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空壓機系統(tǒng)節(jié)能設計方案之省電方法
作者:市場部 來源:赫渤壓縮機（上海）有限公司 時間:2024-03-29 瀏覽次數(shù)：1
空壓機系統(tǒng)省電方法探討
本文以某火電廠大型空壓站為例，分析了產氣量>300m3/探討了岷大型空壓機站的節(jié)能設計方法，提出采用高低壓分離式空壓機系統(tǒng)，以及為低壓系統(tǒng)選擇具有較低功率的低壓離心式空氣壓縮機系統(tǒng)。介紹了工程實施案例，節(jié)能優(yōu)化效果顯著。
空壓機省電的主要方法
通過優(yōu)化系統(tǒng)選擇，選擇合理的空氣壓縮機和后處理設備，空氣壓縮機系統(tǒng)可以實現(xiàn)節(jié)能設計。
突破“同類型、同容量空氣壓縮機”在系統(tǒng)選型上的局限，根據不同的壓力要求，選擇高低壓壓縮空氣分離系統(tǒng)；關注空壓機設備的能效水平，根據具體功率參數(shù)選擇節(jié)能型空壓機；根據不同的壓力露點選擇合適的后處理設備，以減少后處理設備的壓縮空氣損失。
a 選擇高低壓壓縮空氣分流系統(tǒng)
根據工程不同用氣壓力要求，分別設置常規(guī)的高壓空壓機系統(tǒng)和低壓空壓機系統(tǒng)，系統(tǒng)分開，分別備用。
根據多個工程資料收集，濃相氣力除灰系統(tǒng)和石灰石氣力輸送系統(tǒng)的輸送壓損一般在0.2～0.3MPa，個別電廠接近0.4MPa( 見圖1)，故對于這兩種用氣可以采用排氣壓力為0.3～0.55MPa的低壓空壓機。
當離心式空氣壓縮機的額定負載穩(wěn)定恒定時，其能效通常優(yōu)于螺桿式壓縮機，而螺桿式壓縮機在可變負載條件下（如調節(jié)范圍和方法、啟停響應時間、靈活性和節(jié)能）的性能明顯優(yōu)于離心機。在選擇大風量系統(tǒng)時，應注意系統(tǒng)風量隨負荷變化的特點。主機應選擇離心式空氣壓縮機以穩(wěn)定運行，螺桿式空氣壓縮機應進行調整以運行。
一般來說，對于排氣壓力為0.7MPa的空壓機，排氣壓力每降低0.1MPa，能耗可以降低7%左右。故采用低壓空壓機系統(tǒng)可以有效降低系統(tǒng)能耗。根據工程經驗，對于低壓耗氣量超過300m3/min 的大型空壓機站系統(tǒng)，推薦采用高低壓系統(tǒng)分開設計，儀用氣系統(tǒng)推薦采用高壓螺桿系統(tǒng)，輸送用氣系統(tǒng)推薦采用低壓離心＋低壓螺桿方案。
b 空壓機進行合理選型
水分為微生物（如真菌、霉菌和細菌）的生長創(chuàng)造了理想的條件。這些生物在壓縮空氣系統(tǒng)中的濕熱環(huán)境中繁殖。這些微生物不僅對您的壓縮空氣系統(tǒng)本身構成危險，而且對您的產品構成更大的威脅。當你的產品被顧客消費時，如食品、飲料或藥品，情況尤其如此。
根據工程用氣條件和系統(tǒng)選型要求，選擇合適的空氣壓縮機不僅需要為儀表用高壓螺桿式空氣壓縮機選擇高能效產品，還需要選擇低壓離心式空氣壓縮機作為低壓空氣壓縮機的主要操作機，從而導致較低的操作能耗。
國家高度重視設備節(jié)能，從行業(yè)規(guī)范和政策上為節(jié)能設備提供指導和支持。能效水平是決定產品是否節(jié)能的重要指標。
目前，容積式空壓機能效等級共分為3級，其中1級能效更高。
對于噴油螺桿式空壓機，單從設備的電耗來說，每一級能效值相差10％以上。這也意味著電能消耗相差10%以上，1臺40m3/min，排氣壓力0.7MPa的空壓機，運行電耗大約是250kW，如果按年運行5500h，電價按0.4元/ 度計算，每年節(jié)約10％的電耗大約節(jié)省5.5萬元，相當于5年內節(jié)約的電費可以再買一臺相同的設備，所以節(jié)能效果相當可觀。
