【壓縮機(jī)網(wǎng)】實(shí)施方案1：冷凍式
壓縮空氣干燥機(jī)市場，保有量最大的是冷凍式壓縮空氣干燥機(jī)，雖然這個(gè)機(jī)型處理量都偏小，且裝機(jī)功率也不大，但是全國范圍內(nèi)數(shù)量巨大，替換老舊或不合理設(shè)計(jì)的設(shè)備，可以為國家節(jié)省大量的電能。
我們以GA 200-7.5bar配置冷干機(jī)為例，-Reference conditions:-Absolute inlet pressure 1bar(14.5 psi).-Intake air temperature 20℃(68°F)。以市場上比較多的單筒管殼式冷干機(jī)及雙筒體冷干機(jī)為例。設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果如下：
其實(shí)上述結(jié)果，板換冷干機(jī)配置變頻系統(tǒng)是為了應(yīng)對環(huán)境溫度引起的干燥機(jī)進(jìn)氣溫度及風(fēng)機(jī)效率的問題，可保證干燥效果且降低能耗。單筒管殼式是以雙筒體同樣裝機(jī)功率反推所能達(dá)到的排氣溫度及排氣壓力露點(diǎn)。從計(jì)算結(jié)果可看出，更換新型板換冷干機(jī)節(jié)能效果顯著。
三種機(jī)器外觀如下：
我們應(yīng)該避免或者拒絕關(guān)于單筒管殼式冷干機(jī)排氣溫度低代表冷卻效果好的觀點(diǎn)。相反，單筒體管殼式冷干機(jī)往往是省去了預(yù)冷器，預(yù)冷器在冷干機(jī)中的作用是利用被冷媒冷卻的壓縮空氣與進(jìn)氣的高溫潮濕氣體換熱，帶走冷凍干燥過程中超過一半的熱量，同時(shí)使被冷凍干燥的壓縮空氣復(fù)熱。即在雙筒體管殼式冷干機(jī)的排氣口壓縮空氣狀態(tài)是溫度32.5℃，壓力露點(diǎn)3℃，相對濕度RH 15.6%。
板換式冷干機(jī)排氣口的壓縮空氣狀態(tài)是：溫度40℃，壓力露點(diǎn)3℃，相對濕度RH 10.4%；而單筒體管殼式冷干機(jī)排氣狀態(tài)為:溫度26.8℃，壓力露點(diǎn)26.8℃，相對濕度RH 100%。而以上計(jì)算均為理論值，環(huán)境溫度為15℃較低的時(shí)候，因汽水分離效率差，帶有預(yù)冷器的冷干機(jī)露點(diǎn)會略有上升，但是因?yàn)椴伙柡投容^大，空壓站房管道內(nèi)氣體哪怕冷卻至與室溫相同，雙筒體冷干機(jī)與板換冷干機(jī)均不會出現(xiàn)液態(tài)水。而單筒體冷干機(jī)，會因?yàn)楣艿澜禍?，后端使用點(diǎn)會出現(xiàn)大量的冷凝水。
相反，若是江南地區(qū)梅雨較熱的天氣，又因?yàn)閱瓮搀w排氣溫度過低，導(dǎo)致空壓站內(nèi)的管道外壁出現(xiàn)大量的冷凝水，站房內(nèi)順著管道的位置大片水漬，既不安全又不美觀，還需要打掃衛(wèi)生。
實(shí)施方案2：螺桿機(jī)配套吸干機(jī)改造
我們還是以GA 200-7.5bar配置吸干機(jī)為例，Reference conditions：-Absolute inlet pressure 1bar(14.5psi)。-Intake air temperature 20℃(68°F)。以市場上比較多的無熱、微熱、微氣耗鼓風(fēng)、零氣耗鼓風(fēng)及最新的調(diào)峰型真空鼓風(fēng)零氣耗為例。設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果下:
