В современной промышленности воздушные компрессоры, как важное энергетическое оборудование, широко используются в различных производственных процессах. Однако энергопотребление воздушных компрессоров всегда было в центре внимания предприятий. С ростом экологической осведомленности и увеличением стоимости энергоносителей вопрос эффективного энергосбережения стал ключевым в использовании и обслуживании воздушных компрессоров. В данной статье подробно рассматриваются многие аспекты энергосбережения воздушных компрессоров, что поможет читателям освоить ключевые моменты энергосбережения и обеспечить экологичную и эффективную работу воздушного компрессора. Критика и замечания по недостаткам приветствуются.
I. Устранение утечек
По оценкам, средняя утечка сжатого воздуха на заводе достигает 20-30%, при этом небольшое отверстие размером 1 мм² под давлением 7 бар приводит к утечке около 1,5 л/с, что влечет за собой ежегодные потери в размере около 4000 юаней (на все пневматические инструменты, шланги, фитинги, клапаны и т. д.). Поэтому первоочередной задачей энергосбережения является контроль утечек, проверка всей сети передачи и точек подачи газа, особенно соединений, клапанов и т. д., для своевременного устранения мест утечек.
II. Обработка падения давления
При каждом прохождении сжатого воздуха через оборудование происходит его потеря, и давление в источнике воздуха снижается. Как правило, на выходе из компрессора перепад давления не должен превышать 1 бар, а ещё строже – не более 10%, то есть 0,7 бар. В секции холодного сухого фильтра перепад давления обычно составляет 0,2 бар. На заводе следует максимально выстроить кольцевую трубопроводную сеть, сбалансировать давление газа в каждой точке и выполнить следующие действия:
На участке трубопровода необходимо установить манометр для измерения давления, детально проверить перепад давления на каждом участке, а также своевременно проверять и обслуживать проблемные участки трубопроводной сети.
При выборе оборудования для сжатого воздуха и оценке требуемого давления газового оборудования необходимо всесторонне учитывать давление и объем подаваемого газа, и не следует слепо увеличивать давление подачи воздуха и общую мощность оборудования. Для обеспечения бесперебойной работы производства следует максимально снизить давление на выходе воздушного компрессора. Каждое снижение давления на выходе воздушного компрессора на 1 бар позволит сэкономить энергию примерно на 7–10%. Фактически, если давление в баллонах многих газовых устройств составляет 3–4 бар, то для некоторых манипуляторов требуется более 6 бар.
В-третьих, скорректировать характер использования газа.
Согласно авторитетным данным, энергоэффективность воздушного компрессора составляет всего около 10%, и около 90% этой энергии теряется в виде тепловой энергии. Поэтому необходимо оценить пневматическое оборудование завода и выяснить, можно ли решить эту проблему электрическим способом. Одновременно следует положить конец нерациональному использованию газа, например, применению сжатого воздуха для обычной очистки.
В-четвертых, перейти к централизованному режиму управления.
Несколько воздушных компрессоров управляются централизованно, и количество работающих агрегатов регулируется автоматически в зависимости от изменения расхода газа. Если их количество невелико, для регулирования давления можно использовать компрессор с частотным преобразователем; если же их количество велико, можно использовать централизованное рычажное управление, чтобы избежать ступенчатого повышения давления на выходе, вызванного настройкой параметров нескольких воздушных компрессоров, что приводит к потерям энергии на выходе. Конкретные преимущества централизованного управления заключаются в следующем:
Когда потребление газа снижается до определенного уровня, производство газа уменьшается за счет сокращения времени загрузки. Если потребление газа снижается еще больше, высокопроизводительный воздушный компрессор автоматически останавливается.
Снижение выходной мощности двигателя: используется режим частотно-регулируемого регулирования скорости для снижения выходной мощности двигателя. До преобразования компрессор автоматически разгружается при достижении заданного давления; после преобразования компрессор не разгружается, но снижает скорость вращения, уменьшает объем выпускаемого газа и поддерживает минимальное давление в газовой сети, тем самым снижая энергопотребление от разгрузки до нагрузки. В то же время, работа двигателя снижается до частоты ниже промышленной, что также позволяет снизить выходную мощность двигателя.
Продлите срок службы оборудования: используйте энергосберегающее устройство с частотным преобразователем и функцию плавного пуска частотного преобразователя, чтобы пусковой ток начинался с нуля и не превышал номинальный ток, что позволит снизить нагрузку на электросеть и требования к мощности электроснабжения, а также продлить срок службы оборудования и клапанов.
Снижение потерь реактивной мощности: реактивная мощность двигателя увеличивает потери в сети и нагрев оборудования, что приводит к снижению коэффициента мощности и активной мощности, неэффективному использованию оборудования и серьезным потерям. После использования устройства регулирования скорости с помощью частотного преобразователя, благодаря функции внутреннего фильтрующего конденсатора частотного преобразователя, потери реактивной мощности могут быть снижены, а активная мощность энергосистемы — увеличена.
5. Качественно выполняйте техническое обслуживание оборудования.
