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高能效空压机与空压站关系浅议

  【jdb电子游戏平台网站 网】众所周知,空压机由于其独特的技术特点,其用途非常广泛。然而,空压机也属于高能耗设备,在某些行业耗电占到了生产耗电的多半以上,故俗称“电老虎”。据统计,空压系统电能消耗占工业能耗的8~10%左右。

  空压机的购置成本,比起空压机整个生命周期(比如10-15年)的使用成本来说,只占到十分之一不到。目前稍微正规一点的工业企业的设备采购都对空压机的能效提出了要求,比如说要求一级能效空压机。这样做是对的,但还不够,为什么呢?

  企业为何要配一级能效空压站

  目前,随着我国工业技术水平不断发展,以及市场竞争和节能减排的政策压力,各个制造企业努力提高生产效率,关注的点往往都在生产工艺上,用更智能化的生产设备,更先进的流水线等等。相对于直接生产设备,空压机作为公辅设备,之前受关注度明显不高。只有到了一定规模的工业企业,已经或者正在脱离粗放式的生产方式,为保持产品的竞争力,建立精细化、标准化生产管理是必然要走的道路,在工艺升级升无可升的情况下,才会将目光投向诸如空压机系统这类公辅设备的身上。

  这就是我们需要转变的一个观念,空压机产生的压缩空气本身可能不是直接用于产品或作为产品的一部分,但它大部分的用途是作为驱动、输送等动力用途,这时候的压缩空气就是一种能源,就相当于电力、天然气等能源,是产品制造的直接成本之一。那么,是不是生产过程中压缩空气越少用越好?产生压缩空气的空压机电费越低越好?

  带着这个逻辑,再来看购置空压机,只是要求一级能效空压机就够了吗?能解决少用压缩空气的问题吗?能保证空压机总是以最高效率运行从而节省用电成本吗?显然是不能的。

  我们必须将空压站视为一个能源生产整体,就像一个发电站一样,空压机仅仅只相当于发电机,变配电相当于干燥净化设备,输电网相当于我们的压缩空气管道——只有整体配置安装操作最优化才能做到能源的最大程度利用。

  空压系统能效等级应用现状

  在国家大力推行节能减排政策,严格执行空压机能效等级国家强制标准以及行业企业的共同努力之下,市场上达到一级能效的空压机产品已经比较多了。这里说的这个空压机能效等级国家强制标准就是GB19153《容积式空气jdb电子游戏平台网站 能效限定值及能效等级》,它对不同类型不同功率的空压机在不同压力下的效率做出了考核指标的规定,继而分出一二三级。

  第一类:驱动电动机功率为1.5kW~630kW、排气压力为0.25MPa~1.4MPa的一般用喷油回转空气jdb电子游戏平台网站 (包括一般用喷油螺杆空气jdb电子游戏平台网站 、一般用喷油单螺杆空气jdb电子游戏平台网站 、一般用喷油滑片空气jdb电子游戏平台网站 和一般用喷油涡旋空气jdb电子游戏平台网站 );

  第二类:驱动电动机功率为2.2kW~315kW、排气压力为0.25MPa~1.4MPa的一般用变转速喷油回转空气jdb电子游戏平台网站 (包括一般用变频喷油螺杆空气jdb电子游戏平台网站 和一体式永磁变频螺杆空气jdb电子游戏平台网站 );

  第三类:驱动电动机功率为0.75kW~75kW、排气压力为0.25MPa~1.4MPa的一般用往复活塞式jdb电子游戏平台网站 (包括微型往复活塞空气jdb电子游戏平台网站 和一般用固定的往复活塞空气jdb电子游戏平台网站 );

  第四类:驱动电动机功率为0.55kW~22kW、排气压力为0.4MPa~1.4MPa的全无油润滑往复活塞空气jdb电子游戏平台网站 ;

  第五类:直联便携往复活塞空压机。

  不过,我们也要了解这个标准是2019年修订的,标准虽然将容积式空压机的能效考核指标已经提高到了世界第一梯队的水平,但是国内的空压机行业在大量应用两级压缩技术后带来的空压机能效提升更为迅猛。目前,市场上已经有比较多的一级能效的机器了。一级能效空压机所代表的先进性的含金量被稀释,因此才有企业打出“超一级能效”的口号以凸显自己能效的优越。

  不过,如果依此就抱怨这个能效等级的标准不够好显然有失偏颇,因为所有的标准都有其滞后性和时代的局限性。正是因为有了这个标准,现在市场上才有这么多的一级能效机器,这正是这个标准的引领和促进作用所带来的效果,其积极意义是非常值得肯定的。当然,我们也期盼这个标准能尽快修订,以便筛选出更拔尖更优秀的空压机,为用户选购提供有效参考。

  此外,我国制造企业向高端制造方向发展迅猛,为进一步提升竞争力,加上国家政策的要求和引导,节能降耗增效就成为了当下企业关注的重点。对于空压机系统节能来说,套用耳熟能详的一个词,已经开始进入了“深水区”,对节能率的锱铢必较成为必然。为了引导这一需求和规范行业竞争,行业内就催生了一级能效空压站的标准。团体标准《压缩空气站能效分级指南》(CGMA 033001-2018)自2019年1月1日起正式实施。条款6.2指出,压缩空气站综合输功效率(以下简称:综合输功效率)指标用于压缩空气站的能效等级评价。能效分为5级,其中1级能效最优。

