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空气压缩机在工业中的应用

2018-05-25 11:14:31 阅读()


        空压机由于具有清晰透明、无害无污染、没有危险、易输送、应用性能良好等特点,在钢钢铁、天然气、石油、食品、药品、医疗、纺织、半导体、液晶分析仪器、洗净等行业中以及科学实验中都有着广泛的应用。几乎每一家工厂,从小型的机加工车间到大型的化工企业都拥有某种类型的空压机系统。企业使用的空压机容量可以小到3kW,也可以大到超过30000kW。空压机系统的电耗一般要占到工业企业总耗电量的10%~20%,有些企业甚至可达50%以上,而空压机系统能耗的96%为空压机的耗电。因此,压缩空气甚至被称为工业领域中的第四大能源。
         空压机主要具有三种用途
        (1)作为动力源。空气被压缩到一定压力后通过管道输送到使用点,用于推动汽缸移动或各种气动工具动作,完成做功。
        (2)工艺应用。压缩空气作为工艺的一部分,被用来助燃或化学反应催化等。
        (3)控制应用。压缩空气可以用作控制机械或工艺的启动、停止、调整或其他控制动作
         二.压缩空气系统组成
         目前,国内典型的空压机系统的组成可以分为供气端和用气端两部分,供气端主要包括空压机、干燥机、过滤器、排水器和储气罐等所有生产和处理压缩空气的设备。用气端主要包括管道系统、空气存储分配系统、现场过滤装置和用气设备。空压机将大气压カ下吸入的空气提升到一定的压力,并通过控制系统调节压缩空气的产量。干燥机和过滤器用于去除压缩空气中的污染物。空气分配系统将压缩空气输送到需要它们的地方。压缩空气储气可以增强系统的稳定性、可靠性和效率。空压机系统高效运行的最终目标是实现在合适的供气压力下,以可靠且高效的方式向用气端的用气设备提供于净、干燥、稳定的压缩空气;用气端将压缩空气的浪费减少到最小的程度,并将压缩空气限定于适当的用途。要实现空压机系统的高效运行必须了解供气端和用气端设备特性,以及它们之间的互相影响机理,这样才能找到降低空压机系统耗能的方法。
        三、压缩空气系统全生命周期成本分析
        压缩空气也许是工厂中最为昂贵的能源形式。如果压缩空气可以在其离开压缩机出口的温度下使用,同时管道系统进行了良好的保温,则所有进入压缩空气的能量在使用点都可被利用,那么压缩空气系统的效率将会是非常高的,但实际情况并非如此。实际情况是一个气动马达产生1kW功率就需要大约5.2kW的空压机功率输入,也就是说,在空压机所消耗的能源中,只有19%被转化成了可供使用的功,而其他81%均以热量的形式损耗掉了,这还只是理论
计算的结果,其他系统的损耗还没有被考虑进去。根据压缩空气系统的全生命成本分析空压机的运行能耗成本占压缩空气总成本的75%或者更高,而设备和维护保养的成本只占压缩空气整个成本的很小部分,这就决定了降低空压机能耗对优化整个系统的重要性。
 
        四、压缩空气系统能源利用现状
        近些年,欧洲、美国、加加拿大和日本等发达国家以及印度和我国台湾,都陆续开展了针对整个空压机系统的节能工作,取得了一定的成果。在空压机系统节能研究和推广工作较早的日本,其空压机耗电量约占日本全国耗电的5%,美国和欧盟经过大量的研究认为从系统角度对空压机系统进行优化可以达到比较大的节能空间。根据美国能源部工业技术办公室( office ofIndustrial Technologies)提供的数据:美国压缩空气系统耗电量约占到美国全国耗电量的10%和和电机系统用电量的16%。压缩空气系统挑战组织( Compressed Air Challenge)进行的美国压缩空气能效服务市场调查显示:美国超过50%的压缩空气系统存在比较大的节能机会,可以在相对低投资的情况下达到很好的节能效果。通过工业评估中心( Industrial Assessment Centers)对美国的测试评估结果统计显示,美国中小企业的压缩空气系统具有平均15%的节能空间,简单回收期为2年。大量已经实施完成的案例证明了许多系统具有的节能量在30%~60%之间。美国工业电机系统市场评估结果认为,通过测试诊断制造业有17%的节能空间可以被发现,投资回收期为3年甚至更短。
        目前,我国电机系统装机总容量约为7.28亿kW,用电量约占全国用电总量的60%,其中压缩机的用电量约占全国用电总量的9.4%。据测测算:我国电机系统的效率比发达国家要低20%左右,压缩空气系统的节能潜力可达10%-40%,具有非常明显的提升空间。在联合国工业发展组织、联合国开发署、全球环境基金和欧盟支持下,我国自20001年以来先后实施了中国电机系统节能项目、终端能效项目和电机挑战项目,修订了空压机能效限定值和能效等级标准,制定了空压机系统的设计和经济运行标准,加强了空压机系统节能服务机构的能力建设,对重点省市的企业实施了空压机系统节能的培训,推进了一系列空压机系统节能示范项目,证明了我国的工业压缩空气系统也存在着相当大的节能潜力。

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