【壓縮機(jī)網(wǎng)】經(jīng)過對那些以壓縮空氣作為動力能源的工廠的統(tǒng)計(jì),其消耗的電費(fèi)中,空氣壓縮機(jī)的電耗占工廠整體電耗的25%左右。單就空壓機(jī)的整體運(yùn)行成本來說,其電費(fèi)高達(dá)整體運(yùn)行成本的80%以上。正因?yàn)槿绱?,許多企業(yè)都開始熱衷于進(jìn)行空壓機(jī)的節(jié)能改造,孰不知影響空壓機(jī)能耗居高不下的原因有許多,單單去解決空壓機(jī)本身的問題,只能是杯水車薪,而且未必能達(dá)到預(yù)想的效果。
我們大家對2008年北京奧運(yùn)會還記憶猶新吧!當(dāng)時,北京推廣“節(jié)能燈”項(xiàng)目,它是在中央財(cái)政補(bǔ)貼50%基礎(chǔ)上,市級財(cái)政補(bǔ)貼30%,區(qū)財(cái)政補(bǔ)貼10%,居民只支付10%的價格。也就是說老百姓只需花一元錢就可以買到一只節(jié)能燈。國家大張旗鼓地宣傳使用節(jié)能燈,其節(jié)電和環(huán)保效果大家可以從媒體上看到或查到,在此不再贅述。
然而,從“節(jié)能燈”這件事中我們可以得到什么啟示呢?我們的氣動元器件可不可以看作是節(jié)能燈,我們的管路可以不可以比作供電線路,我們的儲氣罐可不可以比作儲能器和穩(wěn)壓器,干燥系統(tǒng)和精密過濾器不就是濾波裝置嗎?如果真可以,那我們的空壓機(jī)組就好像是整個發(fā)電機(jī)組,換句話說,空壓機(jī)組、后處理設(shè)備(儲氣罐、壓縮空氣干燥系統(tǒng)和精密過濾器)、減壓閥及氣動組件和管路乖組成的整個系統(tǒng)不就是壓縮空氣系統(tǒng)嗎?節(jié)能燈節(jié)電的道理我們大家都非常清楚了。
誠然,在購買空壓機(jī)的時候要不要考慮空壓機(jī)設(shè)備本身的節(jié)能問題,答案是肯定的。這個部分需要空壓機(jī)的生產(chǎn)商來考慮,國家標(biāo)準(zhǔn)《GB19153-2009容積式空氣壓縮機(jī)能效限定值及能效等級》第4.3條和第4.4條,也已經(jīng)明確闡述了 ,限于篇幅,不再贅述。本篇只討論企業(yè)購買空壓機(jī)后,整個壓縮空氣系統(tǒng)如何節(jié)能的問題。
氣動元器件的氣蝕造成耗氣量增大
許多氣動元件的通氣孔都是由小孔構(gòu)成的。眾所周知水滴石穿的道理,脈動的含有一定水份或油份的高壓氣流通過小孔,小孔邊緣的材料會逐漸被氣“吹掉”,也就是我們常說的氣蝕的結(jié)果就是小孔會逐漸變大,而耗氣量又與小孔直徑的平方成正比,所以同樣完成一個動作其耗氣量隨著孔徑的變大而大大提高,導(dǎo)致提供壓縮空氣的空壓機(jī)要源源不斷的供給更多的壓縮空氣才能滿足要求。因此,一定要及時更換被氣蝕了的零部件,從而節(jié)省壓縮空氣的浪費(fèi)。
氣動工具的不合理使用
許多氣動工具設(shè)計(jì)時就沒有考慮節(jié)氣的問題。譬如吹槍在許多企業(yè)都用到,大多吹槍前端就是一根直管,此種做法讓管內(nèi)壓力損失大,吹力也很難達(dá)到要求。理論上來講,吹力與噴嘴出口前壓力和流速成正比。舉一個不是很恰當(dāng)?shù)睦?,小時候打水仗,為了使膠皮管中的水打得遠(yuǎn)一點(diǎn),我們用手捏住管端,使其管口縮小,水量沒有變化,水壓增大流速加快,水打得就遠(yuǎn)。同樣的道理,我們可以將吹管加粗,并在吹管前端增加一個小孔噴嘴,這樣不僅可以加大吹力、減少了壓損,與直管相比在相同的條件下也節(jié)省了氣源。
工藝流程設(shè)計(jì)不合理造成壓縮空氣浪費(fèi)
