系统总览   System
联系我们   Contact
你的位置:首页 > 系统总览 > 系统介绍

压缩空气

压缩空气在工厂里是仅次于电力的第二大动力能源,又是具 有多种用途的工艺气源。因压缩空气已是成熟的技术,可以提供 可靠且稳定的气源,也因其绝佳的输送储存特性和弹性,并且是 易于操作的动力源,因此为工业界广泛使用。


洁净的压缩空气需满足以下要求:

  • 完全去除管道中的液态水分,尽可能去除气态水 分,压力露点在10℃以下;
  • 油分残留量维持在0.8~1.0ppm,去除0.3~1.0μ m以上的粉尘和碳灰粒子;
  • 油漆涂装用压缩空气需除去0.01μm以上的粉尘 和油分残留达0.01ppm;
  • 用于呼吸或食品医疗行业,需除去异味以及 0.01μm以上的粉尘,油分残留达0.003ppm。

系统节能

由于压缩空气算是二次能源,在电能转换成压缩空气时即会 产生能量能源损耗,最后用在设备上的效率只有10~15%,因此 压缩空气相较于电力是属于较昂贵的能源。依据美国马达动力系 统省能方案研究,空压系统在工厂马达耗电平均占了20~30%左 右。参考BEKO公司的数据显示,年度运转7500小时的 110kW空压系统,有86%的成本是用在购买后的使用电力,只有10%用在购置、4%用在维护。由此看来,如何提高空压系统 的使用效率,对空压系统在生产上的运转成本是有很大的影响的。


常见空压机应用空气压力为7bar,每马力每分钟约输出 125升的压缩空气量,空压系统的压力升高1bar约需要多耗损 10%的动力,进气温度每降低5℃约可提升系统效率1%。据美 国马达动力系统省能方案研究发现,一般空压系统泄漏量范围在 20~30%,正常情况应该要低于10%,稳压控制储气桶的容积约 为空压机每分钟排气量的1/5,供气储气桶的容积约为空压机的 每分钟排气量的1/2,空压系统大约耗费80~90%的电力于无用 的空气温升,其中90%可以回收利用。

以20%的系统泄漏为例,一台30HP(22kw)空压 机,年全载运转时数为7500小时,平均电费为0.8元 /kwh,全年因泄漏而造成的损失即为26,400元。

22kw×20%×7500hr/年×0.8元/kwh= 26,400元/年

依据欧盟推动空压系统节能经验显示,大多工厂都有改善的 空间,可改善措施的50%是改善泄漏,压降则有近10%,系统 控制、产气设备和热回收各有10%的改善空间,另外则是其他各 种个别改善措施。由此可见空压系统要做到节能,空压生产系统 的节能改善空间很小,除非整体上有更大的技术变革(非一朝一 夕可以做到),近70%都依赖压缩空气供气系统优化。


空压设备的节能



如何提高空气压缩机生产效率,节省电能,降低生产成本显得尤为重要。

空气压缩机的运转成本极高,每年运转超4000小时以上的 空气压缩机,所耗电力的费用,就可能够添置两台相同型号的新 机,为此购买空气压缩机时,必须特别注意其运转效率。各配套 商、用户在空压机配置上一定要走出误区,除空压机选型要合理 外,还要选择具有能耗标志、产品美誉度好的产品,只要购置成 本不超同类产品两倍以上,从中长期来看,节能的空压机更能显 示其优势。为能合理及高效率的运转空气压缩机,首先面临的问题即在 于如何在各式各样的空气压缩机台中,挑选出符合所需且能在安 装后高效率运转的机台。在决定空气压缩机的型式与大小之前, 必须首先明确:现场空气消耗量、压缩空气质量、工作压力,并 收集相应的统计数据,然后计算短期压缩空气的实际需求、未来 产能扩充时的增加需求量、还要考虑10%~20%的富裕量,在完 成以上的评估之后,再参照空气压缩机厂商提供的机台参数,合理配置相应的机台。

空压设备的节能,是个长期行为,需要过程监管。除 空压机本身的特性决定原始的效率,还要对多台空气压缩 机连锁控制、储气罐、空气调质设备(干燥机、过滤器) 的配置以及各设备的合理连接加以重视,更要对进气温度 湿度、进气抗阻、进气洁净度等长期严格控制。




管道系统的节能

由空压站生产的携压洁净空气必须由供气管道(硬质管道) 输送至现场各用气设备,而管线的设计或施工不良,将会产生以 下的问题:

