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3.3.2系統(tǒng)配置
3.3.2.1冷干機系統(tǒng)配置
3.3.2.2吸干機系統(tǒng)配置
要求冷干機處理量不大于額定處理量且工作工況不高于JB/T 10532-2017《一般用吸附式壓縮空氣干燥器》規(guī)定工況。壓縮空氣進入吸干機前應盡可能除液態(tài)水和除油,否則會引起吸附劑飽和中毒,無法吸附干燥。
a)以上配置中()內(nèi)容為可選配置。干燥器后過濾器可根據(jù)空氣質(zhì)量需要適當增加配置。
b)除塵過濾器:符合GB/T 13277.1塵3級,油3級(1.0 mg/m3)的過濾器;
c)除油過濾器:符合GB/T 13277.1塵2級,油2級(0.1 mg/m3)的過濾器;
d)高效過濾器:符合GB/T 13277.1塵1級或2級的過濾器。
3.3.3使用工況
3.3.3.1冷干機使用工況應參照2.1.6冷干機選型指南。
3.3.3.2吸干機使用工況應參照2.2.5吸干機選型指南。
3.3.4維護保養(yǎng)
3.3.4.1冷干機的維護保養(yǎng)要求
?、倮涓蓹C的使用實際工況應該嚴格遵循JB/T 10526-2017《一般用冷凍式壓縮空氣干燥器》規(guī)定工況;
?、诙〞r清理機器內(nèi)外的灰塵,特別是冷凝器翅片上的灰塵;
?、鄱〞r檢查和清洗排污裝置,保證排污順暢;
?、蓐P注機器的壓力表是否在正常工作區(qū)域,及時發(fā)現(xiàn)及時維護。
⑥特別關注冷干機入口不能有液態(tài)水進入。
3.3.4.2吸干機的維護保養(yǎng)要求
?、傥蓹C的使用實際工況應該嚴格遵循JB/T 10532-2017《一般用吸附式壓縮空氣干燥器》規(guī)定工況;
?、诙〞r清理機器內(nèi)外的灰塵;
③保證儀表準確完好,定期校驗;
?、蓐P注干燥劑的磨損情況,及時補充和更換;
⑥特別關注吸干機入口不能有液態(tài)水和油,對于前置過濾器應定期檢查和更換。
四、干燥技術在壓縮空氣節(jié)能的應用
對于壓縮空氣系統(tǒng)中的凈化設備來說,它們不生產(chǎn)壓縮空氣,只是壓縮空氣的清潔工。凈化設備耗能只是為了追求更潔凈的壓縮空氣。
高品質(zhì)的壓縮空氣不可能不勞而獲,對于壓縮空氣凈化設備的耗能占比來說,90%以上的能耗是用來除水,因此壓縮空氣干燥器的節(jié)能是我們關注壓縮空氣凈化設備節(jié)能的重點。
在保證壓縮空氣的品質(zhì)情況下,壓縮空氣干燥器的耗能主要在以下三個方面(水和機房散熱除外):耗電、耗氣、壓降。常規(guī)壓縮空氣干燥器能耗見表15。
從耗能的角度,在保證壓縮空氣品質(zhì)的條件下,不要過度使用干燥器,能用冷干機就不要用吸干機;能用外加熱再生就不用無熱再生;外加熱再生吸干機最節(jié)能。
4.1冷干機實際耗能分析
在冷干機的樣本和銘牌上是看不見總功耗數(shù)據(jù)的。表15也是在規(guī)定工況下計算,如果使用工況及空氣質(zhì)量等級要求發(fā)生變化時,其能耗也會變化。冷干機耗能主要在以下三個方面(水和機房散熱除外):壓降、耗氣、耗電。
4.1.1“壓降”對于冷干機節(jié)能來說是個不大不小的問題。
①在《壓縮空氣干燥器的節(jié)能方法探討》文中已經(jīng)提出:在滿足設計標準時,滿負荷時冷干機的壓降能耗占空壓機能耗1.5%。就是說按JB/T 10526-2017《一般用冷凍式壓縮空氣干燥器》設計標準0.7MPa工作壓力下,標準允許壓降<3%=0.021MPa=1.47%(壓縮空氣系統(tǒng)中壓力降低0.1MPa,耗能7%);所以在標準規(guī)定值的壓降,已經(jīng)把冷干機的壓降能耗降得很低了,如果為了不到1%的節(jié)能,再希望把壓降降低一半:△P<0.01MPa以下,制造成本會大大增加,對于大多數(shù)用戶來說不劃算。