譬如,在噴涂行業(yè),為了使涂料槽內(nèi)的涂料不凝固結(jié)塊,氣動攪拌器不停地工作,無論有沒有工件在噴涂,氣動攪拌器都以一個恒定的速度攪拌。如果我們將氣動回路加以改造,當(dāng)工件沒有在噴涂工位上時,我們減少供氣量,使氣動攪拌器以z*低的速度攪拌涂料;當(dāng)工件進(jìn)入噴涂工位時,氣動攪拌器又恢復(fù)到正常的供氣狀態(tài),使其按通常的速度進(jìn)行攪拌。無疑,通過上述技術(shù)改造可以節(jié)省供氣需求。
再譬如,有許多企業(yè)中,由于生產(chǎn)工藝的要求,氣動元器件是間歇工作的。當(dāng)氣動元器件工作時壓縮空氣需求量很大,但工作時間很短,面間歇的時間相對很長。這種情況下我們可以采用在氣動元器件附近的管路上安裝一個適當(dāng)大的儲氣罐(即緩沖罐),以瞬時滿足壓縮空氣的需求量,緩解那一時刻空壓機(jī)的負(fù)荷。選擇儲氣罐的大??梢詮南旅娴墓街杏?jì)算得出,并按國標(biāo)調(diào)整:
V=(Q0-Q外)*t/P1-P2
其中:VC儲氣罐的z*小容積M3;
Q0 - 氣動系統(tǒng)保持正常工作需要的容積流量(自由狀態(tài)下)m3/min;
Q外 - 管網(wǎng)向罐內(nèi)供氣(自由狀態(tài)下,可依據(jù)經(jīng)驗(yàn)取值)m3/min;
t - 工作時間min;
P1 - 儲氣罐內(nèi)貯存的氣體壓力(絕壓)bar;
P2 - 儲氣罐內(nèi)氣體降至的z*低壓力(絕壓)bar;
壓縮空氣主管路過細(xì)造成壓力損失過大
壓縮空氣主管路過細(xì),是許多企業(yè)用戶的通病,一是在空壓機(jī)站設(shè)計(jì)時注就沒有考慮好;二是隨著企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大新增加了空壓機(jī),而主管路改造卻被忽略。由于末端壓力不夠,導(dǎo)致很多人往往以為是空壓機(jī)供氣不足,故再增加空壓機(jī),這種“頭痛醫(yī)頭腳痛醫(yī)腳”的做法不但沒有解決問題,反而加大了能耗。
通過“氣動功率計(jì)算表”我們可以得出,當(dāng)管路壓力從8bar降至末端5bar時,每單位標(biāo)準(zhǔn)工況下的體積流量通過時,氣動功率損失為0.68kW,損失了18.5%當(dāng)管路壓力從10bar降至末端6bar時,每單位標(biāo)準(zhǔn)工況下的體積流量通過時,氣動功率損失為0.75kW,損失了18.8%。
通過上述實(shí)例我們看到,管損造成的能量損失是可觀的。如果確定是管路的問題,長痛不如短痛,盡快改造管路加粗,否則后患無窮。
壓縮空氣泄漏
由于壓縮空氣無污染,退伍泄漏也很難發(fā)現(xiàn),就是發(fā)現(xiàn)了也沒有人去重視,不重視是認(rèn)為不值錢。它不像油、水和蒸氣一旦跑冒滴漏就會被人發(fā)現(xiàn),引起上層領(lǐng)導(dǎo)的重視,其實(shí)壓縮空氣并不不便宜,直徑1mm的小孔在工作壓力0.7MPa下泄漏68升/分(自由狀態(tài)下),氣動功率損失236W,如果每天工作16小時,每年工作300天,每度電0.78元計(jì)算,1mm小孔每年損失至少約900元,這還沒折算到空壓機(jī)的耗電當(dāng)中,我們每個企業(yè)可以自查一下,可能會讓您大吃一驚,壓縮空氣的泄漏幾乎每個企業(yè)都有,只是嚴(yán)重程序不同而已。
舉個例子,當(dāng)年在江蘇有一家很大的電子公司,某天公司休息,空壓機(jī)站為幾臺40m3/min(0.8MPa)做保養(yǎng),保養(yǎng)完后試機(jī)運(yùn)行一臺,開機(jī)運(yùn)行一段時間壓力始終上不去(無卸載現(xiàn)象),將通往主管路的閥門關(guān)閉后工作壓力正常,空壓機(jī)運(yùn)行良好。設(shè)備主管到各個車間巡查發(fā)現(xiàn)許多閥門、管路鏈接部位、三聯(lián)組合處等都在漏氣,有個別車間為了在管路末端泄放冷凝水而將閥門小開著—這種無形的浪費(fèi)大家已習(xí)以為常,熟視無睹了。
