作為用戶,是節(jié)能?還是空壓站節(jié)能?
先不要急著回答。
經過多年的發(fā)展(內卷),空壓機節(jié)能,已經接近天花板,但是空壓站節(jié)能,還大有可為。
空壓站,包括產、輸、用三端??諌赫竟?jié)能,就是對三端做節(jié)能,而不只是產氣端,即不只是空壓機節(jié)能。
單機節(jié)能的空壓機在壓縮空氣系統(tǒng)中往往不一定能發(fā)揮出應有的效率。于是,開始思考壓縮空氣站能效問題。
可是空壓站節(jié)能要怎么做?
1.空壓站產輸用三端分別有哪些浪費?
▍產氣端
一個3臺空壓機以上的站房,主要存在著管網(wǎng)高壓浪費和設備性能浪費。
造成管網(wǎng)高壓浪費的根源在于:空壓機的配置及運行以保壓為目的,供給壓力一般都留有安全余量。
由于管道壓力損耗不確定,設備啟動存在流量高峰等原因,管網(wǎng)壓力有時比末端要求壓力設置得高出1-2bar。而管網(wǎng)壓力每提高1bar,空壓機的能耗提高7-10%,造成能源浪費。
另外,生產線正常生產的時候,需要開3臺機滿足用氣需求,而在交接班、休息、用餐期間,用氣需求明顯減少,管網(wǎng)壓力上升,管理員往往無法去站房調節(jié),出現(xiàn)高壓浪費。
還有按最大壓降值設置設備加卸載壓力,用氣波動時設備調節(jié)不合理等,都會造成管網(wǎng)高壓,導致設備加載功率高、用氣量增加,這也是產生浪費的原因。
造成設備性能浪費的根源在于:設備的控制、運維、參數(shù)設置依靠管理員經驗,用氣工況復雜多變,增加了參數(shù)設置的難度。
由于設備的加卸載壓力設置不合理,導致多臺設備同啟同停,所有出現(xiàn)空壓機加載率低于80%的站房,大部分都是這個原因。
生產線用氣波動較大,設備各項參數(shù)設置不合理,導致工頻機卸載,變頻機低頻運行,離心機放空,導致設備性能沒有被充分調度,據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,空壓機卸載時的能耗約占空壓機滿載運行時的30-50%,能源白白浪費。
并且,如果站房通風不暢,造成負壓,進氣量會減少,如果設備的維護保養(yǎng)做得不到位,空濾積灰,也會造成進氣量減少,相應的產氣量也會減少。
▍輸氣端
在大多數(shù)的工廠,到處都能聽到管道漏氣的聲音。在氣體輸送的過程中,管道漏氣是造成浪費的罪魁禍首,例如7bar的氣體,1毫米的小孔,每年漏掉的氣,損失達3276元。
每年損失:0.0742*60*24*365*0.12(用電單耗)*0.7元=3276元
而因為管道摩擦、拐彎、管道變徑等設計不合理而造成的氣體壓力下降,屬于隱形浪費,不通過壓力變送器等儀器儀表的監(jiān)測,根本不知道浪費有多嚴重。
▍用氣端
工廠沒有對供氣壓力進行分級規(guī)劃,不同用氣點壓力需求不一樣,但高低壓混用,有時為了少數(shù)幾臺壓力要求高的設備,整個調高供氣的壓力,在能源使用配置上極不合理。
原本是間歇性的工藝卻一直在連續(xù)用氣;下班后工人用壓縮空氣吹頭發(fā)、身上的灰塵,用氣成本意識薄弱。這些用氣端的浪費,日積月累下來,造成的損失驚人。
以上,只是列出了空壓站產輸用三端部分浪費現(xiàn)象??諌簷C在行業(yè)內被稱為“電老虎”,在工業(yè)生產中空壓站的耗電量約占工廠耗電量的10-20%,部分用氣大廠甚至高達35%。把上面這些浪費問題解決,省下來的就是真金白銀。
2.怎么解決三端浪費
我們分析空壓站浪費現(xiàn)象是分產輸用三端進行的,但解決浪費的第一步,是將空壓站看作一個整體。為什么?
