螺桿式空氣壓縮機(jī)是目前市場占有率最高的空壓機(jī),也是運行故障相對較少的一款機(jī)型。螺桿式空壓機(jī)可以制取壓縮空氣,制成高壓空氣,以提供氣體壓力能的機(jī)械,是工業(yè)廠礦單位的主要動力源。但是空壓機(jī)在帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時也是耗費大量的能源,特別是電能的一種機(jī)械設(shè)備,也造成環(huán)境的污染和資源的一種浪費,這一問題是行業(yè)內(nèi)比較普遍關(guān)注的一個問題。螺桿式空壓機(jī)在我國使用時間不長,在這十幾年的使用中,大家都做過一些節(jié)能改造,以解決空壓機(jī)的耗能問題。本文主要是將筆者公司對空壓機(jī)所做的一些節(jié)能改造技術(shù)加以提煉綜合,淺析其節(jié)能方法。
1.空壓機(jī)的能耗現(xiàn)狀
根據(jù)筆者公司節(jié)能辦公室近幾個月的能耗統(tǒng)計,空壓機(jī)因24小時不停機(jī)的運轉(zhuǎn),其每個月的在生產(chǎn)過程中壓縮空氣系統(tǒng)所消耗的電量約占動力中心總用電量的17%~29% 不等?諌簷C(jī)的壽命周期所需要的成本中(前期投入、維護(hù)、能源消耗)能耗占據(jù)了總成本的72%,但是同行業(yè)的空壓機(jī)的平均使用負(fù)荷卻僅僅只有68%,形成了大馬拉小車的現(xiàn)象。
在運行過程中,僅涉及運行這一部分的功率消耗能源就高達(dá)13%,由此可見,筆者公司所生產(chǎn)出來的壓縮空氣沒有大部分被用于制造過程中,所消耗的壓縮空氣的大部分據(jù)監(jiān)測發(fā)現(xiàn),被用于吹掃零件。中午高峰用氣大多在9點以后到12之間,下午在13半到17點半之間,其余時間空壓機(jī)大多數(shù)時間處于開啟30分鐘,就可以滿足整個園區(qū)的生產(chǎn)用氣狀態(tài)。由此可判斷出電機(jī)系統(tǒng)與系統(tǒng)的匹配不合理,設(shè)備在非正常上班期間運行處于低負(fù)荷運行,存在系統(tǒng)控制方式落后問題。
.空壓機(jī)節(jié)能運行與優(yōu)化的措施
2.1節(jié)能改造方案
。1)變頻調(diào)速節(jié)能。采用變頻調(diào)速方式是降低空壓機(jī)電動機(jī)的軸功率的輸出,主要是通過在電網(wǎng)與電動機(jī)之間安裝變頻器,通過變頻器改變電壓和電動機(jī)頻率,來實現(xiàn)電動機(jī)調(diào)速,從而調(diào)節(jié)能量,滿足輕載的運行需要,讓排氣量和用氣量相匹配。
。2)多機(jī)組群控節(jié)能。對多臺空壓機(jī)采取集中控制的方式,根據(jù)系統(tǒng)的壓力和流量等參數(shù)的變化,選擇運行適宜數(shù)量和容量的空壓機(jī),使得盡可能少的空壓機(jī)處于部分負(fù)荷狀態(tài),同時使各臺空壓機(jī)的運行時間降低,減少空壓機(jī)的運行和耗能。
多機(jī)群控技術(shù)就是采用信息技術(shù)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),將獨立的單臺設(shè)備通過傳感器和控制單元將其結(jié)合起來,發(fā)揮每臺機(jī)組的功能,將設(shè)備運轉(zhuǎn)信息實時傳輸?shù)焦芾碚叩氖种,可以檢測設(shè)備的故障信息,停開機(jī)狀態(tài),使得日常管理工作強(qiáng)度大幅降低。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將能源消耗情況以每月生產(chǎn)報表形式反饋給上級能源管理階層,使其一目了然的了解到每月的生產(chǎn)情況,能源分析有理有據(jù)。