RV型真空零氣耗鼓風(fēng)熱計(jì)算費(fèi)用以江蘇峰谷電為基準(zhǔn)，因?yàn)槠淇梢哉{(diào)峰，鼓風(fēng)加熱再生階段全部自動調(diào)整至每天0:00-8:00。
最終算上冷卻水等消耗，實(shí)際費(fèi)用對比如下:
若改造周期以10年計(jì)算，則有如下結(jié)果:
由上述理論計(jì)算結(jié)果可知，單一臺40立方的螺桿機(jī)后端干燥機(jī)改造，若針對無熱微熱機(jī)型，10年可節(jié)省數(shù)百萬人民幣費(fèi)用。
實(shí)施方案3：離心機(jī)配套吸干機(jī)改造
我們以710(+)-7bar配置吸干機(jī)改造能耗對比，壓縮機(jī)入口條件為Free Air Delivery according to ASME PTC10 and ISO 5389.-Reference conditions:-Inlet pressure 1 bar(a)-Inlet temperature 35℃(95°F)-Humidity 60%-Cooling water temperature 26.7℃(80°F)需求露點(diǎn)-40℃，排除冷干機(jī)。市場上以微熱吸干機(jī)、微氣耗鼓風(fēng)熱吸干機(jī)、零氣鼓風(fēng)熱吸干機(jī)、微氣耗壓縮熱吸干機(jī)及零氣耗壓縮熱吸干機(jī)為主。因微氣耗鼓風(fēng)熱設(shè)備設(shè)計(jì)制造良莠不齊，能耗對比將此機(jī)型剔除。表3為簡易的壓縮熱機(jī)型與微熱機(jī)型的能耗對比。
可以看出，將微熱等老舊機(jī)型改為壓縮熱機(jī)型，節(jié)能空間巨大。而為了更好的做能耗對比或者將空壓站改造到更加節(jié)能，我們引入一級能效空壓站設(shè)計(jì)理念，在設(shè)備中引入壓縮機(jī)末級熱回收器。初步整理計(jì)算如表4。
可以看出引入熱回收后，若計(jì)算熱水帶來的電能回收，整體收益巨大。通過對空壓站系統(tǒng)的能效計(jì)算，可以有更加直觀的印象?？諌赫拘枨?，壓力露點(diǎn)-40℃，流量140m3/min，計(jì)算過程設(shè)置了空壓站必須的風(fēng)機(jī)、電器、水泵等輔助設(shè)備電耗，其能效等級對應(yīng)如表5。
計(jì)算結(jié)果未通過一級能效。
計(jì)算結(jié)果未通過一級能效。
計(jì)算結(jié)果通過一級能效。
計(jì)算結(jié)果通過一級能效。
計(jì)算結(jié)果通過一級能效，遠(yuǎn)超標(biāo)準(zhǔn)值。
由上述計(jì)算過程可看出，空壓站的改造往節(jié)能方向改造主要是熱回收、零氣耗、低阻力等。上述計(jì)算結(jié)果會與實(shí)際測量數(shù)據(jù)有相當(dāng)?shù)某鋈?，請?jǐn)慎引用，此計(jì)算過程只做參考方向。
推薦計(jì)算過程
根據(jù)T∕CGMA 033001-2018《壓縮空氣站能效分級指南》第6章能效分級要求，當(dāng)壓縮空氣站輸出為相同參數(shù)(壓力、壓力露點(diǎn)、含油量)的壓縮空氣時(shí)，按規(guī)定對縮空氣站能效分級，綜合輸功效率應(yīng)按下式計(jì)算:
η——壓縮空氣站綜合輸功效率；
δ——壓縮熱回收利用修正系數(shù)；
ηW——壓縮空氣站輸功效率(以下簡稱“輸功效率”)；
ηR——壓縮熱能回收利用率；
ER——壓縮空氣站回收利用的熱量，單位為千瓦小時(shí)(kW·h)；
Ej——第j臺空氣壓縮機(jī)組消耗的電量，單位為千瓦小時(shí)(kW·h)；
Px——空氣壓縮機(jī)吸氣壓力(絕對壓力)單位兆帕(MPa)；