我們大家對2008年北京奧運(yùn)會還記憶猶新吧!當(dāng)時,北京推廣“節(jié)能燈”項(xiàng)目,它是在中央財(cái)政補(bǔ)貼50%基礎(chǔ)上,市級財(cái)政補(bǔ)貼30%,區(qū)財(cái)政補(bǔ)貼10%,居民只支付10%的價格。也就是說老百姓只需花一元錢就可以買到一只節(jié)能燈。國家大張旗鼓地宣傳使用節(jié)能燈,其節(jié)電和環(huán)保效果大家可以從媒體上看到或查到,在此不再贅述。
然而,從“節(jié)能燈”這件事中我們可以得到什么啟示呢?我們的氣動元器件可不可以看作是節(jié)能燈,我們的管路可以不可以比作供電線路,我們的儲氣罐可不可以比作儲能器和穩(wěn)壓器,干燥系統(tǒng)和精密過濾器不就是濾波裝置嗎?如果真可以,那我們的空壓機(jī)組就好像是整個發(fā)電機(jī)組,換句話說,空壓機(jī)組、后處理設(shè)備(儲氣罐、壓縮空氣干燥系統(tǒng)和精密過濾器)、減壓閥及氣動組件和管路乖組成的整個系統(tǒng)不就是壓縮空氣系統(tǒng)嗎?節(jié)能燈節(jié)電的道理我們大家都非常清楚了。
誠然,在購買空壓機(jī)的時候要不要考慮空壓機(jī)設(shè)備本身的節(jié)能問題,答案是肯定的。這個部分需要空壓機(jī)的生產(chǎn)商來考慮,國家標(biāo)準(zhǔn)《GB19153-2009容積式空氣壓縮機(jī)能效限定值及能效等級》第4.3條和第4.4條,也已經(jīng)明確闡述了 ,限于篇幅,不再贅述。本篇只討論企業(yè)購買空壓機(jī)后,整個壓縮空氣系統(tǒng)如何節(jié)能的問題。
氣動元器件的氣蝕造成耗氣量增大
許多氣動元件的通氣孔都是由小孔構(gòu)成的。眾所周知水滴石穿的道理,脈動的含有一定水份或油份的高壓氣流通過小孔,小孔邊緣的材料會逐漸被氣“吹掉”,也就是我們常說的氣蝕的結(jié)果就是小孔會逐漸變大,而耗氣量又與小孔直徑的平方成正比,所以同樣完成一個動作其耗氣量隨著孔徑的變大而大大提高,導(dǎo)致提供壓縮空氣的空壓機(jī)要源源不斷的供給更多的壓縮空氣才能滿足要求。因此,一定要及時更換被氣蝕了的零部件,從而節(jié)省壓縮空氣的浪費(fèi)。
氣動工具的不合理使用
許多氣動工具設(shè)計(jì)時就沒有考慮節(jié)氣的問題。譬如吹槍在許多企業(yè)都用到,大多吹槍前端就是一根直管,此種做法讓管內(nèi)壓力損失大,吹力也很難達(dá)到要求。理論上來講,吹力與噴嘴出口前壓力和流速成正比。舉一個不是很恰當(dāng)?shù)睦?,小時候打水仗,為了使膠皮管中的水打得遠(yuǎn)一點(diǎn),我們用手捏住管端,使其管口縮小,水量沒有變化,水壓增大流速加快,水打得就遠(yuǎn)。同樣的道理,我們可以將吹管加粗,并在吹管前端增加一個小孔噴嘴,這樣不僅可以加大吹力、減少了壓損,與直管相比在相同的條件下也節(jié)省了氣源。
工藝流程設(shè)計(jì)不合理造成壓縮空氣浪費(fèi)
譬如,在噴涂行業(yè),為了使涂料槽內(nèi)的涂料不凝固結(jié)塊,氣動攪拌器不停地工作,無論有沒有工件在噴涂,氣動攪拌器都以一個恒定的速度攪拌。如果我們將氣動回路加以改造,當(dāng)工件沒有在噴涂工位上時,我們減少供氣量,使氣動攪拌器以z*低的速度攪拌涂料;當(dāng)工件進(jìn)入噴涂工位時,氣動攪拌器又恢復(fù)到正常的供氣狀態(tài),使其按通常的速度進(jìn)行攪拌。無疑,通過上述技術(shù)改造可以節(jié)省供氣需求。