(3)空壓機(jī)的余熱回收利用。利用熱能轉(zhuǎn)換的原理,使空壓機(jī)的高溫油通過熱轉(zhuǎn)換器把熱量回收利用到冷卻水中,冷卻水吸收了熱量加熱后,流入保溫儲水桶中,熱水可以供給生產(chǎn)和生活使用。
4)提高轉(zhuǎn)動效率節(jié)能。一方面選擇高質(zhì)量,精度的帶輪膠帶,負(fù)載不均勻時及時更換膠帶,安裝時認(rèn)真調(diào)整中心距,保證所有膠帶收到相同的張緊力,可以有效的提高傳動效率;另一方面,使用轉(zhuǎn)子與電動機(jī)同軸結(jié)構(gòu)能夠徹底解決傳動上的能量損失這一問題,還增加了風(fēng)量運行,在全范圍內(nèi)實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的控制。
。5)減少空壓機(jī)壓力損失、摩擦耗能。對于空壓機(jī)本身的情況,一是需要減少壓力損傷,例如,在新建的廠房中,盡可能少安裝閥門,使用大口徑的管道進(jìn)行氣路設(shè)計,低轉(zhuǎn)速的送氣方式,減少設(shè)備內(nèi)外泄露,降低余隙容積。同時在設(shè)備使用過程中,做好日常的保養(yǎng)管理工作,進(jìn)行定期檢修維護(hù),確保氣路系統(tǒng)安全可靠。
定期對空壓機(jī)的外圍條件進(jìn)行梳理,風(fēng)冷式空壓機(jī)對冷卻風(fēng)扇定期進(jìn)行除灰清潔,對散熱器進(jìn)行除塵。對水冷式空壓機(jī)定期檢測冷卻水套,發(fā)現(xiàn)結(jié)垢或堵塞情況,及時進(jìn)行疏通,保證循環(huán)水水質(zhì)的穩(wěn)定。
2.2具體改造后效益和評價
(1)變頻器控制空壓機(jī)和傳統(tǒng)的空壓機(jī)相比較,提高了空壓機(jī)控制精度,使得空壓機(jī)產(chǎn)生的輸出和制造所需要的氣量相匹配,節(jié)約了運行成本,節(jié)約了經(jīng)濟(jì)成本,讓系統(tǒng)受到的運行壓力保持在最小范圍內(nèi),減少了機(jī)械部件造成的沖擊,延長了空壓機(jī)的使用壽命。
。2)多機(jī)組群控技術(shù)是在同時多臺空壓機(jī)運行條件下實現(xiàn)節(jié)能的有效方法之一,它根據(jù)實際用氣量選擇運行適宜數(shù)量和容量的空壓機(jī),消除了不必要的能量浪費情況,具有顯著的節(jié)能效應(yīng)。
。3)空壓機(jī)余熱利用技術(shù)具有一次性投資長期回報的優(yōu)勢,使用低運行的成本,充分利用壓縮機(jī)余熱,這樣不僅使得空壓機(jī)機(jī)組的運行溫度得以降低,提高空壓機(jī)運行效率,延長空壓機(jī)潤滑油使用壽命,而且生產(chǎn)的熱水水溫不高可用于生產(chǎn)線用熱水,還可以給給員工生活用水。
3.結(jié)語
在進(jìn)行螺桿式空壓機(jī)的節(jié)能改造過程中,我們?nèi)娣治隽斯居脷馇闆r,綜合考慮空壓機(jī)耗電量,根據(jù)需要的生產(chǎn)目標(biāo)和基本要求,選擇先進(jìn)的技術(shù)和合理可行的方法對空壓機(jī)進(jìn)行功能性改造和功率利用率提升,把變頻調(diào)速技術(shù)和方法、多機(jī)群控技術(shù)應(yīng)用于近年來比較新的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)上,做了空壓機(jī)的適應(yīng)性改造。同時在日常運行管理中,做好設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)工作,確?諌簷C(jī)節(jié)能,穩(wěn)定安全的運行,在保障生產(chǎn)基礎(chǔ)上提高設(shè)備運行中的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的雙層最大化。