压缩空气管道计算论文

来源:论文 时间:2016-08-19 08:44:48 阅读:

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压缩空气管道计算论文(一)
4炉油枪压缩空气冷却风改造方案(计算修改)-论文

HG220-9.81/535-15LPM锅炉油枪压缩空气冷却风改造方案

杭州协联热电有限公司 徐益峰

【摘要】

随着全球能源进一步呈现紧张的态势,燃煤价格、燃油价格不断创出新高,从每一个小处着手来节约能源是全社会每个人、每个企业都在关注并积极的付诸实施。在“十一五”规划中,党和政府提出的建设能源集约型社会、降低能源消耗的政策,也让我们大家感到了身上责任的重大。尽管,我们公司作为一家即将搬迁的企业,但是在节能降耗方面也是下了很大的功夫,尽自己的最大努力为社会创造出一份效益。为此,我们也在积极地实践,为寻求更大的节约空间而不断努力。

【关键词】循环经济 节能降耗 油枪 冷却风 改造 一、 概况

目前,我公司三期工程#4炉采用的是由哈尔滨锅炉厂生产的HG220-9.81/535-15LPM型循环流化床锅炉,该炉型引进美国奥斯龙循环流化床锅炉的技术。该炉设计采用的是床上点火的技术,4支油枪分别布置在前墙和左右两侧墙,相对于床下点火的油枪来说,由于油枪的布置位于床上1.5米处,所以在油枪不投入运行时受床上温度的影响比较大,故需要有足量的空气对油枪及油枪套管等进行冷却。本炉在设计上采用的是压缩空气冷却,每支油枪均有四路冷却风进入油枪内进行冷却,它们分别是:点火监测装置冷却风、油枪冷却风、油枪套管冷却风、点火枪冷却风,另外还包括点火枪及油枪的气缸控制用气,每分钟的压缩空气流量

为22M3。以上压缩空气均通过由Φ48*3的管道引至锅炉八米层平台下作为母管,通过分配后由Φ25*3的支管道穿过八米层平台分别引至锅炉四个角的油枪控制及冷却用气(见附件一:#4炉油枪冷却风管道系统图)。 二、改造目标

根据近年来的运行情况来看,四支油枪的冷却用压缩空气量在20~22M3/min左右,等于一台22M3的空压机每分钟的排气量。单台空压机的额定功率为132KW,若将该油枪冷却风源由空压机改为一台小功率罗茨风机提供,则可停用一台空压机。由于罗茨风机的电量消耗及日常维护量远远小于空压机,这样就可节约近一台空压机的电量消耗及空压机的日常维护费用。故此方案的目标是将油枪冷却风改由罗茨风机提供,以减少能源的消耗,并减少厂用电量的水平。 三、改造方案(一) 1.冷却风来源

空压机的出口母管压力为0.65~0.7MPa左右,在进入油枪冷

却前的管道压力约为0.3MPa左右(因出口为近似排空),压力相对要降低了不少。现拟将进入油枪的多股冷却风采用一次风机出口的15KPa左右的冷风代替,这样就可以停用一台空压机以节约用电。 2.理论计算

根据气体流量计算公式:qv3600πd2v/4

注: qv---- 体积流量 d---- 管道内径

【压缩空气管道计算论文】

v---- 压缩气体流速(以参考流速15m/s计算) 现有压缩空气进入各冷却点的管道直径为Φ25*3,即

d18mm

qv360018215/4

则可得单管体积流量:qv1=13.73m3/h

此处共有压缩空气管道16根,故可得总的流量为:

qv16qv1219.75 m/h。

3

同时,考虑到压缩空气的母管压力上限为0.7MPa,其在常压下的流量为压力下的7倍左右,即: qv常=1538.25 m3/h。

也就是说,在使用了表压为15KPa左右一次风时,其总风量约为:qv常/1.015=1515.52 m3/h。同样,根据上面的计算公式可以推得:

