【压缩机网】通常情况下,单台大排量的空压机要比多台小排量的空压机在总体能源效率上要好得多。这是不论任何种类的空压机均具有的共同特性。因此,以能源效率为着眼点来选择空压机的最高原则是选大不选小。但选择大型空压机也受到以下因素的影响。比如电力系统的限制,电源为380v的低压供电场所,就不太适合使用超过315KW以上的空压机,同时大功率空压机启动,对电网的冲击承受能力要求也高;随生产量变化实际使用压缩空气量低于购置空压机前的估计值,单台空压机无法避免发生排放或卸载造成能源浪费,多台空压机具有较大弹性来接纳用气量的变化,单台空压机跳机必要的停机对生产造成潜在威胁,整个压缩空气系统能否做到最佳能源效率。对空压机的容量大小及多台空压机运行控制具有重要意义。
一、无中央控制的多台空压机压力层叠控制
多台空压机运行时,采用压力设定不同,以压力叠加的方式控制空压机自动运行。实践证明:在压缩空气用气量变化导致压力变化时,不同压力带之间会产生一定的压力差,系统的压力波动很大,导致系统运行压力过高,浪费能耗。
二、统一压力设定的中央控制系统
以中央控制系统通过集中采集系统主压力的变化来测量用气量的变化,通过在中央控制系统内设定不同的压差,将系统压力与设定的不同压力进行比较,从而决定起动或停止某台空压机。目前,市场上不同品牌空压机生产商都配备有各自的中央控制器,使整个空压机系统内空压机启动不会频繁,具有稳定性好,逻辑选择相应时间短等优势。
三、空压机组群控及供气系统的测量与监测
节能监测要求考虑实际运行情况,在不影响正常运行情况下,考虑现场条件增加可操作性。将监测项目确定为以下四项:空压机排气温度、空压机冷却水进水温度、空压机冷却水出水温度、空压机组用电单耗。
1、空压机排气温度
在空压机的设计和产品技术条件中对排气温度均有明确规定,并设有排气温度测点,可以直接测量温度。因为排气温度是表征空压机组运行状态好坏的重要特征之一。排气温度过高或者超过额定值,其容积效率会大大降低,能耗急剧上升。对油润滑的空压机来说,高温会导致润滑油粘度降低,从而增大机头磨损,同时影响润滑油的使用寿命及机头使用寿命。无论从设备安全运行方向还是从节能要求看,若排气温度高就应当检查其原因。究竟是传动问题还是润滑系统问题,或是冷却系统问题,从中找出原因,进行修复,恢复正常运行。因此,应将空压机排气温度列入监测项目。
2、空压机冷却水进水温度
水冷式空压机标准规定了空压机冷却水进水温度。运行时监测记录运行值,如果发现此值偏大,就应按照相关指示查找原因。做好冷却水进水温度记录,对监视空压机组正常运行很有必要。
3、空压机冷却水进出水温度差
空压机中间冷却器的性能和结构特征,会直接影响空压机组的输入功率。因为冷却工况和水质不良影响冷却器传热效果,孔口堵塞、传热管腐蚀、冷却器阻力增加会使机组输入功率增加,排气量降低。这项指标作为考核空压机用能状况的监测项。
4、空压机组用电单耗
从能源合理利用观点出发,空压机组应在额定工况下运行,而实际情况是很多机组偏离了额定工况运行。多台空压机组联合运行时应优先投入效率高、容量大的机组。低负荷时,空压机可采用变频运行、间歇运行等办法,实现节约用电。用电单耗考量直观,以机组容量大小规定的用电单耗作为电能利用状况指标来监测。
四、节能监测方法和要求
1、基本要求
所有监测必须在空压机组及供气系统正常运行工况下进行,且该工况应具有统计值的代表性。在监测时要查阅机组的运行记录,根据运行记录,统计出有代表性的工况参数,同时监测时抽查。对稳定运行工况,在检测过程中,空压机系统没有大的波动,储气罐压力稳定,供气系统负荷(气量)与生产用气负荷(需求量)基本平衡。
2、监测周期及次数
监测周期从生产角度来看不宜过长,以减少对生产的影响。从检测准确度考虑,稳定工况条件下2h为一个监测周期。在监测周期内,同一工况下的各被测参数应同时进行采样,被测参数应重复采样3次以上,采样间隔时间为10~20min,以各组读数值的算术平均值作为计算值。
3、流量的检测方法
按测量原理分为差压式、流速式和体积式等三种方法。常用仪表为热线风速仪、涡街流量计。热线风速仪测速方法:要在空压机进口处安装一定长度的圆柱弧形集流器,它可以采用多点测量的方法测出速度分布,计算质量流量,再换算出体积流量。