理論上能效等級越高越好，但是目前能達到1級能效的大功率空壓機并不是特別多，為了便于設備招標，可以要求設備能效等級達到1級或2級，杜絕使用不節(jié)能設備。
c 后處理設備進行合理選型
水分為微生物（如真菌、霉菌和細菌）的生長創(chuàng)造了理想的條件。這些生物在壓縮空氣系統(tǒng)中的濕熱環(huán)境中繁殖。這些微生物不僅對您的壓縮空氣系統(tǒng)本身構成危險，而且對您的產品構成更大的威脅。當你的產品被顧客消費時，如食品、飲料或藥品，情況尤其如此。
其他節(jié)能方式
01空壓機站的余熱回收
空壓機在壓縮過程中產生大量的熱能，但是由于這些熱能回收溫度不高，在電廠中能利用的地方不多，主要方向是生活熱水利用、寒冷地區(qū)冬季取暖，后處理設備還可以利用了離心式空壓機的壓縮熱等。
02空壓機系統(tǒng)及管網的精確計算
通過對系統(tǒng)管網及布置的優(yōu)化設計，降低系統(tǒng)的壓降，從而在選擇空壓機時選擇合適的壓力。
03用集散控制系統(tǒng)或群控的節(jié)能控制系統(tǒng)
空氣壓縮機系統(tǒng)的主要管道應配備露點計和流量計，以便實時監(jiān)測系統(tǒng)的運行狀態(tài)并及時調節(jié)。除了基本的邏輯控制外，控制系統(tǒng)還應具有記錄、存儲和分析數(shù)據的功能。通過分析長期運行數(shù)據和優(yōu)化算法，可以達到控制的目的。
04針對系統(tǒng)選擇大容量儲氣設備
一般來說，火電廠的用氣比如除灰輸送用氣是波動的，可能造成空壓機系統(tǒng)頻繁啟停。有效的氣量消峰可以避免備用機的啟停次數(shù)。
火電廠空壓機站的節(jié)能判定
衡量電廠空壓站是否節(jié)能的主要標準是單位氣量的耗電指數(shù)（或單位功率的產氣指數(shù)）。設備能效水平的概念在前面的設備部分已經提到，但有些設備的節(jié)能僅指設備本身。對于空氣壓縮機系統(tǒng)來說，影響節(jié)能的因素有很多。因此，對于火力發(fā)電廠的空氣壓縮機系統(tǒng)，特別是大容量空氣壓縮機系統(tǒng)來說，采用統(tǒng)一的系統(tǒng)能效指標來衡量系統(tǒng)的節(jié)能是非常必要的。
系統(tǒng)能效作為一項領先指標，可以直觀地衡量系統(tǒng)的節(jié)能性能。這與設備初始投資和全生命周期優(yōu)化標準所關注的方面不同，因為從長遠來看，設備價格、維護和維修價格等是動態(tài)的，并隨著技術進步而不斷下降，而從長期來看，能源價格不斷上漲。因此，能效指標在全生命周期優(yōu)化的各項指標中更具前瞻性，其重要性不斷提高。
空壓機系統(tǒng)設備的初始投資僅占整個生命周期投資的8%左右，而電費的比例約為78%，表明系統(tǒng)的能效基本反映了整個生命周期的經濟狀況。
目前，空壓機行業(yè)空壓站能效標準正在制定中，建議以綜合輸電效率標準為依據來判斷空壓站的節(jié)能水平。但熱能回收占比較大，不能更好地反映火電廠空壓站的實際情況。因此，在現(xiàn)階段，我們不會使用綜合輸電效率。系統(tǒng)能效仍然是指空氣壓縮機設備的能效表示方法，它使用系統(tǒng)比功率：有效氣體輸出和輸入功率的比值。
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2023/8/26
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