  我们来比较一下这两个标准,规定了单机能效等级的GB19153《容积式空气jdb电子游戏平台网站 能效限定值及能效等级》,这个国家标准是对制造商的要求,是自上而下的政策性要求。而《压缩空气站能效分级指南》(CGMA 033001-2018)中的一级能效空压站标准是基于用户思维,从用户的角度来进行考量的一个标准,反过来要求空压机制造商该怎么做,用户、客户即“上帝”,所以这是“上帝的要求”。

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  单机一级能效与空压站一级能效的本质差别

  单机的能效等级,目前更多的是一种合规性的要求。能效等级对于用户的意义只在于评判两款相同规格的空压机在其制造厂,产品设计定型生产时所能达到的最高能效。更为恶劣的是,它很有可能与用户即将要购买的产品毫无关系。它可能改过型变和配置,而只是型号没变而已。同时,如果只关注单机是否是一级能效,而忽略了整个压缩空气系统是否配置合理,有可能适得其反。比如,选型过大裕量过多、高压低用、不必要的净化要求等等。这些都将会推高单位能耗,而用户还浑然不知。

  而一级能效空压站的标准就能很好的解决了这一问题,它考核的是整站的输功效率,这就要求整个空压站的所有配套设备,包括管道和门,都是最优化的设计,更还包括布置、安装等,因为这也会影响空压站的效率。这也就能保证达到一级能效站的空压站无疑是当前标准下最优化的设计和施工。尤其重要的是,这是在用户现有用气条件条件下,也就是在用户正常生产的情况下,按照用户的使用工况得出的能源效率。

  一级能效空压站并非简单叠加

  如果我用最好的空压机,搭配最好的配套设备,用最好的管道门是不是就能做到最好的能效呢?

  先不说经济性,单从技术角度来说,答案都是不一定的。

  首先,最好的这个标准很难界定,正如前面说的,单独某个产品的能效测试方法必然是统一的工况,这样才好进行横向比较。比如说某个额定压力8公斤的空压机的能效等级,必然是在8公斤的条件下测试的,和其它同规格的空压机进行比较是没问题的。但是用户现场不太可能是永远8公斤恒定运行,如果是在6公斤的情况下运行呢?能效可能就会比较差。因此,单机的能效等级只能和同等规格的其他空压机相比才具有意义。

  其次,就算各个设备性能都很优秀,要把它们形成一个整体,各种配套设备、管道阀门的搭配就有很多讲究,不匹配造成的浪费可能很容易抵消掉性能带来的优势。同时,这种方式也非常考验业主的专业能力,说为难自己也不为过,毕竟俗话说的隔行如隔山。

  一级空压站的影响因素

  一级能效空压站作为一个复杂的系统,包含了空压机设备、后处理系统、余热回收系统,以及整个站房的布局与运维管理等多个环节。

  1.空压设备

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  作为核心设备,空压机的能效对整套系统有着重大影响。如果选择不匹配,辅助设备选择不正确,与自动控制系统缺乏配合,不仅风量、压力、露点等质量不符合标准,还会大量出现长期空载和排空等不健康的运行条件。能源效率将大大降低,在一级机组和二级能源效率的运行中容易造成混乱。

  空压系统

  事实上,客户一直在寻找高质量、低成本的压缩空气,而不是机组本身。作为核心设备,空压机的能效对系统有着重大影响。但是,如果选择不匹配,辅助设备的选择不正确,与自动控制系统缺乏配合,不仅风量、压力、露点等质量不符合标准,还会大量出现长期空载和排空等不健康的运行条件。能源效率将大大降低,在一级机组和二级能源效率的运行中容易造成混乱。

  2.后处理

  储气罐干燥机、除尘/除油过滤器

  除空压机机组外,后处理设备的能耗对空压站系统的整体能耗也是至关重要的。

  为了达到更理想的露点温度,干燥机还是要耗电耗气,这部分产生的能耗、气体损失、压力损失是惊人的。一级节能空压机省下的电,往往就浪费在这里了。通过比较,不同类型吸干机的能耗成本计算也有很大差异。解决方案就是先和客户确认现场是否需要这么低的压力露点,以避免能耗过大。只有结合节能省电后处理设备,低压降,零气耗,更低的功率,才可以更好的提高整个站的能源效率。

  3.余热回收

  余热回收装置可有效减少空压机电能消耗,同时解决工厂使用热水的经济负担。

  空压机热量直接排放不仅浪费大量热能,又造成“热污染”,通过余热回收装置,可以将这些热能利用起来。比如用于井口加热、矿工洗澡用水加热、冬天采暖、锅炉热水加热等,可为企业省下大量热水费用。

  4.输送系统

  运行泄漏、转弯和缩径,管道工程对压缩空气也有很大影响,用户想要使用高效的压缩空气并不容易。在建设一级能效空压站的过程中,客户经常将项目打包在一起,要求承包商按照一级能效空气压缩站的建设标准用工作和材料建造整个项目,这不仅保证了方案的合理设计,而且保证了整个站场在最终交付时能够达到一级能效,成为客户心中的梦想站。

标签: 空压机空压站  

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