?、谌绻摵蓽p少和變化的情況下,冷干機壓降耗能將會同步減少和變化。工況變化時(這里指進氣溫度變化)對壓降影響不大。所以壓降問題對于冷干機來說只要符合標準生產(chǎn),“壓降”耗能不需要考慮得太多。
?、圩龊贤?a href="http://teamkylake.com" target="_blank" class="keylink">能源管理的企業(yè)可以關注冷干機的壓降。如40m3/7bar冷干機,把壓降從0.21bar做到0.1bar,6000h/年工作時間計算,可節(jié)約電能=250*(0.21-0.1)*7%*6000=11550kW/h。
4.1.2“耗氣”對于冷干機節(jié)能來說主要在排水器上。
?、偃绻秒娮佣〞r排水器,可能會有排空現(xiàn)象存在。具不完全統(tǒng)計,一個3.2mm口徑的電排耗氣一年大約2640kW。如果選擇零排放排水器,每年可節(jié)約2112元電費(0.8元/度)。然而無論什么樣的排水器,負荷及工況的變化都不會改變其耗氣的大小。
?、谧龊贤?a href="http://teamkylake.com" target="_blank" class="keylink">能源管理的企業(yè)一定要用零耗氣排水器,畢竟一個空壓站不止有一只排水器且?guī)讉€月就可以收回投資成本。
?、蹞?jù)上海日益統(tǒng)計,上海日益這五年來平均每年銷售零耗氣排水器10000個,共為國家節(jié)電1億元人民幣。
4.1.3“耗電”才是冷干機最主要耗能指標。
下面我們分五個條件:露點、進氣溫度、出口溫度、環(huán)境溫度及負荷來解讀:
?、?ldquo;露點”對冷干機耗電的影響
按ISO8573-1-2010標準:冷干機露點溫度分三檔:3℃、7℃、10℃。圖22是冷干機蒸發(fā)器能將壓縮空氣降低到這三個溫度時的所需制冷量對比,每檔相差10%左右。
表16舉例計算風冷型冷干機處理量40m3/min在7bar時,由于壓力露點要求不同,其耗能也不一樣。
因此冷干機要選擇合適的壓縮空氣壓力露點,切勿貪低,除了采購成本外,運行費用差別也很大。
?、?ldquo;進氣溫度”對冷干機耗電的影響
我們參照JB/T 10526-2017 《一般用冷凍式壓縮空氣干燥器》設計標準中進氣溫度38℃,壓力露點溫度10℃/0.8MPa為標準比較,如果按樣本標注最高溫度46℃,其耗電將增加30%左右。見圖23。
表17舉例風冷型冷干機處理量40m3/min在7bar時,由于進氣溫度不同,其耗能也不一樣。
因此,對于冷干機進氣溫度越低越節(jié)能。
?、?ldquo;出口溫度”對冷干機耗電的影響
由于在標準中沒有規(guī)定出口溫度值,所以各種冷干機出口溫度五花八門,有暖手的,有冰涼的,還有結露的。其實出口溫度不僅關系影響到管路外壁生銹,對冷干機耗能也大有影響。
同樣進氣溫度38℃,出氣溫度30℃,壓力露點溫度10℃在7bar下為標準比較,如果出氣溫度25℃,其耗電將增加26%,見圖24,冷干機出口溫度越接近進氣溫度,其耗能越小。
做合同能源管理的企業(yè)一定要關注冷干機的出口溫度。
表18舉例風冷型冷干機處理量40m3/min 在7bar時,由于出口溫度不同,其耗能也不一樣。
因此,對于冷干機出氣溫度越接近進氣溫度越節(jié)能。
?、?ldquo;環(huán)境溫度”變化對冷干機耗電的影響
