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空压机的节能措施有多种 分析主要的耗能原因

2019-06-27

空压机的能源消耗大的一块是电能的消耗,它占到总消耗的77%,其次是维护费用,占到总消耗的18%,而设备投资只占到总成本的5%。空压机的电耗是十分惊人的。一台空压机,少则几万元,多则上百万,但购置成本只有5%的比例,可见其电耗数字的庞大。因此找到空压机耗能的原因,有针对性的解决,才能进行能效的提高。

空压机耗能的主要方面:

1. 控制方式:

由于空压机不排除在满负荷状态下长时间运行的可能性,所以,选型时只能按大需求来确定电机容量,造成空压机系统余量一般偏大。传统空压机都采用星三角降压启动,但工频启动时电流仍然能达到额定电流的2~3倍,冲击大,会影响到电网的稳定性。且大多数空压机是连续运行,由于一般空压机的电机本身不能根据压力需求的变动来实现降速,使电机输出功率与现场实际压力需求量相匹配,导致在用气量少的时候仍然要空载运行,造成巨大的电能浪费。据统计,空压机占大型工业设备(风机、水泵、锅炉等)几乎所有的耗电量的15%。加、卸载供气控制方式存在的问题 ;通过耗能分析知道加、载控制方式使得压缩气体的压力在Pmin~Pmax之间来回变化。Pmin是低压力值,即能够保证用户正常工作的低压力。一般情况下, Pmin、Pmax之间关系可以用下式来表示:CPmax=(1+δ)Pmin 是一个百分数,其数值大致在10%~25%之间。 而若采用变频调速技术可连续调节供气量的话,则可将管网压力始终维持在能满足供气压力上,即Pmin附近。 由此可知,在加、卸载供气控制方式下的空压机所浪费的能量主要在2个部分:

(1)压缩空气压力超过Pmin所消耗的能量 在压力达到Pmin后,原控制方式决定其压力会继续上升(直到Pmax)。这一过程同样是一个耗能过程。

(2)卸载时调节方法不合理所消耗的能量 通常情况下,当压力达到Pmax时,空压机通过如下方法来降压卸载:关闭进气阀使电机处于空转状态,同时将分离罐中多余的压缩空气通过放空阀放空。这种调节方法要造成很大的能量浪费。

空压机节能方面很多,这几点必须掌握!

2. 气体泄漏:

空压机所消耗的电能仅有10%转化成压缩空气,剩下的90%转化为热能,由此可见,压缩空气比电费还要贵十倍,但是往往我们都忽略了这一点。在大多数的工厂,到处都能听到漏气的声音,但是根本没有人理会,这种泄漏,不仅使噪声增加,更为关键的是泄漏造成能源浪费,导致出风量降低,成本增加。针大的眼,斗大的风。由于泄漏,特别是管道泄漏,如果把泄漏问题解决了,就节省了大量的能源。

综合分析主要的耗能原因,可以采取以下节能措施:

1. 控制方式的改变:

根据空压机运行特性知: Q1 / Q2 = n1 / n2; H1 / H2 =( n1 / n2)2 ;P1 / P2 =( n1 / n2)3 ;(式中 Q―空压机供给管网风量; H―管网压力; P―电机消耗功率; n―空压机转速。) 由上式可知,当电机转速降至额定转速的80%,则空压机供给管网风量降为80%,管网压力降为(80%)2,电机消耗功率则降为(80%)3,即51.2%,去除电机机械损耗和电机铜、铁损耗等影响,节能效率也接近40%,这就是调速节能的原理所在。

经过上述分析,应用变频调速技术进行恒压供气。通过压力变送器采集实际压力P送给PID智能调速器,与压力设定值P0作比较,并根据差值的大小按既定的PID控制模式进行运算,产生控制信号送变频调速VVVF,通过变频器控制电机的工作频率与转速,从而使实际压力P始终接近设定压力P0。

本系统采用压力闭环调节方式,在原来的压力储气罐上加装一个压力传感器,将压力信号转换成4-20mA的电信号,送到变频器内部的PID调节器,调节器将信号与压力设定值进行比较运算后输出控制信号,变频器根据该信号输出频率,改变电动机的转速,调节供气压力,保持压力的恒定,使空压机始终处于节电运行状态。

同时,该方案可增加工频与变频切换功能,并保留原有的控制和保护系统,另外,采用该方案后,空压机电机从静止到旋转工作可由变频器来启动,实现了软启动,避免了启动冲击电流和启动给空压机带来的机械冲击。

变频节能表现在:

(1)变频器通过调整电机的转速来调整气体流量,使电机的输出功率与流量需求成正比,保持电机高效率工作,功率因数高,无功损耗小,节电效果明显;

(2)按严格的EMS标准设计,高速低耗的IGBT以及采用了高效的失量控制算法,使得V&T变频器谐波失真和电机的电能损耗小化;

(3)自动快速休眠使得空载时间变短,电机完全停止,大程度节能。无冲击启动及低频大转矩特性保证变频器随时带载起停。

2. 气体泄漏的防治:

压缩空气到底利用率是多少?据测算,压缩空气能够愉送出去的只有50%,而30%是泄漏,还有15%是人为需求,其他的5%是操作问题。在上组数字中,泄露占30%,这是我们能够设法进行控制的部分。空压机的泄漏存在于整个系统,包括主机、储气罐、后处理、管道、用户等。经测算,一个只有3毫米的小孔,每月的泄露损失就能达到2000多元.但是,在整个系统中绝不会只有一个这样的泄漏点,而是无数个无法察觉的泄漏点组成的。而这样的泄漏点所造成的损失是无法估量的。常见的泄漏点主要有管道、接头、法兰、软管、排污阀、分支管路等。大的泄漏用声音判断就能够察觉出来,但是对于小的泄漏用耳朵和眼睛就不行了。

目前的测漏方法主要是电子超声波测漏,用超声波测漏时,一般能够发现上百个泄漏点.发现泄漏点之后,治漏的主要办法就是密封,可用胶质材料堵漏。连接部分泄露比较明显的也应该重新组装,添加密封材料。治漏效果是根据空压机的大小,每年可节约成本少则几十万元,多则上百万元。此外可以装备无损阀装置,这些配件采用电子控制,体积较小,自动化程度高,成本较低,可有效地排泄冷凝水,自身泄漏几乎是零,而且规格和品种也比较多,能够满足各种空压机的需求。

空压机的节能措施有多种,分析主要的耗能原因,利用PID控制技术、防泄漏方法来实现就可以实现高效节能运行的目的,并由此提高企业经济效益和社会效益。

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