QZ——測量時(shí)間段內(nèi)，壓縮空氣站供氣平均流量(空氣壓縮機(jī)吸氣狀態(tài))，單位為立方米每分(m3/min)；
t——測量周期時(shí)間，單位為小時(shí)(h)；
Pz——壓縮空氣站供氣壓力(表壓)單位為兆帕(MPa)；
Ez——測量時(shí)間段內(nèi)，壓縮空氣站用電總量，單位為千瓦小時(shí)(kW·h)。
當(dāng)壓縮空氣站的同一系統(tǒng)輸出不同壓力露點(diǎn)，不同含油量品質(zhì)的壓縮空氣時(shí)，應(yīng)采用露點(diǎn)修正系數(shù)和(或)含油修正系數(shù)，修正到一致的露點(diǎn)和(或)含油量壓縮空氣品質(zhì)后，對壓縮空氣站能效分級，綜合輸功效率η應(yīng)按下式計(jì)算:
ηi——第i路壓縮空氣輸功效率；
θi——第i路壓縮空氣氣量占比；
mi——第i路壓縮空氣含油修正系數(shù)，當(dāng)輸出壓縮空氣含油量低于0.01mg/m3·mi=1.05；否則mi=l；
ni——第i路壓縮空氣干燥露點(diǎn)修正系數(shù)；
PX——空氣壓縮機(jī)吸氣壓力(絕對壓力)單位兆帕(MPa)；
Qi——測量時(shí)間段內(nèi)，第i路供氣平均流量(空氣壓縮機(jī)吸氣狀態(tài))，單位為立方米每分(m3/min)；
PZi——第i路壓縮空氣站供氣壓力(表壓)單位為兆帕(MPa)；
Ei——測量時(shí)間段內(nèi)，第i路綜合用電量，單位為千瓦小時(shí)(kW·h)；
QZ——測量時(shí)間段內(nèi)，壓縮空氣站供氣平均流量(空氣壓縮機(jī)吸氣狀態(tài))，單位為立方米每分(m3/min)；
EZ——測量時(shí)間段內(nèi)，壓縮空氣站用電總量，單位為千瓦小時(shí)(kW·h)。
【壓縮機(jī)網(wǎng)】實(shí)施方案1：冷凍式
壓縮空氣干燥機(jī)市場，保有量最大的是冷凍式壓縮空氣干燥機(jī)，雖然這個(gè)機(jī)型處理量都偏小，且裝機(jī)功率也不大，但是全國范圍內(nèi)數(shù)量巨大，替換老舊或不合理設(shè)計(jì)的設(shè)備，可以為國家節(jié)省大量的電能。
我們以GA 200-7.5bar配置冷干機(jī)為例，-Reference conditions:-Absolute inlet pressure 1bar(14.5 psi).-Intake air temperature 20℃(68°F)。以市場上比較多的單筒管殼式冷干機(jī)及雙筒體冷干機(jī)為例。設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果如下：
其實(shí)上述結(jié)果，板換冷干機(jī)配置變頻系統(tǒng)是為了應(yīng)對環(huán)境溫度引起的干燥機(jī)進(jìn)氣溫度及風(fēng)機(jī)效率的問題，可保證干燥效果且降低能耗。單筒管殼式是以雙筒體同樣裝機(jī)功率反推所能達(dá)到的排氣溫度及排氣壓力露點(diǎn)。從計(jì)算結(jié)果可看出，更換新型板換冷干機(jī)節(jié)能效果顯著。
三種機(jī)器外觀如下：
我們應(yīng)該避免或者拒絕關(guān)于單筒管殼式冷干機(jī)排氣溫度低代表冷卻效果好的觀點(diǎn)。相反，單筒體管殼式冷干機(jī)往往是省去了預(yù)冷器，預(yù)冷器在冷干機(jī)中的作用是利用被冷媒冷卻的壓縮空氣與進(jìn)氣的高溫潮濕氣體換熱，帶走冷凍干燥過程中超過一半的熱量，同時(shí)使被冷凍干燥的壓縮空氣復(fù)熱。即在雙筒體管殼式冷干機(jī)的排氣口壓縮空氣狀態(tài)是溫度32.5℃，壓力露點(diǎn)3℃，相對濕度RH 15.6%。