JB/T 10526-2017《一般用冷凍式壓縮空氣干燥器》標準工況規(guī)定環(huán)境溫度38℃。假設壓力露點溫度不變,如果環(huán)境溫度45℃,其耗電將增加40%左右。
因此,對于冷干機環(huán)境溫度越低越節(jié)能。
?、?ldquo;工作壓力”變化對冷干機耗電的影響
JB/T 10526-2017《一般用冷凍式壓縮空氣干燥器》標準工況規(guī)定工作壓力0.7MPa,假設壓力露點溫度不變,如果實際工作壓力0.6MPa,其耗電將增加7%左右。
因此,對于冷干機工作壓力越高越節(jié)能。
?、?ldquo;負荷”變化對冷干機耗電的影響最大
大多數(shù)冷干機都是采用固定輸出功率且按最大負荷配置,當壓縮空氣處理量發(fā)生變化時,冷干機的耗功卻固定不變,就造成了冷干機耗電的浪費。如圖27上圖所示。
特別是幾臺空壓機配一臺冷干機的情況下,當空壓機排氣減少時,冷干機卻全負荷運轉(zhuǎn),空耗50%以上都有可能。
比如某客戶三臺90kW空壓機配一臺冷干機處理量40m3/min 風冷型,如果每天冷干機的負荷都不能滿載,如果冷干機實際功耗能夠跟隨客戶用氣量進行變化(比如使用變頻冷干機,能耗如圖27下圖所示),其耗電也差別很大。見表19。
當然,上面只是一個用戶的案例,實際千千萬萬個客戶的壓縮空氣負荷或多或少都有變化,因此讓傳統(tǒng)冷干機節(jié)電50%以上不是夢。建議如下:
◆在多臺空壓機的機房,一對一的冷干機配置方式,采用聯(lián)控方法使得冷干機隨空壓機啟停,可以很好的解決負荷變化時冷干機節(jié)電的困惑。圖28是西安厚德為佛玻集團某廠設計的10臺套機組聯(lián)控,每年可節(jié)電量200萬元。
◆而在一對一的冷干機配置下,特別是近年來永磁變頻噴油螺桿空壓機盛行,在空壓機負荷及實際工況產(chǎn)生波動時,冷干機采用露點控制+變頻技術,可以有效解決實際工況變化對冷干機耗電的影響。
◆做合同能源管理的企業(yè)一定要關注冷干機的負荷變化因數(shù),這里也是今后節(jié)能重點之一。
參考資料
JB_T 10526-2017 《一般用冷凍式壓縮空氣干燥器》;
JB_T 10526-2017 《一般用冷凍式壓縮空氣干燥器》;
ISO 8573-1 2010 《壓縮空氣 第1部分:污染物和純度等級》;
T/CGMA033001-2018《壓縮空氣站能效分級指南》;
T/CGMA ××××—××××《一般用壓縮空氣干燥器選型指南》征求意見稿;
《壓縮空氣干燥與凈化設備》;
《壓縮空氣應用指南》;
《容積式壓縮機技術手冊 化工、動力、制冷》。
作者簡介
第一作者:梁柳生,廣西柳州,大學本科。高級工程師,1990開始從事空壓機行業(yè)工作;有在國企、合資及外企工作經(jīng)歷,其中22年在AC集團工作。先后從事過空壓機及后處理設備的產(chǎn)品設計、產(chǎn)品工藝、生產(chǎn)管理、產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤服務等及全國銷售總監(jiān),并有在歐洲學習和工作的經(jīng)歷。2017年創(chuàng)辦上善氣體工作室,專業(yè)從事壓縮空氣系統(tǒng)研究,精益生產(chǎn)管理及銷售的培訓工作。國家標準JBT10526-2005《一般用冷凍式壓縮空氣干燥器》第一起草人,全國壓縮機標準化技術委員會副主任委員。
第二作者:梁翰林,上善氣體工作室講師助理。
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來源:本站原創(chuàng)