4、测量仪表要求。
电量、温度、压力和流量测量应在仪表规定的使用范围内进行,仪表在检定合格的周期内。
五、监测参数和测点布置
(1)环境温度、大气压力,在离空压机吸气口1m处。
(2)电动机输入功率(包括电控或调速装置),在电动机配电装置的进线处。
(3)空压机吸气温度,在空压机标准吸气位置(距吸气法兰前的距离为两倍管径)处。
(4)空压机排气温度,在空压机标准排气位置(距排气法兰前的距离为两倍管径)处。
(5)空压机吸气压力,在空压机标准吸气位置(距吸气法兰的距离为一个管径)处。
(6)空压机排气压力,在空压机标准排气位置(距排气法兰的距离为一个管径)处。
(7)空压机冷却水进水温度,在空压机冷却水进口处。
(8)空压机排气端气量,在空压机储气罐后第一个切断阀出口位置(距法兰后距离为两倍管径)处。
标准对环境温度、电动机输入功率、空压机吸排气温度、吸排气压力、冷却水进出口温度和排气端气量的测点位置规定,也可参考GB/T3853-2017标准要求分点测量。
六、压缩空气系统分压供气
分压供气是根据企业压缩空气系统所需的压力分别进行供气的一种方式。现代工厂通常使用一组空压机为全厂提供压缩空气,由于各处所需压缩空气的压力不同,所以供气压力须为压缩空气系统所需的最高压力。对于需要低压的场合,用减压阀进行减压。
七、当前空压机群控简介
各主要空压机制造、专业公司都有各自空压机群控系统,可通过缩小空压机群系统的运行压差、降低系统的运行压力。
(1)阿特拉斯·科普柯。其空压机节能系统控制器有三种,分别为Equalizer 4.0 Equalizer 4.0、PRO和Optimizer 4.0。采集后部压缩空气储罐的压力,通过Profibus或导线连接与空压机进行通信,通过压力变化来转换起动或停止一台空压机,其遵循传统逻辑选择,缩小控制压差取决于大的压缩空气缓冲罐。
(2)凯撒空压机。德国最大的空压机制造商,推出智能控制器SAM4.0西格玛空压机群联控系统控制器,其主要作用是通过监测后部压力的变化来顺序控制相应空压机的运行与停止。西格玛空压机群控系统控制器遵循先进先出的控制原则,并在空压机系统内配置不同大小的空压机,始终用大功率的空压机作为基载,用小功率空压机作为峰载空压机来调节用气量的变化。使大功率的空压机始终得到最好的利用,从而达到效果最高。
(3)英格索兰空压机。控制系统为ASC6000,该控制器采用导线与空压机连接,通过采集后部压缩空气的压力,进而依次控制空压机的起停。
(4)康普艾空压机。空气系统控制器为Smart Air8,与空压机通信连接,通过监控后部压力的变化,轮换起动或停止系统内的空压机运行,实现了各台空压机自动控制与运行。
(5)博格空压机。采用主控制器MCS7,最多可控制7台空压机。该控制器采用PLC控制,与空压机的通信都是通过等线的方式连接。在控制空压机方面采用顺序轮换控制的方式,在用气量变化不大的情况下,控制压差最小达到0.05 MPa。
(6)日立空压机。该空压机运行台数控制是由台数控制器来实现。台数控制器每隔一定的时间计算当前最佳的运行台数,与实际运行的台数进行比较,增减空压机的运行台数。空压机的起停通过PLC相应数字量的ON/OFF来实现。台数控制器需要克服空压机频繁起停的情况,同时还要保证空压机组的各台空压机负载均衡,即平均运行时间相差不大,以延长空压机组的运行寿命。这种方式对空压机运转进行高效控制,提高生产效率,在节能、节省人力等方面也有利。
(7)爱景节能科技。采用空压在线数字化云服务,将冷却塔、水泵等广义的空压站设备纳入空压监控体系中,达成远程操作、顺序起停、负载均衡、能耗监测、参数监测、故障报警等多项功能集合,应用工业物联网平台应用智能算法与控制技术,实现能源托管的数字化转型。设计气量为3000m3/min空压站成为行业标杆,增设各种检测传感器,空压机优化组合,综合考虑流量变化、机器效率、运行时间及保养期,在节能效果上表现优异。尤其是导入实施耗气量的预测算法,较好地匹配了现场耗气量与空压机产气量,提高了空压机运行效率,减少了空压机起停次数,延长了空压机的使用寿命。