d【压缩空气管道计算论文】

4qv

360015

换成一次风冷却后,(根据风速为15m/s计算)母管直径为

d189.03mm;再分配到

【压缩空气管道计算论文】

16根小管子以后,15m/s的风速下的内

径d147.26mm。考虑到管道阻力等原因,实际管道截面积应比理论计算值增大10%~15%。考虑使用的管子规格分别为Φ219*6和Φ57*3。

3.改造后的管路布置【压缩空气管道计算论文】

① 现有管道:现有管道中因油枪冷却风、油枪套管冷却风、点火枪冷却风共用一路管道进入油枪,而点火监测装置与

气缸用气共用一路管道,考虑到气缸用气必须保留,所以可以拆除油枪冷却风的这一路管道。

② 新安装管道:根据需要,由一次风机出口(八米层以下)开一口子,沿南侧吹灰器疏水管走,用现有的管道支架来固定管道,在炉周与原压缩空气管道并行。再由四个角的原穿楼板处进入八米层,并在八米层重新铺设管道用于四角的冷却用风。同时,从压缩空气上另接一路管道旁通至一次风接出的母管,以作紧急时备用。在八米层上的布置管道上,也应接一根与原管道同样直径的管路作备用(防止一次风管接出的管道直径较原直径过大而影响压缩空气的母管压力—见附件二)。 4. 需要材料

① 无缝钢管Φ219*6 ② 无缝钢管Φ57*3 ③ 弯头Φ219*6 ④ 弯头Φ57*3

50米 150米 6个 40个

【压缩空气管道计算论文】

⑤ 闸阀PN1.0DN200 ⑥ 闸阀PN1.0DN50 ⑦ 闸阀PN1.0DN25 ⑧ 闸阀PN1.0DN32

5个 16个 4个 1个 16根

⑨ 金属软管PN1.0DN50 --1.5米 5. 费用估算:【压缩空气管道计算论文】

6.经济效益

现每台空压机的功率为132KW(#4炉采用的是上海复盛的SA5175W螺杆式空压机),若每年以6500小时运行计算的话,每年可节约电量858000KW· h,以电价0.45元/度计算,可以节约费用386,100元;同时也可以减少空压机的日常维护费用,以每台空压机每年更换空滤、油滤、油细分离器各一次,补充油2桶计算,可节约费用15,188元,两项合计为:401,288

压缩空气管道计算论文(二)
工厂压缩空气管道设计及施工

  摘 要:空压机的一个完整的系统通常是由阀门、管路等和其他的设备组成。空气管路是从空气压缩机进气管到贮气罐后的输气总管。管道的设计计算和安装不当,会造成沿程阻力增加,会造成末端压力不足,会影响管道使用寿命,将影响整个系统的经济性及工作的可靠性。

