓機尺寸為 0.7MPa（G）-范圍的 0.72KW和 0.028M3/min 至U 932 Kw和176.4M3/min往復式空壓機是變?nèi)菔綁嚎s機。這種壓縮機將封閉在

4、一個密閉空間內(nèi)的空 氣逐次壓縮（縮小其體積）從而提高其氣壓。往復式空壓機以汽缸內(nèi)的一個活 塞作為壓縮位移的原件來完成以上的壓縮過程。當壓縮過程僅靠活塞的一側來完成時，該往復式稱為單作用空壓機，如果 靠活塞的二頭來完成時稱為雙作用。往復式空壓機在每一個氣缸上有許多彈簧 式閥門，只有當閥門兩側的壓差達至一定值后閥門才會打開。當氣缸內(nèi)的壓力略低于進氣壓力時，進氣閥門打開，當氣缸內(nèi)的壓力略高 于排氣壓力時排氣閥門打開。如果壓縮過程由一個汽缸或一組單級的汽缸完成時，該空壓機稱為單級空 壓機。許多實際使用工況要超過單級空壓機的能力。壓縮比大?。ㄅ艢?進氣壓力）會引起排氣溫度過熱或其他設計上的問題。許多功率

5、超過75Kw的往復式空壓機被設計為多級機組，壓縮過程由雙級或多級組成，級級之間一般有冷卻功能以降低進入下一級的氣溫。往復式空壓機有噴油和無油兩種，具有壓力和氣量的廣泛選擇余地?；剞D(zhuǎn)式空氣壓縮機0.85M3/min - 85M3/min 回轉(zhuǎn)式空壓機是變?nèi)菔綁嚎s機，最普通的回轉(zhuǎn)式空 壓機是單級噴油螺桿式空壓機，這種壓縮機在機腔內(nèi)有兩個轉(zhuǎn)子，通過轉(zhuǎn)子來 壓縮空氣，內(nèi)部沒有閥門。這種空壓機一般為油冷（冷卻介質(zhì)是空氣或水）， 這種油起到了密封的作用。由于結構簡單易損件少，回旋式螺桿空壓機很容易 維護，操作，并具有安裝靈活的特點?；剞D(zhuǎn)式空壓機可安裝在任何能支撐重量 的地面。兩級噴油回轉(zhuǎn)式螺桿空壓機在主機

6、部件里帶有兩對轉(zhuǎn)子，壓縮過程由第一 級和第二級串接壓縮完成。兩級回轉(zhuǎn)式空壓機具有結構簡單和靈活性以及高效 率的特點，兩級回轉(zhuǎn)式螺桿式空壓機可是風冷和水冷以及全封裝式。無油回轉(zhuǎn)式螺桿空壓機使用特別設計的主機無需噴油就可進行壓縮，從而 產(chǎn)生無油壓縮空氣。無油回旋螺桿式空壓機有風冷和水冷兩種，并具有和噴油 一樣的靈活性。如你所看到的，回轉(zhuǎn)式螺桿空壓機有風冷、水冷、噴油、無 油、單級和兩級、在壓力、氣量、結構上有廣泛的適用性。離心式空氣壓縮機11.2M3/min - 420M3/min 離心式空壓機是一動力型空壓機，他通過旋轉(zhuǎn)的 渦輪完成能量的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)子通過改變空氣的動能和壓力來實現(xiàn)以上的轉(zhuǎn)換。由 靜

7、止的擴壓器降低空氣的流速來實現(xiàn)動能向壓力的變換。離心式空壓機是無油空壓機，運動齒輪的潤滑油由軸密封和空氣隔離。離心式是連續(xù)工況式壓縮機，移動件很少，特別適用于大氣量無油的要 求。離心式空壓機是水冷式的，典型機組包括后冷卻器和所有的控制裝置。用氣量的確定確定一個新廠的壓縮空氣要求的傳統(tǒng)方法是將所有用氣設備的用氣量 （m3/min ）加起來，再考慮增加一個安全、泄漏和發(fā)展系數(shù)。在一個現(xiàn)有工廠里，你只要作一些簡單的測試便可知道壓縮空氣供給量是 否足夠。如不能，則可估算出還需增加多少。一般工業(yè)上空氣壓縮機的輸出壓力為 0.69MPa(G),而送到設備使用點的壓 力至少 0.62MPa。這說明我們所用的

