如何提高壓縮機能效降低運營成本
1. 減少空載運行時間
工業(yè)壓縮空氣系統(tǒng)對空氣的需求通常會有所波 動。使用這些模式來減少空載運行時間是優(yōu)化能 效的第一步。壓縮機控制器提供了用戶友好型方 式來減少空載運行時間。如果您有多臺壓縮機,則 應將其設置為自動執(zhí)行此操作。但是,如果沒有中 央控制器,則應以級聯(lián)方式設置壓縮機壓力帶;當 達到壓縮空氣目標壓力時,如果不需要機器,則可 通過機載控制器使其停止。大多數(shù)阿特拉斯·科普 柯 Elektronikon 機載控制器都具有程控啟停定時 器功能。我們的服務銷售團隊可協(xié)助您完成此過 程。 如果壓縮機在工作時間后空載運行,則其仍將消 耗滿載時所耗能量的 25%。此外,如果系統(tǒng)存在 漏氣,則壓縮機可能會偶爾切換至滿載運行,消耗 更多的能量。生產(chǎn)時間越短,關閉壓縮機而非使其處于空載運行 狀態(tài),則會實現(xiàn)更多節(jié)能。如果生產(chǎn)減少卻未停止, 則可以考慮隔離工廠中目前未使用的區(qū)域。
2. 消除漏氣
泄漏是舊式壓縮空氣系統(tǒng)中最大的能源浪費源,據(jù) 估算,小至 3mm 的泄漏點每周所浪費的能源就超過 8600 元。據(jù)估計,壓縮空氣總耗量的 20%可能會因 泄漏而損失。 如果您仍在現(xiàn)場工作且有空閑時間,建議您趁此機 會檢測系統(tǒng)中是否存在泄漏。例如,您可以在未進行 生產(chǎn)的情況下運行空氣壓縮機來檢查泄漏情況。解 決漏氣,即可立即為您節(jié)省成本。
3. 減少壓力帶
根據(jù)大多數(shù)壓縮機的經(jīng)驗,壓力每降低 1 巴(14.5 psi)即可節(jié)省 7%的用電量。調整壓縮機的壓力設置 情況,直至達到最低壓力;在減小壓力帶的同時不會 對應用造成影響。 對于使用多臺壓縮機的集中式系統(tǒng),通過使用中央控 制器,可以將壓縮空氣網(wǎng)設置為在狹窄的壓力帶內運 行,以確保其滿足您的精確需求。通過該控制器您還 可以手動或自動創(chuàng)建兩個不同的壓力帶,以優(yōu)化不同 時段的能源使用情況,從而大幅降低低頻使用時的能 源成本。 此外,降低系統(tǒng)壓力可以減少泄漏造成的影響。每降 低 1 巴壓力,即可減少 13%的漏氣影響。
4. 通過熱回收將壓縮熱轉化為有效能
制造商實現(xiàn)節(jié)能的絕佳機會就在于回收空氣壓縮機 產(chǎn)生的廢熱。如無能量回收,這些熱量則會通過冷卻 系統(tǒng)和輻射散失到大氣中??苫厥盏碾娔苋Q于壓縮 機的大小和運行時間。通常回收率為 70-94%。 從壓縮空氣中回收熱量減少了購買能源的需求,例如 加熱熱水或使用排出的冷卻空氣進行空間加熱。正是 因為購買需求的降低,才使得運營成本和二氧化碳排 放量得以降低,同時還減少了碳足跡。 為了說明壓縮空氣熱回收的巨大未開發(fā)潛力,據(jù)計 算,壓縮機熱回收技術可節(jié)省英國 1.99%的工業(yè)用電 總量。如果這一統(tǒng)計數(shù)據(jù)還不夠令人信服,那么以下 數(shù)據(jù)會給您帶來更為具體的感受,即相當于每年減少 91.3 萬輛柴油/汽油汽車的尾氣排放,或者回收每年 為 154.4 萬戶供應電力所需的能源。那么,如果這樣 都還不能令您信服,促使您探究壓縮空氣熱回收的潛 力,那就真的很難再找到其他的例子了!