В соответствии с принципом работы воздушного компрессора, он поглощает природный воздух и после многоступенчатой обработки и сжатия формирует чистый воздух высокого давления для другого оборудования. В течение всего процесса природный воздух непрерывно сжимается, поглощая большую часть тепла, которое преобразуется в электрическую энергию, в результате чего температура сжатого воздуха повышается. Постоянно высокая температура неблагоприятна для нормальной работы оборудования, поэтому необходимо постоянное охлаждение оборудования. Следовательно, необходимо проводить качественное техническое обслуживание и очистку оборудования, повышать эффективность теплоотвода воздушного компрессора и эффективность теплообмена в теплообменниках с водяным и воздушным охлаждением, а также поддерживать качество масла, чтобы обеспечить энергосберегающую, стабильную и безопасную работу воздушного компрессора.
VI. Утилизация отработанного тепла
В воздушных компрессорах обычно используется асинхронный двигатель, коэффициент мощности которого относительно низок, в основном от 0,2 до 0,85, и сильно изменяется с изменением нагрузки, а также наблюдаются большие потери энергии. Утилизация отработанного тепла воздушного компрессора позволяет снизить температуру на выходе компрессора, продлить срок его службы и цикл работы охлаждающего масла. Одновременно с этим, утилизированное тепло может использоваться для бытового отопления, предварительного подогрева питательной воды котлов, технологического нагрева, отопления и других целей, обладая следующими преимуществами:
Высокая эффективность рекуперации: двойная рекуперация тепла нефти и газа, большая разница температур между входящей и выходящей водой, высокая эффективность рекуперации тепла. Все тепло, выделяемое компрессором при работе с нефтью и газом, рекуперируется, а холодная вода быстро и напрямую преобразуется в горячую воду, которая по теплоизоляционным трубам поступает в систему хранения горячей воды, а затем перекачивается в точку горячего водоснабжения завода.
Экономия места: оригинальная конструкция с прямым нагревом, компактные размеры и удобная установка.
Простая конструкция: низкий уровень отказов и низкие затраты на техническое обслуживание.
Низкие потери давления: для достижения нулевых потерь давления сжатого воздуха без изменения канала потока используется высокоэффективное устройство рекуперации отработанного тепла сжатого воздуха.
Стабильная работа: поддерживайте температуру масла в оптимальном рабочем диапазоне для обеспечения стабильной работы воздушного компрессора.
Поддержание коэффициента нагрузки двигателя воздушного компрессора выше 80% позволяет повысить энергоэффективность. Поэтому необходимо отдавать приоритет высокоэффективным двигателям и снижать их неустойчивость. Например:
КПД двигателя Y-образной направляющей на 0,5% ниже, чем у обычного двигателя Jo, а средний КПД двигателя YX составляет 10%, что на 3% выше, чем у двигателя Jo.
Использование магнитных материалов с низким энергопотреблением и хорошей магнитной проводимостью позволяет сократить потребление меди, железа и других материалов.
Обычная, устаревшая трансмиссия (клиновая и зубчатая) теряет большую часть эффективности и снижает энергосбережение. Появление коаксиальной конструкции двигателя и ротора позволяет полностью решить проблему потерь энергии, вызванных механической трансмиссией, и увеличить объем воздушного потока. Одновременно это позволяет контролировать скорость вращения оборудования в полном диапазоне.
При выборе воздушного компрессора приоритет следует отдавать использованию высокоэффективных винтовых компрессоров. Учитывая объемы потребления производственного газа предприятиями, необходимо учитывать использование газа в пиковые и спадовые периоды и применять переменные режимы работы. Высокоэффективный винтовой воздушный компрессор способствует энергосбережению: его двигатель потребляет более 10% энергии по сравнению с обычным двигателем, обладает преимуществами постоянного давления воздуха, отсутствия потерь на разницу давлений, контроля количества подаваемого воздуха, отсутствия необходимости в загрузке и разгрузке, а также обеспечивает экономию энергии более чем на 30% по сравнению с обычным воздушным компрессором. При больших объемах потребления производственного газа можно использовать центробежный компрессор, высокая эффективность и большой расход которого позволяют решить проблему недостаточного потребления газа в пиковые периоды.
VIII. Преобразование системы сушки
Традиционная система сушки имеет множество недостатков, однако новое сушильное оборудование позволяет использовать тепло, выделяемое при сжатии воздуха, для осушения и обезвоживания сжатого воздуха, при этом экономия энергии составляет более 80%.
Вкратце, на энергопотребление воздушного компрессора влияют оборудование, управление эксплуатацией и другие факторы. Только всесторонний анализ, комплексное рассмотрение, выбор передовых технологий, разумные и осуществимые методы и вспомогательные меры могут обеспечить энергосберегающую, стабильную и безопасную работу воздушного компрессора. Применяя передовые технологии и методы, такие как частотно-регулируемое регулирование скорости, персонал должен также добросовестно выполнять ежедневную работу по управлению эксплуатацией и техническому обслуживанию оборудования, экономя энергию и снижая потребление на основе обеспечения производительности, чтобы повысить экономическую и социальную выгоду.
Дата публикации: 25 октября 2024 г.