【压缩机网】通常情况下,单台大排量的空压机要比多台小排量的空压机在总体能源效率上要好得多。这是不论任何种类的空压机均具有的共同特性。因此,以能源效率为着眼点来选择空压机的最高原则是选大不选小。但选择大型空压机也受到以下因素的影响。比如电力系统的限制,电源为380v的低压供电场所,就不太适合使用超过315KW以上的空压机,同时大功率空压机启动,对电网的冲击承受能力要求也高;随生产量变化实际使用压缩空气量低于购置空压机前的估计值,单台空压机无法避免发生排放或卸载造成能源浪费,多台空压机具有较大弹性来接纳用气量的变化,单台空压机跳机必要的停机对生产造成潜在威胁,整个压缩空气系统能否做到最佳能源效率。对空压机的容量大小及多台空压机运行控制具有重要意义。
一、无中央控制的多台空压机压力层叠控制
多台空压机运行时,采用压力设定不同,以压力叠加的方式控制空压机自动运行。实践证明:在压缩空气用气量变化导致压力变化时,不同压力带之间会产生一定的压力差,系统的压力波动很大,导致系统运行压力过高,浪费能耗。
二、统一压力设定的中央控制系统
以中央控制系统通过集中采集系统主压力的变化来测量用气量的变化,通过在中央控制系统内设定不同的压差,将系统压力与设定的不同压力进行比较,从而决定起动或停止某台空压机。目前,市场上不同品牌空压机生产商都配备有各自的中央控制器,使整个空压机系统内空压机启动不会频繁,具有稳定性好,逻辑选择相应时间短等优势。
三、空压机组群控及供气系统的测量与监测
节能监测要求考虑实际运行情况,在不影响正常运行情况下,考虑现场条件增加可操作性。将监测项目确定为以下四项:空压机排气温度、空压机冷却水进水温度、空压机冷却水出水温度、空压机组用电单耗。
1、空压机排气温度
在空压机的设计和产品技术条件中对排气温度均有明确规定,并设有排气温度测点,可以直接测量温度。因为排气温度是表征空压机组运行状态好坏的重要特征之一。排气温度过高或者超过额定值,其容积效率会大大降低,能耗急剧上升。对油润滑的空压机来说,高温会导致润滑油粘度降低,从而增大机头磨损,同时影响润滑油的使用寿命及机头使用寿命。无论从设备安全运行方向还是从节能要求看,若排气温度高就应当检查其原因。究竟是传动问题还是润滑系统问题,或是冷却系统问题,从中找出原因,进行修复,恢复正常运行。因此,应将空压机排气温度列入监测项目。
2、空压机冷却水进水温度
水冷式空压机标准规定了空压机冷却水进水温度。运行时监测记录运行值,如果发现此值偏大,就应按照相关指示查找原因。做好冷却水进水温度记录,对监视空压机组正常运行很有必要。
3、空压机冷却水进出水温度差
空压机中间冷却器的性能和结构特征,会直接影响空压机组的输入功率。因为冷却工况和水质不良影响冷却器传热效果,孔口堵塞、传热管腐蚀、冷却器阻力增加会使机组输入功率增加,排气量降低。这项指标作为考核空压机用能状况的监测项。
4、空压机组用电单耗
从能源合理利用观点出发,空压机组应在额定工况下运行,而实际情况是很多机组偏离了额定工况运行。多台空压机组联合运行时应优先投入效率高、容量大的机组。低负荷时,空压机可采用变频运行、间歇运行等办法,实现节约用电。用电单耗考量直观,以机组容量大小规定的用电单耗作为电能利用状况指标来监测。
四、节能监测方法和要求
1、基本要求
所有监测必须在空压机组及供气系统正常运行工况下进行,且该工况应具有统计值的代表性。在监测时要查阅机组的运行记录,根据运行记录,统计出有代表性的工况参数,同时监测时抽查。对稳定运行工况,在检测过程中,空压机系统没有大的波动,储气罐压力稳定,供气系统负荷(气量)与生产用气负荷(需求量)基本平衡。
2、监测周期及次数
监测周期从生产角度来看不宜过长,以减少对生产的影响。从检测准确度考虑,稳定工况条件下2h为一个监测周期。在监测周期内,同一工况下的各被测参数应同时进行采样,被测参数应重复采样3次以上,采样间隔时间为10~20min,以各组读数值的算术平均值作为计算值。
3、流量的检测方法
按测量原理分为差压式、流速式和体积式等三种方法。常用仪表为热线风速仪、涡街流量计。热线风速仪测速方法:要在空压机进口处安装一定长度的圆柱弧形集流器,它可以采用多点测量的方法测出速度分布,计算质量流量,再换算出体积流量。
4、测量仪表要求。