  关键词:压缩空气 管道设计 管道施工
  中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)06(c)-0163-02
  压缩空气在工厂应用广泛,本文从实际应用出发,通过实际案例简述低压压缩空气管道设计施工的步骤及要点,注重实际应用,用以大家技术交流!
  我司承接的一个约2300 m2扩建车间空压管道设计施工,建设单位的用气量从24 m3/min增加至32 m3/min,原输送主管管径为¢150 mm,工作压力为0.8 MPa。
  1 确定管径、壁厚
  对于某一输量而言,采用较大的管径,可以降低摩阻损失,经济管径要由经济流速确定,厂区主管一般压缩空气流速取经济流速8~12 m/s,考虑投资取较高流速。 所以由公式[1]:
  式中di为管道内径(mm);
  Q为气体容积流量(m3/h);
  V为管内气体平均流速(m/s);
  经过计算得出厂区主管内径di=18.8×=237.8 mm,同理可以推算出扩建的车间分支管的内径是118.9 mm。
  管壁厚度都是通过管道内的气体压力所决定的。0.8 MPa一般都是低压的管道,采用的都是碳钢无缝的钢管,其壁厚可近似按薄壁圆筒公式计算:
  式中,p为管内气体压力(MPa);
  n为强度安全系数1.5~2.5,取2.5;
  为管材的许用应力(MPa),取10号钢材的113 MPa;
  为焊缝系数,无缝钢管=1,直缝焊接钢管=0.8;
  c为附加壁厚(包括:壁厚偏差、腐蚀裕度、加工减薄量),为简便起见,通常当>6 mm时,c≈0.18;当≤6 mm时,c=1 mm。经检查建设单位的压缩管道内壁锈蚀状况,15年内壁锈蚀深度达0.5~1.5 mm,因为压缩空气管道使用时间要求长,故C值取3 mm。
  经计算得出,厂区主管壁厚为:
  =2.5×0.8×237.8/(2×113×1- 2.5×0.8)+3=5.12 mm;同理得出分支管壁厚为:4.06 mm。
  综上计算,厂区主管应采用¢245×8;分支主管应采用¢127×4.5的无缝钢管。
  2 储气罐容量验算
  由于建设单位原空压站输出口已配备一个10m3的储气罐,只用于稳定供给气压而不用于储存功能,故可以根据以下公式验算是否合理:
  式中V:储气罐容积m3;
  Q:空压机排气量m3/min;
  P:排气压力kgf/cm2;
  N为参数,用气量比较稳定的客户建议取值为1~2,波动频繁但是上下波动值不大的建议取值为3,假如波动频繁而且上下波动值很大,建议取值4以上。
  经计算,V=2×32/(8+1)=7.1 m3,因此原储气罐的容量仍然合理。
  3 确定管道布置方式[2]
  (1)空压管道布置一般为树形和环状形,为了防止增加设备或生产线时造成某一支路气量不够,建议采用环状形,能防止气压不足。
  (2)由于处于车间,且车间配备有集中管道吊架,故压缩空气管道采用架空敷设,固定在吊架上。
  (3)分支管道前安装总阀门,后面的管道每隔0.5 m开口安装DN15的气嘴,用于设备用气,且安装一个压缩空气过滤流量充足的油水分离器,从而确保气动工具、设备的正常操作和延长使用寿命。
  (4)压缩空气主管路应量避免出现急转弯道(内角小于90°)现象,管道应有顺流方向的0.002~0.003的坡度,压缩空气支管路是主管路的分支时,应采用“鹅颈”状连接方式,以免主管路中的冷凝物直接进入到支管道中。
  (5)在分支管路末端低处安装一个排污口,以便不定时对管路中的污物进行排放。
  4 压缩空气管道施工[3]
  4.1 施工准备工作
  4.1.1 技术准备
  (1)在工程活动开始之前,要拟好开工告知,并经有关部门审批通过后,方可进行施工活动。