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3.3.2系統(tǒng)配置
3.3.2.1冷干機系統(tǒng)配置
3.3.2.2吸干機系統(tǒng)配置
要求冷干機處理量不大于額定處理量且工作工況不高于JB/T 10532-2017《一般用吸附式壓縮空氣干燥器》規(guī)定工況。壓縮空氣進入吸干機前應盡可能除液態(tài)水和除油,否則會引起吸附劑飽和中毒,無法吸附干燥。
a)以上配置中()內(nèi)容為可選配置。干燥器后過濾器可根據(jù)空氣質(zhì)量需要適當增加配置。
b)除塵過濾器:符合GB/T 13277.1塵3級,油3級(1.0 mg/m3)的過濾器;
c)除油過濾器:符合GB/T 13277.1塵2級,油2級(0.1 mg/m3)的過濾器;
d)高效過濾器:符合GB/T 13277.1塵1級或2級的過濾器。
3.3.3使用工況
3.3.3.1冷干機使用工況應參照2.1.6冷干機選型指南。
3.3.3.2吸干機使用工況應參照2.2.5吸干機選型指南。
3.3.4維護保養(yǎng)
3.3.4.1冷干機的維護保養(yǎng)要求
?、倮涓蓹C的使用實際工況應該嚴格遵循JB/T 10526-2017《一般用冷凍式壓縮空氣干燥器》規(guī)定工況;
?、诙〞r清理機器內(nèi)外的灰塵,特別是冷凝器翅片上的灰塵;
?、鄱〞r檢查和清洗排污裝置,保證排污順暢;
?、蓐P注機器的壓力表是否在正常工作區(qū)域,及時發(fā)現(xiàn)及時維護。
⑥特別關注冷干機入口不能有液態(tài)水進入。
3.3.4.2吸干機的維護保養(yǎng)要求
?、傥蓹C的使用實際工況應該嚴格遵循JB/T 10532-2017《一般用吸附式壓縮空氣干燥器》規(guī)定工況;
?、诙〞r清理機器內(nèi)外的灰塵;
③保證儀表準確完好,定期校驗;
?、蓐P注干燥劑的磨損情況,及時補充和更換;
⑥特別關注吸干機入口不能有液態(tài)水和油,對于前置過濾器應定期檢查和更換。
四、干燥技術在壓縮空氣節(jié)能的應用
對于壓縮空氣系統(tǒng)中的凈化設備來說,它們不生產(chǎn)壓縮空氣,只是壓縮空氣的清潔工。凈化設備耗能只是為了追求更潔凈的壓縮空氣。
高品質(zhì)的壓縮空氣不可能不勞而獲,對于壓縮空氣凈化設備的耗能占比來說,90%以上的能耗是用來除水,因此壓縮空氣干燥器的節(jié)能是我們關注壓縮空氣凈化設備節(jié)能的重點。
在保證壓縮空氣的品質(zhì)情況下,壓縮空氣干燥器的耗能主要在以下三個方面(水和機房散熱除外):耗電、耗氣、壓降。常規(guī)壓縮空氣干燥器能耗見表15。
從耗能的角度,在保證壓縮空氣品質(zhì)的條件下,不要過度使用干燥器,能用冷干機就不要用吸干機;能用外加熱再生就不用無熱再生;外加熱再生吸干機最節(jié)能。
4.1冷干機實際耗能分析
在冷干機的樣本和銘牌上是看不見總功耗數(shù)據(jù)的。表15也是在規(guī)定工況下計算,如果使用工況及空氣質(zhì)量等級要求發(fā)生變化時,其能耗也會變化。冷干機耗能主要在以下三個方面(水和機房散熱除外):壓降、耗氣、耗電。
4.1.1“壓降”對于冷干機節(jié)能來說是個不大不小的問題。
①在《壓縮空氣干燥器的節(jié)能方法探討》文中已經(jīng)提出:在滿足設計標準時,滿負荷時冷干機的壓降能耗占空壓機能耗1.5%。就是說按JB/T 10526-2017《一般用冷凍式壓縮空氣干燥器》設計標準0.7MPa工作壓力下,標準允許壓降<3%=0.021MPa=1.47%(壓縮空氣系統(tǒng)中壓力降低0.1MPa,耗能7%);所以在標準規(guī)定值的壓降,已經(jīng)把冷干機的壓降能耗降得很低了,如果為了不到1%的節(jié)能,再希望把壓降降低一半:△P<0.01MPa以下,制造成本會大大增加,對于大多數(shù)用戶來說不劃算。