*計算值以英國工業(yè)用電總量為依據(jù),是目前所用壓 縮機工業(yè)用電量的平均值,即 10%。
*噴油螺桿壓縮機可回收大約 70%的能量,水冷式無 油螺桿壓縮機可回收高達 94%的能量。
5. 確保所安裝的壓縮機尺寸正確
為您的設備選擇尺寸錯誤的空氣壓縮機,可能會 導致生產(chǎn)問題和/或因能源浪費而增加成本。在選 擇合適的壓縮機類型時,您應該問自己以下問題:
● 應用于什么
● 我的工廠/車間使用多少氣流
● 工廠內所需的最低壓力是多少
● 我是否需要干凈/干燥的空氣(使用干燥機和過 濾器)
● 我的壓縮機每年需要運行多少小時
● 我每天有幾次輪班
● 班次之間的氣流需求是否存在波動(如存在, 則變速驅動(VSD)壓縮機可能是一個很好的 選擇,可以節(jié)省大量成本)
● 是否制定了未來擴展計劃
一旦您回答了這些問題,您就不會僅僅依據(jù)最初 的購買價格來選擇壓縮機,而是根據(jù)最低生命周 期總成本來做出選擇。由于壓縮機生命周期總成 本的70%用于能源,因此做出正確的選擇將使您 和您的工廠的盈虧底線得以大幅降低。
6. 確保采用了正確類型的壓縮機技術
食品飲料行業(yè)、電子行業(yè)、汽車行業(yè)、紡織業(yè)和制 藥行業(yè)的許多應用都需要無油空氣來保證產(chǎn)品完 整性和產(chǎn)品質量(通常指定為 Class 0 級)。無油 壓縮空氣技術將有助于避免產(chǎn)生昂貴的過濾器更 換成本,降低油冷凝處理成本,減少因過濾器壓降 所造成的能量損失以及不必在食品飲料應用中使 用昂貴的食品級潤滑劑。 市面上有一些非常節(jié)能的無油壓縮機。例如,與以前 的型號相比,阿特拉斯·科普柯的ZR 90-160 VSD+ 無油旋轉式螺桿空氣壓縮機的產(chǎn)量增加10%的同時 能耗降低15%。一個可選的優(yōu)勢是具有能夠確保溫 度為﹣40ºC的集成式壓力露點干燥機,能耗幾乎為 零。 如果您的應用規(guī)模非常大,請考慮使用離心式壓縮 機,因為它們以平穩(wěn)的負載在工藝空氣或散裝空氣 應用中提供了無可比擬的能效,或者在使用VSD螺 桿壓縮機的混合設備中提供了基流。如您選擇噴油 壓縮空氣技術,則GA VSD和GA VSD+旋轉式螺桿 壓縮機提供了一個極其節(jié)能的解決方案。
7. 考慮變速驅動壓縮機
大多數(shù)生產(chǎn)過程在不同的時段內會有不同的需求水 平,這可能意味著壓縮機長時間處于空載或空轉狀 態(tài)(不產(chǎn)生任何壓縮空氣)。如果將定速壓縮機替換 為變速驅動裝置,則可節(jié)省大量成本,因其僅在需要 時才產(chǎn)生壓縮空氣。這也最大限度地減少了壓縮機 的空載運行。眾所周知,空載運行會造成能源浪費。 與定速裝置相比,變速驅動(VSD)壓縮機平均節(jié)能35%VSD+裝,置節(jié)能 50%,即使?jié)M載運行下亦如 此。 由于定速壓縮機每小時的電機啟動次數(shù)固定,壓縮 機在設定時間內空載運行限制了電機的啟動次數(shù), 從而確保電機不會出現(xiàn)過熱現(xiàn)象。當 VSD 裝置以受 控方式傾斜式升降溫時,每小時的最大啟停次數(shù)可 能會增加,這也避免了啟動時出現(xiàn)電流峰值。
8. 進行壓縮空氣系統(tǒng)評估
壓縮空氣用量不能僅憑猜測得出。為了找到提高效率 的方法,需對系統(tǒng)進行評估或審核。 通常兩者之間的最大區(qū)別在于成本差異,因為簡單的 壓縮空氣評估可以作為一種補充性的現(xiàn)場目視檢查, 而基于數(shù)據(jù)記錄的深入審核則需一定花費,根據(jù)設施 的大小和預期結果,需要經(jīng)過數(shù)周或數(shù)月才能完成。 出于對此類服務相關成本的考慮,公司可能不愿意進 行全面的空氣審核,但最終結果可能遠遠超過初始投 資。評估和審核所帶來的益處不僅僅是降低能源成 本,還可以提高整體的生產(chǎn)效率,從而對盈虧底線產(chǎn) 生積極影響;明白這一點十分重要。 并非每家工廠都需要進行全面的壓縮空氣審核或仔 細的空氣檢查,因為有時簡單的現(xiàn)場評估即可滿足要 求并能節(jié)省大量能源。
