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空压机综合节能技术解决方案

   【压缩机网空压机是工业企业普遍使用的能量转换设备,主要功能是把电能转换为气压能,利用压缩空气的能量驱动控制和汽缸完成相关的工艺动作,它既可作为控制动力源,又可作为驱动动力源,一般驱动压力在1Mpa以下的自动化系统均采用气压驱动。所以广泛应用于自动化控制系统。空压机产生气压的过程是一个电能转换为机械能,机械转化为气压的过程。所以空压机系统的节能主要有三个方面,一是提升运行效率,二是提高输送使用效率,三是回收和利用电能转换为机械能时产生的热能,三个层次的节能形成了空压机系统高效低耗的节能运行体系。

  1、空压机节能策略

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  2、空压机系统结构

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  3、空压机变频节能

(1)空压机的可行性分析

  为了保障系统供气压力,在空压机设计安装时都会增大装机容量,并处于常年连续运行状态。当供气压力达到设定最高值时,空压机卸载,关闭吸气门或停机,当系统压力降到设定最低值时,空压机启动加载,满负荷运行,由于频繁的加载、卸载对电路产生了较大的冲击电流,造成了电能浪费,增大了机械损耗。如果采用变频调速技术,在满足用户压力负载需求的前提下,通过调节空压机电机的输出功率,有效调整压力流量的技术参数,使空压机运行在无频繁加载、卸载的平稳状态下,可减少启动电流和冲击电流,提高运行性能,降低机械损耗,保护电路安全,节约电能资源。

  (2)技术原理

  采用动态跟踪控制和模糊控制技术,经压力传感器采样和数值反馈,通过PID控制器的分析、对比、判断、运算后,输出适合系统负载需要的轴功率,使气压系统保持在压力恒定状态,并大大减少机组频繁加载和卸载,优化了运行状态,提高了工作效率,实现了最大限度的节能。

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  (3)性能特点

  ●节电率高,节电率可达15%以上。

  ●实现软启动,对电网无冲击,降低对变压器容量的要求。

  ●功率因数提高,减少无功损耗,使功率因率达到1。

  ●恒压供气,运行平稳,可靠性高。

  ●无频繁加载、卸载。压缩机的使用寿命及检修周期都将得到大大延长。

  ●空压机排气量由空压机的转速来控制,气缸内气阀片不再反复地开启和关闭,阀座、弹簧等工作条件大大改善,避免了高温、高压气体急剧的流动和冲击,维修工作量减少。

  ●设置故障报警及自动切换,提高了系统的安全可靠性。

  4、空压机系统管理节能

  (1)节能分析

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  根据空压机电机系统节能项目的多年实施经验总结,大多数压缩空气系统所消耗的能源明显高于其实际消耗的能源量,高送低用、系统泄漏、人为虚假用气和不正确使用大约消耗了约40%的压缩空气量,导致了大量气能损失,通过压缩空气系统的优化控制可以达到15~35%的节能效果。

  (2)技术原理

  系统采集各支路的供气压力、用气流量和末端气压等技术参数,并根据各支路的用气需求所设定的目标值,经计算机的分析、比较、判断和运算后,实时调整各支路的流量执行机构的开度,达到供气压力、供气流量与实际负载需求量的一致,减少输送能量损耗,同时根据系统压力的变化检测系统漏气损耗,并及时进行报警。彻底解决了高送低用、系统漏气、人为虚假用气等造成的能量损失问题。

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  (3)性能特点

  ●稳定恒压用气区间(模糊控制),线形运动稳定下游系统的空气压力,控制精度±0.05bar;

  ●压力显示及指定压力设定功能:消除压力波动导致的错觉需求;

  ●掉电自我保护功能,可在掉电后保证系统阀门处于全开状态,保障系统安全运行;

  ●提高系统储气能力,减少泄漏及人为造成的错觉需求浪费;

  ●具备远程监控通讯及远程参数设定功能;

  ●低压力损失无缝钢管设计,整体装置的压降不超过0.5psig(0.03bar);

  ●实际调节输出压力范围1.5-10bar;

  ●使用环境温度-20°C~80°C,适用于各种工艺需求的压缩空气恒压输送。

 

  4、空压机热能回收

  (1)节能分析

  空气压缩机长期连续有运行过程中,把电能转换为机械能,机械能转换为风能,在机械能转换为风能过程中,空气得到强烈的高压压缩,使之温度骤升,这是普通的物理学机械能量转换,机械螺杆的高速旋转,同时也产生摩擦热,这些产生的高热由空压机润滑油的加入混合成油气蒸汽排出机体,这部分高温油气流的热量相当于空压机功率的60%,它的温度通常在80℃(冬季)100℃(夏秋季),这些热能都由于机器运行温度的要求,都被无端地废弃排往大气之中,即空压机的散热系统来完成机器运行的温度要求。空压机热回收就是利用热能转换原理,把空压机散发的热量回收转换到水里,水吸收了热量后,水温就会升高空压机运温度就会降低。

  科学技术支持:空压机有40%的电能转化为空气能,有60%转化为热能,我们利用物理学的(相变理论),使空压机热能回收得以突破达到空压机总功率的93%以上,是传统热回收的200%以上。

  (2)空压机热回收技术原理

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  (3)空压机回收热能应用

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