?、谌绻摵蓽p少和變化的情況下,冷干機壓降耗能將會同步減少和變化。工況變化時(這里指進氣溫度變化)對壓降影響不大。所以壓降問題對于冷干機來說只要符合標準生產(chǎn),“壓降”耗能不需要考慮得太多。
?、圩龊贤?a href="http://teamkylake.com" target="_blank" class="keylink">能源管理的企業(yè)可以關注冷干機的壓降。如40m3/7bar冷干機,把壓降從0.21bar做到0.1bar,6000h/年工作時間計算,可節(jié)約電能=250*(0.21-0.1)*7%*6000=11550kW/h。
4.1.2“耗氣”對于冷干機節(jié)能來說主要在排水器上。
?、偃绻秒娮佣〞r排水器,可能會有排空現(xiàn)象存在。具不完全統(tǒng)計,一個3.2mm口徑的電排耗氣一年大約2640kW。如果選擇零排放排水器,每年可節(jié)約2112元電費(0.8元/度)。然而無論什么樣的排水器,負荷及工況的變化都不會改變其耗氣的大小。
?、谧龊贤?a href="http://teamkylake.com" target="_blank" class="keylink">能源管理的企業(yè)一定要用零耗氣排水器,畢竟一個空壓站不止有一只排水器且?guī)讉€月就可以收回投資成本。
?、蹞?jù)上海日益統(tǒng)計,上海日益這五年來平均每年銷售零耗氣排水器10000個,共為國家節(jié)電1億元人民幣。
4.1.3“耗電”才是冷干機最主要耗能指標。
下面我們分五個條件:露點、進氣溫度、出口溫度、環(huán)境溫度及負荷來解讀:
?、?ldquo;露點”對冷干機耗電的影響
按ISO8573-1-2010標準:冷干機露點溫度分三檔:3℃、7℃、10℃。圖22是冷干機蒸發(fā)器能將壓縮空氣降低到這三個溫度時的所需制冷量對比,每檔相差10%左右。
表16舉例計算風冷型冷干機處理量40m3/min在7bar時,由于壓力露點要求不同,其耗能也不一樣。
因此冷干機要選擇合適的壓縮空氣壓力露點,切勿貪低,除了采購成本外,運行費用差別也很大。
?、?ldquo;進氣溫度”對冷干機耗電的影響
我們參照JB/T 10526-2017 《一般用冷凍式壓縮空氣干燥器》設計標準中進氣溫度38℃,壓力露點溫度10℃/0.8MPa為標準比較,如果按樣本標注最高溫度46℃,其耗電將增加30%左右。見圖23。
表17舉例風冷型冷干機處理量40m3/min在7bar時,由于進氣溫度不同,其耗能也不一樣。
因此,對于冷干機進氣溫度越低越節(jié)能。
?、?ldquo;出口溫度”對冷干機耗電的影響
由于在標準中沒有規(guī)定出口溫度值,所以各種冷干機出口溫度五花八門,有暖手的,有冰涼的,還有結露的。其實出口溫度不僅關系影響到管路外壁生銹,對冷干機耗能也大有影響。
同樣進氣溫度38℃,出氣溫度30℃,壓力露點溫度10℃在7bar下為標準比較,如果出氣溫度25℃,其耗電將增加26%,見圖24,冷干機出口溫度越接近進氣溫度,其耗能越小。
做合同能源管理的企業(yè)一定要關注冷干機的出口溫度。
表18舉例風冷型冷干機處理量40m3/min 在7bar時,由于出口溫度不同,其耗能也不一樣。
因此,對于冷干機出氣溫度越接近進氣溫度越節(jié)能。
