北极星环保网讯:压缩机是一种重要的工业设备,广泛应用于生产生活的各个方面,空调、冷库、石油工业、化工工业都离不开压缩机。但是压缩机同样也是耗电大户,其在生产生活中的运行会造成大量的电力消耗,研究压缩机节能技术十分必要。
1、压缩机运行节能
1.1 压缩机运行中存在的问题
1.1.1 出力低,能耗高。很多工业用压缩机出于节能考虑,限制压缩机功率,导致压缩机压缩能力低于设计值,尤其是夏季载荷升高时输送量将明显下降,由于散热能力有限,使得生产线其它设备不能满荷运行,降低了生产效率。
1.1.2 机组运行状态不佳。这个问题主要表现在压缩机运行周期难以满足设计要求、夏季运行不稳定、故障多发等方面。
1.1.3 运行维护费用偏高。旧压缩机维护费用很高,两机并行时,两组压缩机都要备用一套故障多发件,双备份成本,同时也造成了一些备用件的冗余和浪费。
1.2 压缩机能量调节与能耗
压缩机一般根据设计工况能量实际需求选型,一般情况下压缩机都是全年工作,横跨冬夏极端天气,所以面临着相对复杂的外部环境,而且实际工况和设计方案之间难免存在一定偏差,所以压缩机功率要有适当富余。
现阶段,压缩机能量调节主要有间歇控制运行、吸气调节、气缸卸载、旁通调节和无极变速调节等类型。其中压缩机间歇运行是比较常见的运行方式,环境温度高于设定温度,压缩机将启动运行,环境温度下降到设定温度以下,压缩机将停止工作。这样的工作方式适用于环境温度比较稳定、负载不大的情况,但是实际使用过程中,并非任何时刻环境温度都趋于稳定。
1.3 压缩机变频节能
工况一定的情况下,压缩机制冷量和质量流量成正比,变频调节的基本思路就是通过改变压缩机电机转速来调整质量流量,从而改变总机组制冷量。
2、压缩机节能技术
2.1 压缩机控制工艺参数优化
2.1.1 吸入压力调整。选择合适的吸入压力能够有效降低压缩机功耗。一般情况下,吸入压力越低,能耗将越大,特别是压缩机一段的吸入压力。因此,可适当提高压缩机的吸入压力,在一段吸入中增加高效旋风入口分离器,进一步消除进气管网的阻力,在保证充足处理气量的同时获得更高的吸入压力。
2.1.2 压缩机段间压降降低。压缩机段间压降同样也是压缩机功耗的重要原因。为了降低段间压降,可用高效换热器代替级间冷却器,减少不必要的管路设备和弯头,同时改善操作条件,降低冷却器结垢程度。
2.2 压缩机结构设计优化
2.2.1 三元流叶轮。三元流叶轮是专为气体流动设计的叶轮结构形式,大型压缩机一般采用这种结构形式。现有叶轮也可以通过适当的改造使之具有三元流叶轮的特点,显著改善叶轮的性能。
2.2.2 叶轮抛光。叶轮的表面粗糙度和轮组损失之间有着直接关系,可通过精铸、精车和打磨抛光的方式提高叶轮表面的光洁度。叶轮抛光的方法有很多,包括喷砂、抛光轮、液体抛光、砂带研抛等,一般根据叶轮实际结构形式和材质选择合适的抛光方案。对于表面积比较大的叶轮可进行砂带振动研抛,而结构复杂、多凹穴、凸台的叶轮可进行液体抛光。
2.2.3 压缩机回流量控制。为了避免压缩机在工作中出现喘振问题,压缩机都设置有防喘振控制机构,正常工艺参数下,通过对机组运行参数的监测绘制状态曲线,并根据喘振线计算喘振控制线,从而获得喘振流量控制点,通过和入口流量的比对,控制压缩机回流量,保证压缩机能够获得充足的工作气体。可改造压缩机回流手动控制为自动控制,应用更加精确的防喘振控制系统,降低机组能耗。
2.2.4 管路布局的综合优化。为了进一步降低管路内压降,需要对管路布局进行调整,提高线路布局的合理性,可使用压损来评定管路布局方案是否合理。
除了优化设计,压缩机日常使用和维护保养工作对压缩机节能效果也有着很大影响。
2.3 变频调节技术
传统压缩机一般通过控制流量和压力工艺来降低压缩机能耗,达到节能的目的。一般通过阀门节流、旁通回流和排空等方式进行控制,这些调节方式效果显著、操作简单,但是会增加管网损耗和能源浪费。而变频调速技术应用变频器控制压缩机电机转速,改变流量质量,不存在阀门节流损失,从而提高了能源的利用效率。
2.4 集中控制与热回收
很多情况下压缩机都不是单机工作模式,而是很多台同时工作,因此在节能改造中,应用集中控制技术实现多台压缩机的集中控制,成为降低能耗节约能源的有效措施。压缩机开启的台数一般都是固定的,当用气量下降到一定程度,就可以通过集中控制来降低压缩机的工作时间或者转速,用气量继续下降,性能好,功率大的压缩机将停止工作,通过彻底停机来消除卸载状态下的能耗,集中控制来集中调整压缩机的工作状态,从而扩大压缩机的功率范围,同时减少运行压缩机数量,降低能耗。
热回收技术的基本思路是,压缩机高温油通过热能回收交换器,将热量传递给冷却水,冷却水加热之后进入保温水桶储存起来,回收压缩机工作热量。热回收技术解决了压缩机自身的散热问题,省却了压缩机的冷却风机设备投入和能耗。在工作中监测压缩机主机排气口温度,超过80℃热回收装置开始工作,保证压缩机不会过热,而余热被转换为了热水,可以用作供暖等其他用途。
3、结语
节能是工业生产和日常生活中永恒的主题,压缩机节能技术就是以降低压缩机工作能耗为目的的节能技术,通过压缩机结构设计优化和运行参数调整,配合新节能技术的应用,能够显著提高压缩机的节能性能,降低压缩机工作能耗。
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