壓縮空氣是工業(yè)上常用的環(huán)保動力源,廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、國防、科技等領域。根據(jù)中國能源基礎和標準化委員會的相關統(tǒng)計,空氣壓縮機年耗電量約占全國總發(fā)電量的6%~9%,2018年全國空氣壓縮機耗電量約為4200億千瓦小時,其中有效能耗僅占66%,其余34%(約1420.4億千瓦小時,相當于1.5個三峽大壩的年總發(fā)電量)被浪費。
一般認空氣壓縮站房的能耗成本占工廠運營成本的20%左右,所以空氣壓縮站房的系統(tǒng)節(jié)能迫切需要全面展開。以下就跟著小編一起來探討一下傳統(tǒng)空氣壓縮站高能耗背后的真正原因!
空氣壓縮機選型不當
各行行業(yè)對空氣壓縮機的性能要求不同。一些企業(yè)在購買空氣壓縮機時過于強調設備的一次性投資、空氣壓縮機的性能指標和能耗指標,而忽視了對自身空氣特性的準確評估,導致最終設備選擇不當??赡軙霈F(xiàn)設備排氣壓力過大,與實際使用不匹配,造成較大余量,降低設備運行效率,浪費資源。
根據(jù)美國能源部對全球使用壓縮空氣企業(yè)的空氣壓縮機負荷比例的調查,中國空氣壓縮機的負荷率只有66%,遠低于世界平均水平國空氣壓縮機設備利用率仍較低,有很大的提升空間。
設備控制落后
常規(guī)空氣壓縮站一般采用人工值守控制,空氣壓縮機的啟停需要根據(jù)生產(chǎn)需要隨時調整,根據(jù)生產(chǎn)調度需要,工人對空氣壓縮機進行相應的啟停操作。
1.卸載能耗高。
由于空氣壓縮機設備加載運行時,設備啟動產(chǎn)生較大的沖擊電流,不僅威脅電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行,還會造成嚴重的資源浪費??諝鈮嚎s機設備卸載運行時,壓縮電機仍處于運行狀態(tài),設備空載運行。對于傳統(tǒng)調節(jié)方式下的空氣壓縮機來說,空載運行狀態(tài)下的能耗是設備滿載運行狀態(tài)下能耗的20%以上,部分空氣壓縮機空載運行能耗可達40%,能耗占總能耗的9%~18%,電能資源浪費嚴重。
2.爬升能耗高。
通過加載和卸載控制,壓縮氣體的壓力在最低工作壓力值(即能保證用戶正常工作的最低壓力-加載壓力)和最高工作壓力(卸載壓力)之間運行。壓差一般在1bar以上。通過理論計算和實際測試,我們知道空氣壓縮機的壓力每增加1公斤,能耗增加4~8%。
站房設計與管理不當
1.管道設計不合理。
空氣壓縮機在排氣到達終端之前,需要通過冷卻器、干燥機、過濾器、控制閥和輸送管等,在輸送過程中,由于管徑、管頭和管長等設計不當,會損壞排氣壓力,每損耗1bar,相應的電能就會損耗7.5%,因此優(yōu)化管網(wǎng)可進一步降低空氣壓縮站系統(tǒng)的能耗。
2.壓縮氣體泄漏。
壓縮氣體泄漏是空氣壓縮站的一大隱患??諝鈮嚎s站設備工作環(huán)境復雜,設備維護工作量大??諝鈮嚎s站管網(wǎng)存在孔洞、密封老化或松動等問題。如果不及時維護,管網(wǎng)壓縮氣體泄漏會加劇,增加空氣壓縮站的能效損耗。據(jù)統(tǒng)計,空氣壓縮站的壓縮氣體泄漏約占壓縮氣體總產(chǎn)量的20%~25%,其損耗驚人。減少壓縮氣體泄漏也是提高空氣壓縮站節(jié)能效率的重要手段。
3.余熱浪費。
根據(jù)權威機構的檢測結果,空氣壓縮機壓縮空氣消耗的電能僅為總消耗電能的10%,其余90%的電能消耗轉化為熱能。然而,在大多數(shù)企業(yè)中,壓縮空氣產(chǎn)生的熱能無法得到充分利用,存在嚴重的余熱浪費。由于設備運行的溫度要求,壓縮空氣產(chǎn)生的高熱引起的油氣混合蒸汽將通過空氣壓縮機的散熱系統(tǒng)作為廢熱排放到大氣中,這部分廢熱的溫度通常在80℃~100℃之間,產(chǎn)生這些廢氣的功率約占空氣壓縮機輸入功率的25%~30%。因此,空氣壓縮機的余熱浪費也是空氣壓縮機房高能耗的原因之一。
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