?、?ldquo;環(huán)境溫度”變化對冷干機耗電的影響
JB/T 10526-2017《一般用冷凍式壓縮空氣干燥器》標準工況規(guī)定環(huán)境溫度38℃。假設壓力露點溫度不變,如果環(huán)境溫度45℃,其耗電將增加40%左右。
因此,對于冷干機環(huán)境溫度越低越節(jié)能。
?、?ldquo;工作壓力”變化對冷干機耗電的影響
JB/T 10526-2017《一般用冷凍式壓縮空氣干燥器》標準工況規(guī)定工作壓力0.7MPa,假設壓力露點溫度不變,如果實際工作壓力0.6MPa,其耗電將增加7%左右。
因此,對于冷干機工作壓力越高越節(jié)能。
?、?ldquo;負荷”變化對冷干機耗電的影響最大
大多數(shù)冷干機都是采用固定輸出功率且按最大負荷配置,當壓縮空氣處理量發(fā)生變化時,冷干機的耗功卻固定不變,就造成了冷干機耗電的浪費。如圖27上圖所示。
特別是幾臺空壓機配一臺冷干機的情況下,當空壓機排氣減少時,冷干機卻全負荷運轉(zhuǎn),空耗50%以上都有可能。
比如某客戶三臺90kW空壓機配一臺冷干機處理量40m3/min 風冷型,如果每天冷干機的負荷都不能滿載,如果冷干機實際功耗能夠跟隨客戶用氣量進行變化(比如使用變頻冷干機,能耗如圖27下圖所示),其耗電也差別很大。見表19。
當然,上面只是一個用戶的案例,實際千千萬萬個客戶的壓縮空氣負荷或多或少都有變化,因此讓傳統(tǒng)冷干機節(jié)電50%以上不是夢。建議如下:
◆在多臺空壓機的機房,一對一的冷干機配置方式,采用聯(lián)控方法使得冷干機隨空壓機啟停,可以很好的解決負荷變化時冷干機節(jié)電的困惑。圖28是西安厚德為佛玻集團某廠設計的10臺套機組聯(lián)控,每年可節(jié)電量200萬元。
◆而在一對一的冷干機配置下,特別是近年來永磁變頻噴油螺桿空壓機盛行,在空壓機負荷及實際工況產(chǎn)生波動時,冷干機采用露點控制+變頻技術,可以有效解決實際工況變化對冷干機耗電的影響。
◆做合同能源管理的企業(yè)一定要關注冷干機的負荷變化因數(shù),這里也是今后節(jié)能重點之一。
參考資料
JB_T 10526-2017 《一般用冷凍式壓縮空氣干燥器》;
JB_T 10526-2017 《一般用冷凍式壓縮空氣干燥器》;
ISO 8573-1 2010 《壓縮空氣 第1部分:污染物和純度等級》;
T/CGMA033001-2018《壓縮空氣站能效分級指南》;
T/CGMA ××××—××××《一般用壓縮空氣干燥器選型指南》征求意見稿;
《壓縮空氣干燥與凈化設備》;
《壓縮空氣應用指南》;
《容積式壓縮機技術手冊 化工、動力、制冷》。
作者簡介
第一作者:梁柳生,廣西柳州,大學本科。高級工程師,1990開始從事空壓機行業(yè)工作;有在國企、合資及外企工作經(jīng)歷,其中22年在AC集團工作。先后從事過空壓機及后處理設備的產(chǎn)品設計、產(chǎn)品工藝、生產(chǎn)管理、產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤服務等及全國銷售總監(jiān),并有在歐洲學習和工作的經(jīng)歷。2017年創(chuàng)辦上善氣體工作室,專業(yè)從事壓縮空氣系統(tǒng)研究,精益生產(chǎn)管理及銷售的培訓工作。國家標準JBT10526-2005《一般用冷凍式壓縮空氣干燥器》第一起草人,全國壓縮機標準化技術委員會副主任委員。
第二作者:梁翰林,上善氣體工作室講師助理。
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