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高能效空压机房是怎样炼成的?

返回列表 来源: 发布日期: 2021.12.23

2020年空压机总耗近2400万kW/h,因此,对空压系统进行节能的改造,潜力巨大,如能降低能耗比例1%~2%,节能效益也就很可观了。


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一、高能效空压机房的概念

高能效空气压缩机房注重整个空气压缩机系统(供气侧、输送管道系统和用气侧组成的系统)的运行能效,而不仅仅是单台设备的能效。CGMA033001-根据压缩空气的实际使用情况,高能效空压机房的目标气电比例小于0.090kwh/m3(供气压力露点≥3℃,平均供气流量≥300m3/min,有油,供气压力0.7MPa)。

通过提高当前和未来几年的空压站能源效率,可以降低运行成本。达到高能效机房标准后,每年可节省近600万元,任何压缩空气节能都将对工厂的总能耗和二氧化碳排放产生重大影响。

二、回收空压机余热

螺杆式空气压缩机在运行过程中会产生大量的热量。为了保护设备,需要用冷却油冷却,机组运行时油温可达105℃,这部分-量是由电能转化而来的。除机械摩擦造成的热损失外,大部分热量通过各种方式排放到空气中,造成浪费。因此,如何有效利用空压机的余热是节能减排的-点。

螺杆压缩机的输入功率约为98%(大部分轴功率)作为热量被冷却器带走,在环境中消耗,冷却器分为后冷却器和油冷却器。根据相关技术数据,油冷却器带走约72个总散热量%如果是71%计算,那么通过的油冷却器的散热量大约占空压机输入功率的70%。

工厂的中空压力站靠近制冷站,制冷站的冷冻机为生产过程和环境提供冷冻水。当制冷系统消耗量较高时,每天需要为工厂提供约1000个冷却量GJ。长期观察水冷空气压缩机并与空气压缩机制造商沟通后,发现螺杆空气压缩机有热回收的潜力,可产生70以上的温度℃热水。因此,团队利用余热回收机组和溴化锂制冷机将压缩空气系统与制冷系统结合起来。余热回收机组和管道安装调试顺利后,进行了数据观测。溴化锂制冷机在一周内冷却超过200台GJ,节省制冷机电能近1.4万kWh。

每天可产生约1200吨热水,出水温度可达75吨℃2020年溴化锂机组制度近8500GJ冷量,全年节能超过80万kWh。降低了现有制冷系统设备的功耗,冷却了高温空气压缩机油,提高了空气压缩机的产气效率,实现了能源的再利用,节能减排,降低了系统的单功耗。参照《压缩空气站能效分级指南》的集团标准,能效等级由5级提高到4级。由此可见,空压机余热回收对建设高能效空压站房具有重要意义。

同样,离心式空气压缩机在运行过程中产生大量热量。这些热量包含在压缩空气中,主要通过压缩空气和冷却水之间的热交换,冷却水将热量分布到大气中,并通过其他方式排放到空气中。如果不回收热量,这些热量就不能很好地利用。回收一、二级压缩机出口压缩空气的热能,热水温度仅为35~50℃,不能满足需求,三级压缩机-量回收可获得65~75℃热水,能满足热水溴化锂机组的需要。离心机的热回收率约为20%实施余热回收改造后,预计综合输功效率将提高1~2%,系统用电单耗可降至0.115 kWh/m3。

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三、压缩空气系统分压供气

各车间压缩空气用气工艺不同,各使用点压力范围为0.5MPa~0.7MPa,车间个别设备压缩空气压力要求为0.7MPa以上,甚至0.8MPa以上。据统计,空压机压力每下降0.1MPa,能耗将下降约7%,因此,空气压缩机的出口压力应尽可能降低,每个车间的压缩空气应按需供应。目前,我厂空气压缩机的额定排气压力为0.8MPa或以上(包括螺杆机和离心机),空气压缩机的加卸压力可调。空气压缩机的出口压力为0.74~0.78MPa,车间末端压缩空气的压力可达0.65~0.75MPa,能满足全厂大部分车间设备对压缩空气的使用需求。车间个别设备压缩空气要求为0.75MPa或以上车间配备增压泵,局部增压个别使用点,可避免因个别点高压需求而增加整个管网压力。

在实际使用中,车间入口压力大于车间大部分设备的要求压力,波动较大(波动范围大于0.07MPa)现象。

为解决上述问题,目前,工厂已在冲压车间和涂装车间的压缩空气入口处安装了智能控制装置,以尝试分压、稳压、节能。该设备安装在后处理和气体车间前的压缩空气总管上,可根据气体端的压力变化敏感控制输出压力,确保供应流量。冲压车间的入口压力稳定在98点±1psi与调压前相比,观察一周节省约5次%的气量。

