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压缩空气能源的应用浪费及改善方案

发布时间:2019-11-07 15:12:07 丨作者:河南尚唐 丨 浏览次数:

当前,我国企业在气动技术使用中普遍存在效率偏低,浪费严重,节能意识淡薄等问题,致使15-20%的工业用电全部用于压缩空气,造成我国在气动系统上每年耗电量高达2000 亿度以上,企业运营成本居高不下,且大量能耗增加了碳排放量,造成环境污染。


本文通过分析压缩空气的使用现状,指出压缩空气的不合理使用及其对策,提出气动系统的节能新思路,引导企业合理生产及应用压缩空气。


1、压缩空气成本控制的重要性


❶ 压缩空气的电费成本

我们以功率250KW,额定输出40 立方米的空压机为例,按照电费0.7 元/KWh,效率系数0.8 来计算,得出该设备的单位能耗为0.09 元每立方米。

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❷ 压缩空气的综合成本


压缩空气涵盖了7%的初期成本,包括压缩机及附属设备的安装调试工作;在生产运行过程中产生了9%左右的维护成本,包括定期的保养与维护,因此一般工厂的压缩空气的综合成本达到了0.1 元每立方米以上。

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❸ 压缩空气的碳排放成本


按国家发改委能源研究所,每度电消耗0.4kg 标准煤计算,每1 立方米压缩空气的产生都需要消耗52g 标准煤,这会产生35.3g 的碳粉尘及129.6g 的二氧化碳,这等同于一辆2.4L 排量的汽车行驶574米。

由此可以看出,压缩空气用电所占比率已严重超出我们的想象,因此,对于目前日益激烈的竞争环境,由空压机节能所带来的经济效益就显得愈发重要。


2、目前压缩空气的应用及管理漏洞


❶ 泄漏


泄漏是压缩空气应用现场普遍存在的问题,一个孔径为1mm 的泄漏点在0.7MPa 的压力下,一年的压缩空气泄漏量能够达到35251 立方米,造成直接经济损失超过2000 元。

某大型工厂发现276 处泄漏点,泄漏量为18.2 立方米/分钟,年损失达到了30.6 万元。

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泄漏点主要包括硬管连接漏气,快插接头漏气,压力表破损漏气,气缸密封破损漏气,电磁阀漏气等多种原因。

❷ 吹气


吹气操作广泛应用于生产的各个环节中,可以用来除尘,除水,干燥,降温等等。作为使用者,我们关注的是吹气的流速,吹击力及吹扫面积,这些性能直接影响到了吹气的效果,但是最容易被我们忽略的是耗气量。

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部分使用喷嘴口径过大,而前段管路,元件通径过小,这样会造成声速流导比变小,压力损失大而供气压力大。

现场人员只通过吹气效果来调节压力大小,而对吹气参数没有把握,对气源进行粗放式管理,极易造成供气压力过高,这样不仅造成能源浪费,高压吹扫会导致碎屑或水等飞溅对员工造成伤害,产生的噪音也会产生听力损伤。

无工件时仍在吹气,部分吹气装置无法感应工件自行通断,在没有工件不需要工作的情况下依然吹气,造成浪费。

❸ 压力损失


管路连接形式不合理,管路接入混乱。管径管长不合理,管径过小会导致管路沿程压力损失大。换向电磁阀与执行气缸之间管路复杂会造成压力损失,空压机过滤器滤器阻塞,导致进出口侧压力差增大,空压机需要更多工作来弥补压力损失。

❹ 过度供压


单一粗放式压力供给,不同的气动设备对供气量及供气压力要求都是不同的,低压需求占主导地位,仅少量位置需要高压的场合,为了达到高压设备的要求,盲目提高供气压力,不仅造成供压浪费,还有可能对低压设备造成损坏。

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❺ 停机时不关断气源


大部分的气源开关位置较为偏僻,且不易关断,因此在生产线停产,设备不运行时依然供气, 造成大量浪费。

❻ 气动元件老旧


如:老式减压阀压损过大,输出压力小,老式伸缩气缸摩擦力较大,执行效率低;


部分空气过滤器无法目视滤芯状态且极难更换;


部分真空发生器无法真空保持,必须一直通气,这些都会造成压缩空气的损失。


3 气动系统的节能新思路


❶ 泄漏点管理


压缩空气的泄漏原因有很多,比如主管路接头松动,气管及接头弯曲不合理,管端剪切不齐,管子插入不充分,橡胶管劣化,气缸杆端密封损坏,电磁阀内部密封圈损坏,三联件自动排水口持续漏气,排水口损坏等。

这需要我们积极查找并标记现场泄漏位置,归类并剖析泄漏原因,提供针对性改善方案。

比如针对气管因弯折或者火花飞溅造成破损而形成的漏气点,可以现场加装防护装置,更换为耐高温及弯折的高柔性阻燃气管。

针对换向电磁阀或气缸漏气可更换为防尘强度更高的产品,防止粉尘进入内部损坏密封圈。

❷ 声速流导比改善


对于吹气装置来说,前段喷嘴声速流导比越大,造成的压力损失就会越小,追加喷嘴,喷嘴口径合理化,提高冲击压力。严格把握吹气参数,追加减压阀,根据设备具体要求来调节供给压力。追加二通阀,在生产线设备停产时及时关断通气,源头阻止气源浪费。

❸ 使用压力合理化


在低压需求占据主导地位,仅少量位置需要高压的场合,降低空压机输出压力,在需要高压出局部增压,可有效降低空压机运行电费,压力管理精细化,按需供压,比如对于输出行程压力要求不高的执行元件,可适当降低供压来实现节能。

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❹ 压缩空气使用管理


另外,引入数字流量开关或者空气测漏仪等设备,将压缩空气的泄漏量转化为具体的流量值,通过数值管理来精准显示改善效果,这样能够提高推进改善意识,增强节能积极性。

压缩空气管路增加流量开关及压力开关,7 天*24 小时监控主管道,各主要设备支路流量及节点压力,设定反馈信号,实时反映流量压力变化,并实现异常报警。


结束语


基于上述可知,压缩空气的节能工作刻不容缓,无论面对怎样复杂的现场环境,都要确立节能的四项原则:削减泄漏,改善喷嘴,降低压力,台数控制。


进行详细的现场评估,积极寻找节能改善点,测量现场的压缩空气使用现状并提出节能改善建议。制定节能方案,计算节能空间。通过测量节能方案的效果来对节能改善效果进行评估。


相信通过以上的节能新思路,能够大大降低压缩空气的能耗及成本,实现企业的利润最大化。


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