电量、温度、压力和流量测量应在仪表规定的使用范围内进行,仪表在检定合格的周期内。
五、监测参数和测点布置
(1)环境温度、大气压力,在离空压机吸气口1m处。
(2)电动机输入功率(包括电控或调速装置),在电动机配电装置的进线处。
(3)空压机吸气温度,在空压机标准吸气位置(距吸气法兰前的距离为两倍管径)处。
(4)空压机排气温度,在空压机标准排气位置(距排气法兰前的距离为两倍管径)处。
(5)空压机吸气压力,在空压机标准吸气位置(距吸气法兰的距离为一个管径)处。
(6)空压机排气压力,在空压机标准排气位置(距排气法兰的距离为一个管径)处。
(7)空压机冷却水进水温度,在空压机冷却水进口处。
(8)空压机排气端气量,在空压机储气罐后第一个切断阀出口位置(距法兰后距离为两倍管径)处。
标准对环境温度、电动机输入功率、空压机吸排气温度、吸排气压力、冷却水进出口温度和排气端气量的测点位置规定,也可参考GB/T3853-2017标准要求分点测量。
六、压缩空气系统分压供气
分压供气是根据企业压缩空气系统所需的压力分别进行供气的一种方式。现代工厂通常使用一组空压机为全厂提供压缩空气,由于各处所需压缩空气的压力不同,所以供气压力须为压缩空气系统所需的最高压力。对于需要低压的场合,用减压阀进行减压。
七、当前空压机群控简介
各主要空压机制造、专业公司都有各自空压机群控系统,可通过缩小空压机群系统的运行压差、降低系统的运行压力。
(1)阿特拉斯·科普柯。其空压机节能系统控制器有三种,分别为Equalizer 4.0 Equalizer 4.0、PRO和Optimizer 4.0。采集后部压缩空气储罐的压力,通过Profibus或导线连接与空压机进行通信,通过压力变化来转换起动或停止一台空压机,其遵循传统逻辑选择,缩小控制压差取决于大的压缩空气缓冲罐。
(2)凯撒空压机。德国最大的空压机制造商,推出智能控制器SAM4.0西格玛空压机群联控系统控制器,其主要作用是通过监测后部压力的变化来顺序控制相应空压机的运行与停止。西格玛空压机群控系统控制器遵循先进先出的控制原则,并在空压机系统内配置不同大小的空压机,始终用大功率的空压机作为基载,用小功率空压机作为峰载空压机来调节用气量的变化。使大功率的空压机始终得到最好的利用,从而达到效果最高。
(3)英格索兰空压机。控制系统为ASC6000,该控制器采用导线与空压机连接,通过采集后部压缩空气的压力,进而依次控制空压机的起停。
(4)康普艾空压机。空气系统控制器为Smart Air8,与空压机通信连接,通过监控后部压力的变化,轮换起动或停止系统内的空压机运行,实现了各台空压机自动控制与运行。
(5)博格空压机。采用主控制器MCS7,最多可控制7台空压机。该控制器采用PLC控制,与空压机的通信都是通过等线的方式连接。在控制空压机方面采用顺序轮换控制的方式,在用气量变化不大的情况下,控制压差最小达到0.05 MPa。
(6)日立空压机。该空压机运行台数控制是由台数控制器来实现。台数控制器每隔一定的时间计算当前最佳的运行台数,与实际运行的台数进行比较,增减空压机的运行台数。空压机的起停通过PLC相应数字量的ON/OFF来实现。台数控制器需要克服空压机频繁起停的情况,同时还要保证空压机组的各台空压机负载均衡,即平均运行时间相差不大,以延长空压机组的运行寿命。这种方式对空压机运转进行高效控制,提高生产效率,在节能、节省人力等方面也有利。
(7)爱景节能科技。采用空压在线数字化云服务,将冷却塔、水泵等广义的空压站设备纳入空压监控体系中,达成远程操作、顺序起停、负载均衡、能耗监测、参数监测、故障报警等多项功能集合,应用工业物联网平台应用智能算法与控制技术,实现能源托管的数字化转型。设计气量为3000m3/min空压站成为行业标杆,增设各种检测传感器,空压机优化组合,综合考虑流量变化、机器效率、运行时间及保养期,在节能效果上表现优异。尤其是导入实施耗气量的预测算法,较好地匹配了现场耗气量与空压机产气量,提高了空压机运行效率,减少了空压机起停次数,延长了空压机的使用寿命。


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