在所有车间实施后,可以-除压力浪费,减少流量消耗,减少空压机产气,实现节能。预计整体节气率可达10%。同时,分压供应管理也避免了不同燃气车间的相互影响,减少了系统的压力波动(车间入口压力波动范围小于0).007MPa),优化生产工艺,提高生产质量。海尔、中铝、浦项等-内外众多有名企业采用终端智能流量控制设备节能,节能率一般可达15%。

四、压缩空气系统分质供气

根据GB/T13277-91《一般用压缩空气质量等级》的规定 压缩空气的质量根据固体颗粒、压力露点和含油量分为六个等级。空压站压缩空气从空压机输出后,由冷干燥机和过滤器处理,输送管道采用普通无缝钢管。按国家标准处理的压缩空气质量等级为4~5级。使用过程中较大的问题是随着压缩空气温度的降低而沉淀的冷凝水。为了解决这个问题,我厂在压缩空气主管道、干燥机、过滤器、储气罐等下方安装了排水器(零消耗),可以及时排放系统中的冷凝水,避免过度排放造成的压缩空气浪费。对于压缩空气质量要求较低的车间使用点,可以满足大部分需求。

对于气体要求高的车间,采用分散的现场处理,以提高使用点压缩空气的质量。例如,在涂装车间,精密过滤器单独安装在车间压缩空气入口,吸附干燥机安装在一些气体区域的入口。经过过滤和干燥机处理的压缩空气质量可达到:粉尘含量0.01μm,压力露点-40℃,含油量0.01mg/m3.能满足车间个别使用点的需要。

在车间对压缩空气使用质量要求差异较大的情况下,首先要确保满足大多数使用点的需求,减少前端后处理设备和压降。对于个别气体要求较高的使用区域,应根据当地情况采取措施,采取质量供应,采用精密过滤器、干燥机等后处理设备进行处理。在后处理设备的使用过程中,应特别注意各级过滤器的前后压差,当压差过大时(>0.035MPa),需要及时更换,否则站房内部会导致0.1~0.15MPa压降不仅造成了大量的能源浪费,而且压缩空气也没有达到理想的质量。能约7%。

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五、空压站房云智能系统

显然,目前的手动调度是一种相对落后的控制模式。当气体波动时,值班人员到现场手动启停设备,响应不及时。运行设备组合不能始终保持较佳,容易使设备频繁卸载或排空,导致运行效率低,能源浪费。设备供气方案不能始终与气体情况相匹配,各设备独自作战,气体压力与气体压力不匹配,或在特定情况下,不能打开较佳设备组合,会导致气体排空、压力波动,加剧能耗损失。

目前,包括汽车厂在内的许多工厂采用智能空压站系统节能,有效降低了运营成本和管理成本,全站节能率一般超过10%。我厂计划引入云智能控制节能管理系统,利用该系统建设数字空压站房,实现智能控制和全站节能的目标。这需要在设备上安装相关硬件产品,安装完善的测量设备,收集、分析和决策站房内的所有设备,实现云、边、端的实时协调和数据闭环。

云智能控制通过系统实时数据采集空压站设备,利用边缘计算和云服务器实现空压系统运行参数的智能优化控制,根据气体需求独立调整机组运行参数和运行参数,优化设备组启停顺序,使系统在较窄的压力带范围内运行,提高各机组的效率。通过使用智能控制系统,将压缩空气网设置为在狭窄的压力带内运行,以确保其满足准确的需求。不同的压力带也可以通过该控制设置,以优化不同时期的能源使用,从而大大降低低频使用时的能源成本。此外,降低系统压力可以减少泄漏的影响。每次减少0.1MPa压力,可降低13%漏气影响。

同时,站房智能控制后,还可以实现站房的综合监测。设备(包括空气压缩机、仪器仪表等)的数据湿度、排气压力、流量、压降、泄漏、功耗等数据可在线查看;通过2D、3D站房组态图将数据直接呈现在边缘、电脑或手机小程序上,无需手动抄表,随时随地掌握站房内各设备的运行数据;还有设备故障预警和维护到期提醒,通知方式多种多样:现场声光报警PC弹出窗口、语音广播、手机等。;增加能源效率评价参考、能源效率分析、气体分析、浪费分析、故障统计分析,支持设备历史数据检查,帮助实现设备异常快速预测;自动生成-家诊断月度报告,显示和分析全站能源效率水平、能源收入、单位能耗、累积气体、气体波动、设备动力、加载率、故障报警、管道压降、泄漏等。大大降低了离线检查的难度,预计将节省80个%人工点检时间,管理工时75%。

 

 

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