板換式冷干機(jī)排氣口的壓縮空氣狀態(tài)是：溫度40℃，壓力露點(diǎn)3℃，相對濕度RH 10.4%；而單筒體管殼式冷干機(jī)排氣狀態(tài)為:溫度26.8℃，壓力露點(diǎn)26.8℃，相對濕度RH 100%。而以上計(jì)算均為理論值，環(huán)境溫度為15℃較低的時(shí)候，因汽水分離效率差，帶有預(yù)冷器的冷干機(jī)露點(diǎn)會略有上升，但是因?yàn)椴伙柡投容^大，空壓站房管道內(nèi)氣體哪怕冷卻至與室溫相同，雙筒體冷干機(jī)與板換冷干機(jī)均不會出現(xiàn)液態(tài)水。而單筒體冷干機(jī)，會因?yàn)楣艿澜禍?，后端使用點(diǎn)會出現(xiàn)大量的冷凝水。
相反，若是江南地區(qū)梅雨較熱的天氣，又因?yàn)閱瓮搀w排氣溫度過低，導(dǎo)致空壓站內(nèi)的管道外壁出現(xiàn)大量的冷凝水，站房內(nèi)順著管道的位置大片水漬，既不安全又不美觀，還需要打掃衛(wèi)生。
實(shí)施方案2：螺桿機(jī)配套吸干機(jī)改造
我們還是以GA 200-7.5bar配置吸干機(jī)為例，Reference conditions：-Absolute inlet pressure 1bar(14.5psi)。-Intake air temperature 20℃(68°F)。以市場上比較多的無熱、微熱、微氣耗鼓風(fēng)、零氣耗鼓風(fēng)及最新的調(diào)峰型真空鼓風(fēng)零氣耗為例。設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果下:
RV型真空零氣耗鼓風(fēng)熱計(jì)算費(fèi)用以江蘇峰谷電為基準(zhǔn)，因?yàn)槠淇梢哉{(diào)峰，鼓風(fēng)加熱再生階段全部自動調(diào)整至每天0:00-8:00。
最終算上冷卻水等消耗，實(shí)際費(fèi)用對比如下:
若改造周期以10年計(jì)算，則有如下結(jié)果:
由上述理論計(jì)算結(jié)果可知，單一臺40立方的螺桿機(jī)后端干燥機(jī)改造，若針對無熱微熱機(jī)型，10年可節(jié)省數(shù)百萬人民幣費(fèi)用。
實(shí)施方案3：離心機(jī)配套吸干機(jī)改造
我們以710(+)-7bar配置吸干機(jī)改造能耗對比，壓縮機(jī)入口條件為Free Air Delivery according to ASME PTC10 and ISO 5389.-Reference conditions:-Inlet pressure 1 bar(a)-Inlet temperature 35℃(95°F)-Humidity 60%-Cooling water temperature 26.7℃(80°F)需求露點(diǎn)-40℃，排除冷干機(jī)。市場上以微熱吸干機(jī)、微氣耗鼓風(fēng)熱吸干機(jī)、零氣鼓風(fēng)熱吸干機(jī)、微氣耗壓縮熱吸干機(jī)及零氣耗壓縮熱吸干機(jī)為主。因微氣耗鼓風(fēng)熱設(shè)備設(shè)計(jì)制造良莠不齊，能耗對比將此機(jī)型剔除。表3為簡易的壓縮熱機(jī)型與微熱機(jī)型的能耗對比。
可以看出，將微熱等老舊機(jī)型改為壓縮熱機(jī)型，節(jié)能空間巨大。而為了更好的做能耗對比或者將空壓站改造到更加節(jié)能，我們引入一級能效空壓站設(shè)計(jì)理念，在設(shè)備中引入壓縮機(jī)末級熱回收器。初步整理計(jì)算如表4。