8、典型空氣壓縮機有 0.69MPa(G)的卸載壓力和0.62MPa(G) 的筒體加載壓力或叫系統(tǒng)壓力。有了這些數(shù)字(或某一系統(tǒng)的卸載和加載值) 我們便可確定。如果筒體壓力低于名義加載點(0.62MPa(G)或沒有逐漸上升到卸載壓力 (0.69MPa(G)，就可能需要更多的空氣。當然始終要檢查，確信沒有大的泄漏， 并且壓縮機的卸載和控制系統(tǒng)都運行正常。如果壓縮機必須以高于0.69MPa(G)的壓力工作才能提供0.62MPa(G的系統(tǒng) 壓力，就要檢查分配系統(tǒng)的管道尺寸也許太小，或是阻塞點對于用氣量還需增 加多少氣量，系統(tǒng)漏氣產(chǎn)生什么影響以及如何確定儲氣罐的尺寸以滿足間歇的 用氣量峰值要求。一、測試法

9、 檢查現(xiàn)有空氣壓縮機氣量定時泵氣試驗是一種比較容易精確的檢查現(xiàn)有空氣壓縮機氣量或輸出的方 法，這將有助于判C. ( A和B)總容積，立方米D. 壓縮機全載運行E. 關閉儲氣罐與工廠空氣系統(tǒng)之間的氣閥F. 儲氣罐放氣，將壓力降至 0.48MPa(G)G. 很快關閉放氣閥H. 儲氣罐泵氣至0.69MPa(G所需要的時間，秒現(xiàn)在你已有了確定現(xiàn)有壓縮機實際氣量所需要的數(shù)據(jù)，公式是：V( P2-P1) 60C=(T)PA式中，C= 壓縮機氣量，m3/mi nV二儲氣罐和管道容積，m3 (C項)P2=最終卸載壓力，MPa(A) (H項+ PA)P1=最初壓力，MPa(A) (F項+ PA)PA=大氣壓力，

10、MPa(A)(海平面上為O.IMPa)T=時間，s如果試驗數(shù)據(jù)的計算結果與你廠空氣壓縮機的額定氣量接近，你可以較為 肯定，你廠空氣系統(tǒng)的負荷太高，從而需要增加供氣量。二、估算法V=V現(xiàn)有設備用氣量+ V后處理設備用氣量+ V泄漏量+ V儲備量三、確定所需的增加壓縮空氣根據(jù)將系統(tǒng)壓力提高到所需要壓力的空氣量，就能確定需要增加的壓縮空氣供氣量， P2需要的m3/min=現(xiàn)有的m3/minP1式中，需要的m3/min二需要的壓縮空氣供氣量現(xiàn)有的m3/min=現(xiàn)有的壓縮空氣供氣量P2二需要的系統(tǒng)壓力，MPa(A)P1=W有的系統(tǒng)壓力，MPa(A)需增加的 m3/min=需要的m3/min 現(xiàn)有的m3/

11、min結果就告訴你為滿足現(xiàn)有的用氣需求所要增加多少氣量。建議增加足夠的 氣量以便不僅滿足目前的用氣要求，還把將來的需求和泄漏因素考慮進去。四、系統(tǒng)漏氣的影響供氣量不足經(jīng)常是由于或肯定是由于系統(tǒng)的泄漏，空氣系統(tǒng)漏氣是損失動 力的一個連續(xù)根源，所以最好應當使其盡量少一些。幾個相當于英寸小孔的小 漏點，在0.69MPa壓力下可能漏掉多至2.8M3的壓縮空氣，這等于你損失一臺 18.75KW的空氣壓縮機的氣量，以電力每度 0.4元，每年運行8000小時（三班 制）計算，這些漏掉的空氣使你白白損失600降到0.62MPa（G所需要的時間來診斷。利用泵氣試驗我們就可以算出整個系統(tǒng)的泄漏量：V（ P2-P1