  (2)了解熟悉图纸、技术资料及有关标准、规范。
  (3)对于施工方案策划书,应认真阅读检查,做好深化设计,对于有疑问的地方,应及时提出商讨,一旦发现问题,应及时改正,并做好与设计单位、建设单位的技术交底工作。
  (4)准备好必要的焊接工艺卡和焊接工艺评定。
  4.1.2 施工准备
  (1)查看现场,依据施工图,检查支架安装部位是否与其它管道交叉“打架”情况,检查土建基础设施,与施工图的坐标、标高是否一致。
  (2)准备好安放设备、材料及工具的库房,划出明火作业区。
  (3)检查准备必备的施工设备,并到现场校通接通电源。
  4.1.3 管道组成件及支承件的检验
  管道的组成件和支吊架材料必须有制造厂家的质量证明书,其质量不得低于国家现行标准的规定。应符合设计文件的规定,并进行外观检查。
  4.2 管道焊接、安装、检查
  管道焊接应按GB50235-97《工业管道工业金属管道工程施工及验收规范》的有关规定进行。
  管道预制按照管道施工图纸规定的数量、规格、材质并选配管道件,并按单线图标明管道系统号和按顺序标明各组成件的顺序号。
  焊缝外观应成型良好,外形应平缓过渡。不允许有裂纹、未溶合、气孔、夹渣、飞溅等存在。   4.3 管道系统压力试验
  管道试压应遵守《工业金属管道工程施工规范》(GB50235-2010)标准。
  试验前准备:管道系统试压前,应由施工单位、业主和有关部门联合检查确认条件已具备。
  由于管道属于低压管道,用于压缩空气输送,且属于扩建项目,管道架空敷设,故只进行气压试验,不进行液压试验。
  4.4 管道系统吹扫和冲洗
  管道系统压力试压合格后应进行压缩空气吹扫,吹扫前应符合下列要求。
  (1)不应安装孔板、法兰连接的调节阀、节流阀、安全阀、仪表件等,对已焊在管道上 的阀门和仪表,应采取相应的保护措施。
  (2)不参与系统吹扫的设备及管道系统,应与吹扫系统隔离
  (3)吹扫压力不得超过容器和管道系统的设计压力。
  (4)压缩空气管道必须用不含油脂的压缩空气进行吹扫,吹扫气体流速大于或等于20 m/s。
  (5)管道系统在吹扫过程中,应在排出口用白布或涂白色油漆的靶板检查,在5 min内,靶板上无铁锈及其他杂物为合格。
  (6)吹扫的顺序应为主管、支管、疏排管依次进行,吹出的赃物不得进入已清理合格的设备和管道系统,也不得随地排放污染环境。
  (7)经吹扫合格的管道系统应及时恢复原状,并填写管道系统吹扫记录。
  4.5 管道涂漆和色标
  涂漆与色标按按GB7231-2003《工业管路的基本识别色、识别符号和安全标志》执行,空压管应采用灰色油漆。漆应有制造厂的质量证明书。焊缝及其标记在压力试压前不应涂漆。
  涂层均匀、颜色一致、附着牢固无剥落、皱纹、气泡、针孔等缺陷。涂层完整无损坏的流淌。
  4.6 交工交接
  (1)按合同规定范围内的工程全部完成后及时与业主办理交接手续。
  (2)向业主提供:压力试验、严密性试验、吹扫、隐蔽工程记录和安全装置调试试验 记录。
  (3)向业主提交有关质量证明书、检查记录、焊接工作记录,设计变更和材料代用文 件,管道竣工图等技术文件。
  (4)交工文件的要求和格式应符合《工程建设交工技术文件规定》的规定。
  5 结论
  通过合理的设计及严谨的施工,能提升空气压缩机的效率,稳定供给压力,减少管路的压损,提高供气品质,达到工程质量优良,使客户满意。
  参考文献
  [1] 徐明.压缩空气站设计手册[M].北京:机械工业出版社,1993.
  [2] 压缩空气站设计规范(GB 50029—2003)[S].中华人民共和国建设部,2003.
  [3] 丁士昭,商丽萍.机电工程管理与实务[M].北京:中国建筑工业出版社,2011.