可以看出引入熱回收后，若計(jì)算熱水帶來的電能回收，整體收益巨大。通過對空壓站系統(tǒng)的能效計(jì)算，可以有更加直觀的印象?？諌赫拘枨?，壓力露點(diǎn)-40℃，流量140m3/min，計(jì)算過程設(shè)置了空壓站必須的風(fēng)機(jī)、電器、水泵等輔助設(shè)備電耗，其能效等級對應(yīng)如表5。
計(jì)算結(jié)果未通過一級能效。
計(jì)算結(jié)果未通過一級能效。
計(jì)算結(jié)果通過一級能效。
計(jì)算結(jié)果通過一級能效。
計(jì)算結(jié)果通過一級能效，遠(yuǎn)超標(biāo)準(zhǔn)值。
由上述計(jì)算過程可看出，空壓站的改造往節(jié)能方向改造主要是熱回收、零氣耗、低阻力等。上述計(jì)算結(jié)果會與實(shí)際測量數(shù)據(jù)有相當(dāng)?shù)某鋈?，請?jǐn)慎引用，此計(jì)算過程只做參考方向。
推薦計(jì)算過程
根據(jù)T∕CGMA 033001-2018《壓縮空氣站能效分級指南》第6章能效分級要求，當(dāng)壓縮空氣站輸出為相同參數(shù)(壓力、壓力露點(diǎn)、含油量)的壓縮空氣時(shí)，按規(guī)定對縮空氣站能效分級，綜合輸功效率應(yīng)按下式計(jì)算:
η——壓縮空氣站綜合輸功效率；
δ——壓縮熱回收利用修正系數(shù)；
ηW——壓縮空氣站輸功效率(以下簡稱“輸功效率”)；
ηR——壓縮熱能回收利用率；
ER——壓縮空氣站回收利用的熱量，單位為千瓦小時(shí)(kW·h)；
Ej——第j臺空氣壓縮機(jī)組消耗的電量，單位為千瓦小時(shí)(kW·h)；
Px——空氣壓縮機(jī)吸氣壓力(絕對壓力)單位兆帕(MPa)；
QZ——測量時(shí)間段內(nèi)，壓縮空氣站供氣平均流量(空氣壓縮機(jī)吸氣狀態(tài))，單位為立方米每分(m3/min)；
t——測量周期時(shí)間，單位為小時(shí)(h)；
Pz——壓縮空氣站供氣壓力(表壓)單位為兆帕(MPa)；
Ez——測量時(shí)間段內(nèi)，壓縮空氣站用電總量，單位為千瓦小時(shí)(kW·h)。
當(dāng)壓縮空氣站的同一系統(tǒng)輸出不同壓力露點(diǎn)，不同含油量品質(zhì)的壓縮空氣時(shí)，應(yīng)采用露點(diǎn)修正系數(shù)和(或)含油修正系數(shù)，修正到一致的露點(diǎn)和(或)含油量壓縮空氣品質(zhì)后，對壓縮空氣站能效分級，綜合輸功效率η應(yīng)按下式計(jì)算:
ηi——第i路壓縮空氣輸功效率；
θi——第i路壓縮空氣氣量占比；
mi——第i路壓縮空氣含油修正系數(shù)，當(dāng)輸出壓縮空氣含油量低于0.01mg/m3·mi=1.05；否則mi=l；
ni——第i路壓縮空氣干燥露點(diǎn)修正系數(shù)；
PX——空氣壓縮機(jī)吸氣壓力(絕對壓力)單位兆帕(MPa)；
Qi——測量時(shí)間段內(nèi)，第i路供氣平均流量(空氣壓縮機(jī)吸氣狀態(tài))，單位為立方米每分(m3/min)；
PZi——第i路壓縮空氣站供氣壓力(表壓)單位為兆帕(MPa)；
Ei——測量時(shí)間段內(nèi)，第i路綜合用電量，單位為千瓦小時(shí)(kW·h)；
QZ——測量時(shí)間段內(nèi)，壓縮空氣站供氣平均流量(空氣壓縮機(jī)吸氣狀態(tài))，單位為立方米每分(m3/min)；
EZ——測量時(shí)間段內(nèi)，壓縮空氣站用電總量，單位為千瓦小時(shí)(kW·h)。
網(wǎng)友評論
條評論
最新評論