12、） 60泄漏量 m3/min=90（ PA） 如漏氣率超過整個系統(tǒng)氣量的百分之五，就必須筑漏。五、選擇壓縮機的規(guī)格你一旦確定工廠用氣的氣量（m3/min ）和壓力（MPa（G）要求，便可選擇 空氣壓縮機的規(guī)格。在選擇時你可能要考慮的因素包括：目前的用氣量是多少？工廠擴建后的用氣量要求是多少？一般來說,用氣量的年增長率為 10。是否考慮將來要用特殊的制造工藝和工具？干燥機 干燥機是用于干燥空氣的裝置。用我們的術語，就是用其干燥壓縮空氣。離開后冷卻器的空氣通常是完全飽和的，就是說任何降溫都會產(chǎn)生冷凝水。冷凍式干燥機是通過降低壓縮空氣的溫度，析去水分，然后將空氣再加熱 到接近原來的溫度。再生式干燥機

13、是使空氣通過含有化學物質(zhì)的過濾器以析出水分。這種裝置 比冷凍式裝置更能吸附水氣。溫度1、溫度溫度是指衡量某一物質(zhì)在某一時間能量水平的方法。（或更簡單的說，某 一事物有多少熱或多少冷）。溫度范圍是根據(jù)水的冰點和沸點。在攝氏溫度計上，水的冰點為零度，沸 點為 100度。在華氏溫度計上，水的冰點為 32 度，沸點為 212度。從 xx 轉(zhuǎn)換成攝氏：華氏 =1.8攝氏 32，攝氏（華氏 -32）2、絕對溫度這是用絕對零度作為基點來解釋的溫度?；c零度為華氏零下 459.67度或攝氏零下 273.15 度絕對零度是指從物質(zhì)上除去所有的熱量時所存在的溫度或從理論上某一容 積的氣體縮到零時所存在的溫度。3、

14、冷卻溫度差 冷卻溫度差是確定冷卻器的效率的術語。因為冷卻器不可能達到100的效率，我們只能用冷卻溫差衡量冷卻器的效率。冷卻溫度差是進入冷卻器的冷水或冷空氣溫度和壓縮空氣冷卻后的溫度之 差。露點和相對濕度1、露點和相對濕度就象晚上溫度下降會產(chǎn)生露水一樣，壓縮空氣系統(tǒng)內(nèi)的溫度下降也會產(chǎn)生 水氣。露點就是當濕空氣在水蒸氣分壓力不變的情況下冷卻至飽和的溫度。這是為什么呢 ?含有水分的空氣只能容納一定量的水分。如果通過壓力或冷 卻使體積縮小，就沒有足夠的空氣來容納所有的水分，因此多于的水分析出成 為冷凝水。離開后冷卻器的空氣通常是完全飽和的。分離器內(nèi)的冷凝水就顯示了這一 點，因此空氣溫度有任何的降低，就

15、會產(chǎn)生冷凝水。設定的濕度可認為是濕空氣所含水蒸氣的重量，即： 水蒸氣重量和干燥空氣重量之比。相對濕度9X濕度Ps9 = = X她和絕對濕度Pb當 Ps=0,9 =0時，稱為干空氣；Ps=Pb, 9 =時1 ，稱為飽和空氣。絕對濕度 1M3 濕空氣所含水蒸氣的重量。Gs水蒸氣重量X=V濕空氣體積水蒸氣重量含濕量 = 干空氣重量2、飽和空氣當沒有再多的水氣能容納在空氣中時，就產(chǎn)生了空氣的飽和，任何加壓或 降溫均會導致冷凝水的析出。3、水氣分離器水氣分離器是用于收集和除去在冷卻過程中從空氣或氣體中冷凝出來水的 器件。儲氣筒是用于儲存壓縮機排放出來的壓縮空氣和氣體的容器。儲氣筒有利 于消除排氣管路中的