压缩空气管道计算论文(三)
压缩空气管道安装

  [摘 要]在空压机系统安装过程中,管道安装工程是重要组成部分,目前在使用中一般都是使用镀锌管、不锈钢管道、高压气管以及铝合金管道,其中铝合金管道以良好的耐腐蚀性、刚度以及安装便捷的优势被广泛应用。本文从压缩空气管道的概念和特点入手,简单阐述了其有关安装技术要点,仅供同行工作参考。

  [关键词]压缩空气管道;安装技术;空气压缩机
  中图分类号:TM561.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)11-0046-01
  在当今社会生产中,空压机的应用越来越广泛,与之配套的压缩空气管道也逐渐应用在各种生产领域中,成为常见装置。管道安装作为空压机系统的重要组成部分,在目前大多以不锈钢管、高压管和铝合金管道为主,其中以铝合金管道使用最多,这是因为其安装方便、价格低廉,但是与不锈钢管道相比耐久性差。这里我们就压缩空气管道的安装技术要点入手分析。
  一、压缩空气管道概述
  压缩空气是仅次于电力之外的第二大动力源,它在当今社会生产中被广泛应用在个生产行业中,主要有石油、化工、电力、机械、电子、医药等。几乎所有的社会生产和加工都需要压缩空气,其主要目的在于控制阀门、关闭机器、移动设备等。
  1、压缩空气管道概念
  所谓的压缩空气管道主要指的是在空气可压缩特性的基础上,通过压缩机机械的缩小运行利用高度压力将空气压缩成为容易输送的气体,这种气体的输送管道便是我们这里需要讨论的压缩空气管道。由于压缩空气管道材料来自空气,可谓是取之不尽、用之不竭的能源。
  2、压缩空气管道特点
  在过去工作中,压缩空气管道表现出的最大优势自傲与安装方便、使用寿命长、稳定性高。这也是一直以来压缩空气企业和用户追求的理想选择。可是时至今日,我国虽然有一些管道材料能够达到其中一种或者两种要求,但是由于材料其他性能给工程带来威胁。目前的压缩空气管道材料选择中,以铝合金管材使用最多、应用范围较广,它因为本社 超强耐腐蚀性和刚性保障了空气压缩质量和管道使用寿命,同时也具备良好的安装条件,且能够重复的使用。
  二、压缩空气管道安装技术要点
  目前,大多数厂家在压缩空气输送管道的选择上虽然给予了一定的重视,但是主要的工作重点仍然置放在生产线的配置、设备型号的选择、设备布局上,对于管道的耐压性、耐久性以及耐腐蚀性重视度不高,这就造成空气压缩管道在长期使用中容易发生腐蚀、变形、破损等威胁,不但影响了压缩空气传输效果,而且给设备的正常运行造成一定威胁。因此,在压缩空气管道的安装中,必须要重视以下几个方面。
  1、管道的选材很关键
  大气中含有腐蚀性的气体、水蒸气、碳氢化合物等杂质,每立方米的空气中大约混有1亿4千万个固体微粒,这些杂质中有80%以上的颗粒直径小于2μm,因此将很轻易的通过空压机和消声滤清器,进入压缩空气系统中。含有各种杂质的空气在经过简单的过滤器后,便进入空压机进行压缩,由于在压缩气体时产生的高温和氧化作用,导致压缩机润滑油品质下降,并呈强酸性,这些固体微粒与压缩空气中的油及水蒸气在一起进入压缩空气管网系统时,如使用传统的镀锌管或碳钢管道,管道内壁会首先遭到锈蚀,这是因为它的铁活泼的化学性质是它特别容易导致生锈,铁与空气接触就会和空气中的氧发生化学反应,使铁表面的分子变成氧化铁――铁锈。暴露在空气中的铁表面不断氧化生锈,使铁变得又软又松。