空压机节电王、压缩空气系统综合节能——空压机节能方案分析(一)
【前言】
在工业领域采用的诸多能源形式中,电力是最普及的能源;其次,压缩空气是仅次于电力的普及能源,在工业界的使用量十分可观,其总量占能源的15%左右。压缩空气具有以下优良特性:
1. 无污染或低污染性,压缩空气取之于大气而回归于大气,不需要回收处理,不产生污染。
2. 动力转化过程简单,且安全性高,压缩空气可以直接传递机械能,且动力易于限幅,不易伤害设备。
3. 公共安全性高,无自燃性,不易造成公共意外,除了压力容器需要定期检查之外,没有引起公害、电击的顾虑;温度不高,不容易引起灼伤、烫伤等重大伤害。
4. 可借助分离技术来生产氮气、氧气、稀有气体等特殊用途。
5. 经深度净化的压缩空气可以提供非能源用途,例如人员呼吸、水处理、发酵及化学反应等特定用途。
由于压缩空气的广泛、大量应用,与日俱增的空气压缩机在制造大量的压缩空气的同时,本身正在消耗海量的能源。通常,空压机的工作模式可以分为往复式、螺杆式、离心式等,虽各有千秋,但从输入的能源到压缩空气含有的能源之间的平均转化率仅在10~20%徘徊,其余大部分能源多以低品味热能的方式耗散。以最普遍的7bar压缩空气系统为例,每生产100m3/min的压缩空气大约需要500kW~600kW的能源支持。在大工业的背景下,各类空压机,直至数百千瓦、数兆瓦的空压机,正在消耗庞大的能源,如何提高效率,使其能耗水平相对下降,确实是业者不断深思的课题。
空压机的驱动方式分为电动马达、涡轮机、内燃机等,由于电动马达使用广泛,易于计量,本文将主要偏重于电动马达式空压机的节能课题。对于空压机的不同压缩方式,往复式、螺杆式、离心式,我们也将采用不同的理论单独研究,而本文主要偏重于螺杆式空压机。