再譬如,有許多企業(yè)中,由于生產(chǎn)工藝的要求,氣動元器件是間歇工作的。當(dāng)氣動元器件工作時壓縮空氣需求量很大,但工作時間很短,面間歇的時間相對很長。這種情況下我們可以采用在氣動元器件附近的管路上安裝一個適當(dāng)大的儲氣罐(即緩沖罐),以瞬時滿足壓縮空氣的需求量,緩解那一時刻空壓機(jī)的負(fù)荷。選擇儲氣罐的大??梢詮南旅娴墓街杏?jì)算得出,并按國標(biāo)調(diào)整:
V=(Q0-Q外)*t/P1-P2
其中:VC儲氣罐的z*小容積M3;
Q0 - 氣動系統(tǒng)保持正常工作需要的容積流量(自由狀態(tài)下)m3/min;
Q外 - 管網(wǎng)向罐內(nèi)供氣(自由狀態(tài)下,可依據(jù)經(jīng)驗(yàn)取值)m3/min;
t - 工作時間min;
P1 - 儲氣罐內(nèi)貯存的氣體壓力(絕壓)bar;
P2 - 儲氣罐內(nèi)氣體降至的z*低壓力(絕壓)bar;
壓縮空氣主管路過細(xì)造成壓力損失過大
壓縮空氣主管路過細(xì),是許多企業(yè)用戶的通病,一是在空壓機(jī)站設(shè)計(jì)時注就沒有考慮好;二是隨著企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大新增加了空壓機(jī),而主管路改造卻被忽略。由于末端壓力不夠,導(dǎo)致很多人往往以為是空壓機(jī)供氣不足,故再增加空壓機(jī),這種“頭痛醫(yī)頭腳痛醫(yī)腳”的做法不但沒有解決問題,反而加大了能耗。
通過“氣動功率計(jì)算表”我們可以得出,當(dāng)管路壓力從8bar降至末端5bar時,每單位標(biāo)準(zhǔn)工況下的體積流量通過時,氣動功率損失為0.68kW,損失了18.5%當(dāng)管路壓力從10bar降至末端6bar時,每單位標(biāo)準(zhǔn)工況下的體積流量通過時,氣動功率損失為0.75kW,損失了18.8%。
通過上述實(shí)例我們看到,管損造成的能量損失是可觀的。如果確定是管路的問題,長痛不如短痛,盡快改造管路加粗,否則后患無窮。
壓縮空氣泄漏
由于壓縮空氣無污染,退伍泄漏也很難發(fā)現(xiàn),就是發(fā)現(xiàn)了也沒有人去重視,不重視是認(rèn)為不值錢。它不像油、水和蒸氣一旦跑冒滴漏就會被人發(fā)現(xiàn),引起上層領(lǐng)導(dǎo)的重視,其實(shí)壓縮空氣并不不便宜,直徑1mm的小孔在工作壓力0.7MPa下泄漏68升/分(自由狀態(tài)下),氣動功率損失236W,如果每天工作16小時,每年工作300天,每度電0.78元計(jì)算,1mm小孔每年損失至少約900元,這還沒折算到空壓機(jī)的耗電當(dāng)中,我們每個企業(yè)可以自查一下,可能會讓您大吃一驚,壓縮空氣的泄漏幾乎每個企業(yè)都有,只是嚴(yán)重程序不同而已。
舉個例子,當(dāng)年在江蘇有一家很大的電子公司,某天公司休息,空壓機(jī)站為幾臺40m3/min(0.8MPa)做保養(yǎng),保養(yǎng)完后試機(jī)運(yùn)行一臺,開機(jī)運(yùn)行一段時間壓力始終上不去(無卸載現(xiàn)象),將通往主管路的閥門關(guān)閉后工作壓力正常,空壓機(jī)運(yùn)行良好。設(shè)備主管到各個車間巡查發(fā)現(xiàn)許多閥門、管路鏈接部位、三聯(lián)組合處等都在漏氣,有個別車間為了在管路末端泄放冷凝水而將閥門小開著—這種無形的浪費(fèi)大家已習(xí)以為常,熟視無睹了。
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