普通碳钢管使用时间长了管内部自然会有腐蚀杂质沉积出来。最终的结果是管道(包括焊口位置)腐蚀烂穿泄漏,有污染的空气对气动设备、气动仪表及终端产品质量带来严重的伤害,增加了系统设备维修费用,泄漏原因又浪费了大量的资金。实践证明,笨重有污染的且易漏气的无缝钢管及镀锌管慢慢地被淘汰了,安全隐患较多的PVC管也慢慢的远离这个行业,取而代之的新型的AIRpipe(康帕斯)全性能铝合金压缩空气管道,它凭借优越的设计、材料及生产工艺,确保提供输送高品质纯净如一的压缩空气,保护了用气终端安全和产量质量稳定,采用高性能的O型圈密封,也有效防止了泄漏的发生。
  2、施工准备
  在管道安装之前,必须要做好相应的技术、施工准备工作。这里的技术准备包含了开工通告、施工方案的编订、施工设计图纸的制定等环节。在施工中,必须要认真的阅读施工方案计划书、观看施工设计图。要做好各种问题的深化研究,一旦在安装中发现问题,必须要及时的加以更正和处理,并与设计、建设单位交流处理。
  施工准备工作的开展是从安装现场开始的,通过安装图纸和定位标准来选择合理的安装部位,然后根据管道交叉情况选择合适的土建基础,并标出施工高度。但是需要注意的是,在压缩空气管道安装的时候必须要做好禁火区标志。
  按工艺管道施工方案的要求,布置现场工艺管道施工组对场地及平台,搭设电焊机,气焊工具临时工棚,现场临时仓库及材料堆场,现场设立焊材库,所有计量器具应有计量标识经校验合格且在有效期内。建立完善的焊条的烘烤,发放管理制度。吊车进退场道路畅通,施工临用水,用电接到使用地点。
  3、管道的设计与安装
  国内各工厂,企业压缩空气输送管道均是直线型,单向管道,这样会造成前端工作岗位可以正常工作,后端岗位压力及流量供应不足。另外,在安装设计时,没有考虑分段区控制阀的设置,一个区域或一台设备出现故障造成全厂停产误工。在安装时,也很少考虑排水问题,很多企业的压缩空气输送管道非常凌乱,有空中飞的,也有地下埋的,错综复杂,无法排水。也有部分厂家采用PVC或PPR作为输送管道,由于其伸缩率较大,而没有考虑到伸缩口的问题。因此,在设计和安装压缩空气输送管道时,一定要让有压力管道资质和具备专业设计和安装和公司来设计,规划和安装。以便保证生产企业的正常运转,提高效率、降低成本,保证品质。
  在压缩空气管道安装中,管道主要的连接方法仍然是以焊接为主的,在安装中焊接工艺必须要严格按照国家有关标准进行,对不符合管道安装标准和设计意图的环节及时的清除掉。在管道焊接结束之后,焊接人员要按照相应要求对焊缝进行科学处理,尤其是对焊缝上存在的裂纹、夹渣以及焊疤,要做到光滑处理。
  三、结束语
  总之,在压缩空气管道安装过程中,要提前制定出科学、合理的设计方案,按照此设计方案进行管道安装不仅能够提高空气压缩机的运行效率,稳定压缩机的压力供给源,而且能减少管路的有损和破坏,提高供气品质,达到高质安装目的。
  参考文献
  [1] 谭强,肖银娥,罗燕翔,薛南.喷油螺杆空气压缩机能效水平曲线比较分析及应用[J].通用机械.2010(12).
  [2] 韩维良,张顺廷.浅析螺杆空压机部件功用与故障排除[J].通用机械. 2010(02).
  [3] 李燕坡,刘广州.喷油螺杆空压机组排气温度高的分析和处理[J].压缩机技术.2010(02).
  [4] 中国机械工程学会焊接学会压力容器锅炉与管道委员会编.钢制压力容器焊接工艺[M].机械工业出版社,1986.