以上浪費現(xiàn)象是根據(jù)經驗總結出來的,具體到一個客戶的空壓站,到底存在哪些浪費?分別浪費了多少?是不清楚的,因為沒有數(shù)據(jù)可供分析。將空壓站視為一個整體,安裝電表、壓力變送器、流量計、露點儀等測量儀器儀表及傳感器,采集數(shù)據(jù),分析數(shù)據(jù),找出產輸用三端浪費分別在哪里,這是解決浪費的第一步。
第二步
找出浪費在哪里以后,剩下的就是節(jié)能改造了。
▍用氣端節(jié)能改造
1.調整用氣設備壓力匹配
全面評估生產用氣的壓力需求,在保證生產的情況下實現(xiàn)按需供氣,減少甚至消除冗余供應,降低空壓機排氣壓力和管網(wǎng)壓力。
2.調整不合理用氣行為
據(jù)權威數(shù)據(jù),空壓機的電能利用率僅為10%左右,有90%左右轉換為熱能損失掉了。我們需要反復給員工宣貫用氣成本問題,堅決杜絕用壓縮空氣做常規(guī)清掃工作。每一立方氣,都要用在該用的地方。
▍輸氣端節(jié)能改造
1、治理泄漏
全面檢查所有的輸送管網(wǎng)及用氣點,特別是接頭、閥門等處,及時處理泄漏點。
2、壓降治理
通過管路分段設立壓力表檢測壓力,詳細檢查各段壓降,有問題的管網(wǎng)段及時檢查維護。一般空壓機出口到用氣點,壓降不超過10%即0.7bar,冷干過濾段的壓降一般0.2bar。工廠盡量布置環(huán)型管網(wǎng),平衡各點用氣壓力。
▍產氣端節(jié)能改造
1.做好設備維護、清潔
增加空壓機散熱效果,水冷、空冷等換熱器的交換效果,保持油質、空濾清潔。
2.空壓機回收
回收空壓機油系熱量制備熱水,用于其他工藝或輔助生活設施。
3.干燥系統(tǒng)改造或更換
新型干燥裝備用空壓風余熱對壓縮空氣進行干燥脫水,節(jié)能率超過80%。
第三步
產氣端節(jié)能改造的核心——智能控制
傳統(tǒng)空壓機的控制是通過設定上下限壓力值,先根據(jù)生產設備的最低壓力要求,結合管道最大壓降設定空壓機輸出壓力的下限,也就是空壓機開始加載的壓力;再在最低壓力上加1bar左右,作為空壓機輸出壓力的上限,即開始卸載的壓力??諌簷C的輸出工作壓力在上下限之間波動。
如果有多臺空壓機同時運行,每臺空壓機的輸出壓力都將隨著管網(wǎng)的壓力波動在上下限間波動,造成層疊式壓力帶。
解決這個問題思路也就是空壓站節(jié)能的第三步。
不再根據(jù)一個“寫死的”固定邏輯去控制設備,而是根據(jù)空壓站實時變化的特性靈活去控制設備啟停運行。通過強大的AI算法計算出流量變化的特性,建立工廠流量變化模型,實時預測用氣端用氣特征,并實時計算壓降情況,同步計算出單臺設備的實際排氣量及設備運行組合。
將空壓站產、輸、用三端,由原來的未知數(shù)X變成具體的數(shù)字,就能在產氣端生成最佳的控制策略,既滿足用氣需求,又能實現(xiàn)能效最優(yōu)。
這種控制方式最大的優(yōu)勢是不再通過給定固定的余量來保障穩(wěn)定供氣,而是通過控制的及時性來確保穩(wěn)壓供氣。而準確實時的控制能力,需要依靠強大的AI能力,算得對且算得快,以萬變應萬變,才能真正避免出現(xiàn)“壓力不夠了開一臺,壓力高了就關一臺”的現(xiàn)象。
如果只做空壓機單機節(jié)能,只占壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能中很小的一部分,節(jié)能空間就非常小,而壓縮空氣站是根據(jù)用戶用氣量的大小,匹配空壓機和氣體凈化設備運行數(shù)量,節(jié)能空間更大,更容易讓用戶去接受?!?/span>
空壓站節(jié)能的本質就是按需供氣。需要多少就給多少,什么時候需要多少就能什么時候給多少。
現(xiàn)在,空壓機節(jié)能or空壓站節(jié)能,你的答案是什么?
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