9. 享受現(xiàn)代壓縮空氣設備帶來的好處
空氣壓縮機是一項長期投資,將在您未來幾年的業(yè)務 中發(fā)揮重要作用。一般的工廠每 7-10 年更換一次空 氣壓縮機,這意味著初始資本支出僅占壓縮機總成本 的一小部分??諝鈮嚎s機生命周期成本的 70%或者更 多歸根結底取決于壓縮機的能耗情況。 壓縮空氣裝置采用或更新最新技術后可以減少高達 四分之一的能耗。如果您使用的是舊式壓縮機或低效 壓縮機,則更換新壓縮機的成本通常低于當前的運行 成本。配備最新款控制器和節(jié)能電機的現(xiàn)代空氣壓縮 機將從第一天開始就為您降低盈虧底線,這意味著投 資回收期較短。 然而,全面地更換壓縮機并非唯一的解決辦法。通過 交換項目,您可以用更高效的新組件替換壓縮機的主 要組件。例如,使用最新款電子控制器升級壓縮機后, 便可利用最先進的壓縮機控制管理、減少空載運行、 提高效率。此外,使用高效的新電機更換低效的舊電 機可以確保您實現(xiàn)節(jié)能。 如您認為所用的壓縮機并未滿足自己的需求,那么沒 有必要覺得自己必須忍受它。壓縮空氣評估或審核將 為您提供做出決策的真實數(shù)據(jù)。
10. 不要忘記定期維護帶來的影響
解決壓縮空氣供應的最好方法是妥善管理好壓縮空 氣設備。這意味著需要進行定期的預防性維護,以維 持您通過購買新壓縮機獲得的效率,或者提高舊設備 的性能。 無論您是只希望購買備件并進行內部維護,還是按照 制造商或核準經(jīng)銷商規(guī)定的預定時間間隔簽署擬議 維護方案,或者選擇一個涵蓋故障且不留意外余地的 全面責任包,最重要的是要記住,隨著機器的老化, 壓縮機性能的降低是不可避免的情況。 使用原始設備制造商(OEM)原裝零件進行定期維 修,將提高設備的正常運行時間和能效:相反,則有 可能出現(xiàn)更多的停機狀況、產(chǎn)生更多能耗以及維修成 本高昂的潛在故障。 最后,來收集一些數(shù)據(jù)吧!大多數(shù)阿特拉斯·科普柯壓 縮機都配有 Smartlink 智聯(lián)星數(shù)據(jù)盒,可以提供壓縮 機狀態(tài)的實時信息,還可以繪制壓縮機的運行時間、 空載/負載時間,當然還包括警告信息。 阿特拉斯·科普柯?lián)碛袕姶蟮膲嚎s機服務團隊,我們 的工程師經(jīng)過培訓后,可以維護和修理任何品牌的壓 縮機。
11.利用鋁合金管道減少壓降
壓縮空氣管路含有大量的水分、雜質、油,并形成弱酸性氣體,對無縫鋼管造成腐蝕,特別是焊接部分或破損處,人工焊接易造成虛焊點,易泄露,且漏點不易查找。管壁粗糙造成初始壓降大,增加耗能。壓降每增加1bar,至少增加7%的空壓機功率。
由于碳鋼管主要成分是鐵,該元素容易與空氣中的水、氧氣化合反應產(chǎn)生氧化鐵(鐵銹),該物質隨著壓縮空氣傳送到氣缸、生產(chǎn)設備中會造成缸體磨損、設備損壞給使用單位帶來不必要的損失。如果氣源直接跟產(chǎn)品接觸會導致質量下降,如果是食品類產(chǎn)品造成的影響更為嚴重!
哪怕是采用了過濾三聯(lián)件等措施,由于鐵銹是固體雜質,它非常容易吸附在濾材上,導致濾材使用壽命過短,并且產(chǎn)生壓降。另外一點是傳統(tǒng)管道的壓降問題;新裝碳鋼類管道,它的內壁是粗糙不平的(內部粗糙度1.9微米),并且粗糙度是逐年因腐蝕而增加,這樣直接導致了通過流量減少及壓降產(chǎn)生。
最后一點危害來自于傳統(tǒng)管道的泄漏問題,造成泄漏的原因還是由于腐蝕,不論是采用套絲安裝還是焊接安裝的碳鋼管道,在絲口及焊疤部位總是先開始腐蝕。
而鋁合金管道有著管道壁潔凈光滑,管道重量輕,韌性強等特性,特別是鋁管材質本省和空氣中的氧氣反應形成氧化鋁薄膜能夠很好的抗后續(xù)的腐蝕和氧化。