新能源制造行业空压机节能改造案例
【企业概况】
该企业主要是从事硅太阳能电池及其相关配套产品、风机及其相关配套产品,本次主要针对厂区的低压空压机系统进行节能改造。
【改造前运行工况分析】
本厂区空气压缩机大致分为3组供气,其中第1组、第2组属于低压空压机,第3组属于高压空压机。
第1组为1、2、3、4、7、8各台,属于低压喷油螺杆式空压机,数据如下:
分组 | 序号 | 型号 | 卸载 压力 | 加载 压力 | 总时间 | 加载 时间 | 出口 温度 | 备注 |
第 一 组
每台 3立方 储罐 | 1 | GA250W | 8.2 | 7.7 | 7911 | 6138 | 100 | |
2 | ZR250 | 8.3 | 7.4 | 7059 | 6661 | 97 | 457A 222A | |
3 | GA250W | 8.1 | 7.5 | 8348 | 6204 | 103 | ||
4 | GA250W | 8.2 | 7.7 | 26357 | 21368 | 99 | 502A 254A | |
7 | GA250W | 8.4 | 7.6 | 21094 | 19521 | 101 | ||
8 | GA250W | 备用机 |
第2组包括5、6、9、10、11、12、13各台,为低压无油螺杆式空压机,数据如下:
分组 | 序号 | 型号 | 卸载 压力 | 加载 压力 | 总时间 | 加载 时间 | 出口 温度 | 备注 |
第 二 组
无油 每台 10立方 储罐 | 5 | ZR315 | 8.3 | 7.3 | 19462 | 17575 | 100 | |
6 | ZR315 | 8.2 | 7.4 | 18566 | 16785 | 100 | ||
9 | ZR355 | 8.1 | 7.2 | 22860 | 22751 | 101 | ||
10~13 开2台 备2台 | TS-32S 寿力 TS32S-400HWC | 8.2 | 7.5 | 17231 | 16477 | 97~ 100 | 407A | |
8.2 | 7.6 | 19949 | 14662 | 91 100 | 538A |
此2组对供气的工艺要求为:持续供气,压强要求为7~8bar。从数据可以计算出,第1组平均加载率约为84.6%,第2组平均加载率约为89%;从配电室观测卸载时平均功率约为额定功率的40%。
【改造前问题分析】
现场螺杆式空压机属于单级压缩,空气温升很明显,额外的温升将带来短时的额外压强,而冷却后却消失,这种短时的额外压强将形成额外的反作用力,带来毫无意义的额外的功耗。改善这种现状的途径,在于提高压缩效率和改进加、卸载的状况。
该低压现场环境良好,空压机运行状况基本正常,故障率正常(稍高),从现场运行情况看,低压空压机的运行具有以下改进的余地:
(1) 压缩空气出口温度高,一般达到近100℃,反映出压缩机的负荷较重,连续加载时间长,压缩机的压缩过程冷却不甚充分。若通过节能技术,进行压缩特性曲线的最佳选择,选取最省电的压缩模式,出口温度至少将有5~10℃的下降空间,此项工作带来总能耗下降6~12%左右。
(2)加、卸载情况不甚理想,据现场考察,加、卸载时间不甚规则,其中单次卸载时间只能达到2分钟,并且加载时间过长,温升得不到充分释放,因此排气温度也较高。若通过节能技术,进行恒定运行周期控制,就是说,虽然压缩速率有所变动,但使得加、卸载时间总是处于一个合理的范围,则此项工作将带来总能耗下降5~7%左右,若配合空压机设定参数的合理修改,则此项有望达到9~10%的节电率。
(3)存在空载损耗,由于现场存在一定的卸载时间,但卸载时马达仍然旋转,具有约40%的空载损耗,平均空载时间为12~15%左右。同时,空载损耗也不利于散热。若采用软起软停技术,消除空载损耗,则此项功能有望达到5~6%的节电率,若配合增加储罐容量,则效果更佳。
综上,现有条件下低压部分空压机的节电潜力不低于16%,若配合工艺参数的合理修改,节电率可达18~20%区间。
特别的,对于第2组设备,若将备机从2台减为1台,则第2组节电潜力不低于18%,若再配合工艺参数的合理修改,节电率可达22~24%区间。
【改造内容】
节能方案:
分组 | 序号 | 型号 | 卸载 压力 | 加载 压力 | 节能改造内容 | 节能改造内容 |
第 一 组 | 1 | GA250W | 8.2 | 7.7 | 安装空压机节电王 KYK-250-0.4 |
本空压机节电王的节电原理为: 加载时以最佳功率运行; 卸载时停机或优化运行; 同时针对13台空压机自动联控运行, 以保证每台空压机处理均衡,总功耗最小。
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2 | ZR250 | 8.3 | 7.4 | 安装空压机节电王安装KYK-250-0.4 | ||
3 | GA250W | 8.1 | 7.5 | 安装空压机节电王 KYK-250-0.4 | ||
4 | GA250W | 8.2 | 7.7 | 安装空压机节电王KYK-250-0.4 | ||
7 | GA250W | 8.4 | 7.6 | 安装空压机节电王 KYK-250-0.4 | ||
8 | GA250W | 备用机,不做改造 | ||||
第 二 组 | 5 | ZR315 | 8.3 | 7.3 | 安装空压机节电王 KYK-315-0.4 | |
6 | ZR315 | 8.2 | 7.4 | 安装空压机节电王 KYK-315-0.4 | ||
9 | ZR355 | 8.1 | 7.2 | 安装空压机节电王 KYK-355-0.4 | ||
10~13 开2台 备2台 | TS-32S 寿力 TS32S-400HWC | 8.2 | 7.5 | 安装空压机节电王 KYK-400-0.4 | ||
8.2 | 7.5 | 安装空压机节电王 KYK-400-0.4 | ||||
8.2 | 7.6 | 安装空压机节电王 KYK-400-0.4 |
施工周期: 设备的生产制造:30天,安装调试15天。
【改造效果】
(1)节电效果
分组 | 序号 | 型号 | 节能前每日耗电(度) | 节能后 每日耗电(度) | 节能设备成本 (万元) | 每月 节电量 (度) | 每月 节省 电费 (元) | 年获得 总效益 (万元) | |
主柜 | |||||||||
辅料及安装 | |||||||||
第 一 组 | 1 | GA250W | 5792 | 4865 | 18 | 145584 | 87350 | 104.8 | |
1.0 | |||||||||
2 | ZR250 | 6477 | 5440 | 18 | |||||
1.0 | |||||||||
3 | GA250W | 5671 | 4763 | 18 | |||||
1.0 | |||||||||
4 | GA250W | 5953 | 5000 | 18 | |||||
1.0 | |||||||||
7 | GA250W | 6437 | 5407 | 18 | |||||
1.0 | |||||||||
8 | GA250W | 备用机 | |||||||
第 二 组 | 5 | ZR315 | 7219 | 5074 | 21 | 195030 | 117018 | 140.4 | |
1.5 | |||||||||
6 | ZR315 | 7219 | 5074 | 21 | |||||
1.5 | |||||||||
9 | ZR355 | 7680 | 5398 | 21 | |||||
1.5 | |||||||||
10~13 3/1 | TS-32S 寿力 TS32S-400HWC | 7560
| 4689 | 21×3 | |||||
4689 | |||||||||
6436 | 1.5×3 | ||||||||
4689 |
(2)降低空压机油温:改造后油温约下降20~30度。
(3)降低空压机的维护费用,延长空压机使用寿命。