16、脈沖，并在需求量大于壓縮機的能力時，可起儲存和補充 提供壓縮空氣的作用。4、干燥機干燥機是用于干燥空氣的裝置。用我們的術語，就是用其干燥的壓縮空 氣。離開后冷卻器的狀態(tài)及氣量1、標準狀態(tài)標準狀態(tài)的定義是：空氣吸入壓力為O.IMPa,溫度為156C （國內(nèi)行業(yè)定義是0C）的狀態(tài)下 提供給用戶系統(tǒng)的空氣的容積。如果需要用標準狀態(tài)，來反映考慮實際的操作 條件，諸如海拔高度、溫度和相對濕度則將應實際吸入狀態(tài)轉(zhuǎn)換成標準狀態(tài)。2、常態(tài)空氣規(guī)定壓力為O.IMPa、溫度為20C、相對濕度為36%狀態(tài)下的空氣為常態(tài) 空氣。常態(tài)空氣與標準空氣不同在于溫度并含有水分。當空氣中有水氣，一旦 把水氣分離掉，氣量將有所降

17、低。3、吸入狀態(tài)壓縮機進口狀態(tài)下的空氣。4、xx按海平面垂直向上衡量，海拔只不過是指海平面以上的高度。海拔在壓縮 機工程方面占有重要因素，因為在海拔高度越高 ,空氣變得越稀薄，絕對壓力變 得越低。既然在海拔上的空氣比較稀薄，那么電動機的冷卻效果就比較差，這 使得標準電動機只能局限在一定的海拔高度內(nèi)運行。EP200標準機組的最大容許運行海拔高度為 2286 米。5、影響排氣量的因素：Pj、Tj、海拔高度、n、V余、泄漏等。6、xx對壓縮機的影響：（1）、海拔越高，空氣越稀薄，絕壓越低，壓比越高， Nd 越大；（2）、海拔越高，冷卻效果越差，電機溫升越大；（3）、海拔越高，空氣越稀薄，柴油機的油氣

18、比越大， N 越小。7、容積流量容積流量是指在單位時間內(nèi)壓縮機吸入標準狀態(tài)下空氣的流量。用單位：M3/min （ 立方米 / 分 ）表示。標方用 N M3/min 表示。1CFM=0.02832 M3/mi n,或者 1 M3/mi n=35.311CFM,S-標準狀態(tài)， A-實際狀態(tài)8、余隙容積余隙容積是指正排量容積式（往復或螺桿）壓縮機沖程終端留下的容積， 此容積的壓縮空氣負載系數(shù)是指某一段時間內(nèi)壓縮機的平均輸出與壓縮機的最大額定輸出之 比。不明智的做法就是賣給用戶的壓縮機，正好滿足用戶的最大的需求，增加 一個或幾個工具或有泄漏會導致工廠的壓力下降。為了避免這種情況，英格索 蘭多年來一直建

19、議采用負載系數(shù)：取用戶系統(tǒng)所需氣量的極大值，并除以 0.9或0.8的負載系數(shù)。 （或任何用 戶認為是個安全系數(shù) ）這種綜合氣量選擇能顧及未預計到的空氣需量的增加。無 需額外的資本的投入，就可做一些小型的擴建。10、氣量測試（ 1）、往復式壓縮機氣缸容積壓縮機氣缸的容積是指活塞移動的容積減去活塞桿占有的體積。通常是用 每分鐘立方米來表示。多級壓縮機的容積只是第一級壓縮的容積，因為逐一通 過所有級的氣體都來源于第一級。（ 2）、測試低壓噴嘴測試是一種精確衡量壓縮機所提供空氣的方法。這一方法得到壓縮空氣和氣體學會的認可，還為 ASME能源測試代號委員會所接受。ASME PTC- 9中有關采用低壓噴嘴測試往復式壓縮機的描述。ASME PTC-1中有有關采用低壓噴嘴測試動力式壓縮機的描述?？諌簷C變頻器控制節(jié)能改造一、簡介空壓機廣泛應用于各個領域 ,是不可缺少的一種動能設備。但在運行過程中 耗能較大。變頻器的產(chǎn)生為空壓機節(jié)能成為