  1. 压力降变大,流量不足
  2. 空气再污染
  3. 凝结水无法排出
  4. 用气设备使用不良,产品质量不稳定
  5. 保养及检修困难

系统选材

性能 黑铁/钢管 铜管 热塑胶管 铝合金管 CT不锈钢管
重量 较重 最轻
耐腐蚀性能 不好 较好 较好
力学性能 较好 不好 较好 很好
耐温水平 较好 不好 较好
压力降
表面处理 无(可镀锌) 氧化、喷涂(需做表面处理) 抛光
熔温 600℃以上 600℃以上 80-230℃ 600℃以上 600℃以上
连接类型 焊接、法兰、螺纹 焊接、法兰 热熔、冷胶 螺纹及专用连接技术 螺纹及专用连接技术
安装难度 困难 较困难 简单 较简单 简单
安装后的灵活性 较好 较好 较好
安装人员要求 热熔高(冷胶熟练) 熟练 熟练
成本(材料/人力) 30%/70% 50%/50% 60%/40% 80%/20% 80%/20%
总成本(初始/运行) 40%/60% 80%/20% 80%/20% 90%/10% 95%/5%
综合成本比较 2.4 3.0 1 2 1.5
能耗

低压降产品

压缩空气供气管线中,压降的增加将造成空气压缩机输出压力的上升,而空气压缩机输出压力每上升1bar,则耗电量上升约 8-10%,为此必须一开始就选用耐腐蚀低管壁粗糙度、低压降的管材及足够大的管径,低内壁粗糙度的管件(尽量少用不必要 的管件,多采用大弧度弯头、大弧度弯管)、大通径结构简单的 阀门、各种连接件、大流量快速接头等产品,而不是一味的提高 空气压缩机输出压力。 压缩空气在通过管路或阀体时,由于流体分子与管壁间的摩 擦,都会产生压降,这种压降与流量、管道长度、内壁粗糙度、 空气中的凝结水、管件、阀门、连接件等数量成比例关系。在标 准设计管径中,当流量增加一倍时,管材所产生的沿程阻力(压 力降)变为原值的四倍;或者在固定流量下,当管径减小一倍时,沿程阻力(压力降)变为原数值的39.7倍;因此一开始就必 须准确预计将来需要的管径,尤其要考虑将来的产能扩充,因为 主管道一旦确定下来,将来是难以轻易更改的。 管件、阀门及连接件等都有局部阻力(压力降),当压缩空气输送管线中的弯头、接头及阀门增多时,管线前后的压降也会变大。并且阀门开合度不同,其局部阻力差异也非常之大,因此各种阀门应尽可能保持在全开或全闭状态。

精良配套产品

过滤器

压缩空气供气管线中还有两种严重影响空压管线系统供气效率的装置,即:将会造成压降显著上升的过滤器,将会造成压降显著上升、大泄漏量的快速接头。

常见的过滤器大多是利用空气通过细密的筛网来达到过滤的 目的,也由于这种结构,必然会因使用时日长久,致使筛网阻塞,气体通过的局部阻力增加,直接造成空气通过时的压降大幅升高。为解决此问题必须一开始就重视管线中各类型过滤器的安装,对于非必要的过滤器一定不装,对于绝对必要的过滤器滤芯则必须定期更换或清理。当然优质的过滤器滤芯,会提供理想的空气质量的同时,更能降低综合使用、维护成本。

快速接头

快速接头,是一种不需要工具就能实现管路(软管)连通或断开的接头,可以快速、简单、保险地重复连接和断开几乎任何 流体或气体管道。快速接头广泛用于各种流体传输,它有设计精 巧、省时省力、环保节能、使用方便等优点。快速接头由接头(又叫插座)与插头配套连接形成,大多的接头都有流体截止功能,其结构较为复杂,主要由有密封功能承 插口、有锁定功能的套筒、有截止流体功能的阀总成,以及有连 接管路的连接件组成。

带阀的快速接头都可能导致管道系统出现压降,因为在流体 流经内部阀时,这些内部阀就像是河流中的石头,会导致介质流 中发生"动荡",这会导致压强的损失(即压降)。因此这个阀总 成的设计、材质、精密程度就是判断快速接头压降水平的基本标 准,还有插头、承插口材料的耐磨性能、密封性能,直接关系到流体的泄漏水平、接头的使用寿命等。

低压(<1.6Mpa)气动用快速接头大多是单截至功能接头, 即在接头内部有一个阀总成,而插头部分是直通型。当前全球的气动快速接头标准有:ISO、欧洲、英国、亚洲、ARO、西班牙等标准,由于产品产地差异,各种标准的产品国内都有使用, 其中ISO、欧洲、亚洲、英国、ARO标准的产品市场占有率较高。

一个压缩空气供气管道系统的供气点实在太多 了,每个接点大概都需要一个快速接头。数以百计、 千计的快速接头,不仅需要优质的产品,更需要长期 的严格监管、维护。