压缩空气管道计算论文(四)
浅谈压缩空气系统节能技术

  摘要:压缩空气系统占企业能耗的比重较大,本文主要针对压缩空气系统的节能问题,对压缩空气系统节能技术进行了分析和比较,重点介绍了空压机热回收技术及其应用,并进行了节能效益分析。

  关键词:压缩空气系统;节能技术;热回收
  引言
  压缩空气是工业领域仅次于电力的一种重要的动力源。与其它能源比,它具有下列明显的特点:清晰透明,输送方便,易于储存,没有特殊的有害性能,没有起火危险,不怕超负荷,环境适应性强,取之不尽。其应用范围遍及石油、化工、冶金、电力、机械、轻工、纺织、汽车制造、电子、食品、医药、生化、国防、科研等行业和部门。主要用于气用传动、风动工具、冷却、仪表吹扫、干燥、切割及火焰处理等。
  空压机是气源装置中的主体,它是将原动机(通常是电动机)的机械能转换成气体压力能的装置,是压缩空气的气压发生装置。它具有配用动力大,运行时间长,耗电量多,冷却用水量大等特点。现在常用的空压机有活塞式空气压缩机,螺杆式空气压缩机;离心式压缩机以及滑片式空气压缩机;涡旋式空气压缩机。
  由一台或多台空压机及其后处理设备组成的设备组称为空压站。空压站是工厂重要的能源站点,也是企业主要电能消耗的设备组之一,约占其全部能耗的10-40%。在我国,长期以来压缩空气系统的节能并没有得到应有的重视,由于错觉需求、卸载浪费、泄漏、低产气效率、余热未回收等造成能源浪费的现象比较普遍。近年来伴随着节能减排形势的发展,对压缩空气系统在运行技术、运行管理和节能技术等方面进行优化改进,挖掘节能潜力,降低空压机运行成本,成为企业节能改造的当务之急。
  本文主要针对压缩空气系统的节能问题,对压缩空气系统主要节能技术进行比较和分析,重点介绍了空压机热回收技术及其应用,并进行了节能效益分析,以下进行详细说明。
  1 压缩空气系统节能必要性
  压缩空气系统的总的投入成本包括三大部分,即设备基本建设成本、日常运行维护保养成本和系统运行能耗成本。前两项只占压缩空气设备的整个寿命成本的很小部分,约占系统总成本的25%。而在通常运行情况下,压缩空气系统每年运行能耗成本约占系统寿命总成本的75%。但多数压缩空气系统存在空压机非满载运行、电机空转、频繁加压卸载、余热未回收等现象造成严重的能量浪费,可见传统空压站有明显的节能空间。压缩空气系统的节能直接关系到企业的生产成本和投资效益,从而影响企业在行业中的竞争力。
  2 压缩空气系统主要节能技术
  为了能够改善压缩空气系统的能源利用率,在保证生产需要的同时,降低空压机运行过程中的年能消耗,各压缩机厂家、自动化设备厂商做了大量的努力。目前,国内外关于压缩空气系统主要的节能技术有如下几个方面:压力流量控制技术、提高空压机自身效率、空压机中央集中控制系统、空压机采用变频调速技术、压缩空气系统管路优化、空压机热回收技术和压缩空气干燥工艺改进技术。
  以上所述节能方法,并不是每个工厂及用气车间都适用,如设备选型或安装不当往往非但不能带来节能效果,还会造成压缩空气管道节流、压缩空气质量降低,例如:选择带过滤器的流量调节装置,这种控制装置虽然有一定的过滤作用,但是势必会造成压缩空气节流,如排水不当,还会增加压缩空气的水分,再例如:没有经过实地查看,盲目的将流量调节装置安装于空压站出口处,如用气车间有高压、高流量的设备,势必会造成压力及流量短时间内跟不上,影响用气设备的正常运转,甚至损坏用气设备。
  3 空压机热回收技术及应用
  空压机在运行时,真正用于增加空气势能所消耗的电能,在总耗电量中只占很小的一部分,约15%左右。约85%的耗电转化为热量,通过风冷或者水冷的方式排放到空气中去,造成大量的能量损耗。压缩空气系统的余热回收可以采用一些技术措施和必要的设备,比如对空压机内部油循环系统进行改造和利用外部热交换模块,将空气压缩过程中产生的高温热量充分的利用起来。实践证明:通过合理改进,50-90%的热能可以回收利用。空压机热回收方法可以根据每个企业不同的需求和条件进行。空压机热回收技术主要适用于风冷式螺杆空压机和水冷式空压机。
  回收后的空压机余热用途广泛,主要有如下几个方面:
  3.1 制取热水,用于洗澡等
  如铸造、冶金和矿物开采等工作环境相对较差的行业,可将回收的空压机余热加热自来水到50-60℃,供工人洗澡使用。原来需要耗费较高成本的福利,现在可以免费提供。
  3.2 锅炉补水预热
  大多数的行业在生产过程中都会用到锅炉,利用回收的空压机余热,将锅炉补给水在进入锅炉之前由较低的温度先进一步提升,再由锅炉加热到设定温度。可以大大降低锅炉使用过程中的燃烧成本。
  3.3 反渗透纯水制取用热
  食品饮料、半导体和医药化学等行业在生产过程中,往往用到大量的反渗透纯水。纯水需要在25℃的特定温度下制取。当春季、秋季和冬季水的温度低于25℃时,必须投入设备、消耗燃料为水升温。回收空压机的余热用来生产纯水,不但可以减少燃料的消耗,甚至可以减少加热设备的投入成本。
  3.4 采暖用热
  很多地区冬季需要供热采暖,而这部分热量往往是利用锅炉加热提供的。现回收空压机的余热用于采暖,不但节省了能源的消耗,还可以减少锅炉的装机容量,进一步降低设备上的投资。
  4 热回收节能效益的分析
  以200kW空压机为例,用于压缩空气的消耗的电能约占轴功率的15%,即30kW,转化余热浪费的电能约占轴功率的85%,即170kW。1h浪费热量14.6万大卡,ld24h浪费热量351万大卡,1年360d浪费热量126317万大卡。如果选用配套热回收系统大约可以回收余热的50%左右,即占空压机轴功率的40%左右;则200kW空压机每年可回收热量126317×50%=63158万大卡。相当于每年节省标煤90.2t。   以下以某工厂空压机余热回收实例进行节能效益分析:
  分析依据:空压机24h加载,全年运行360d;回收热量百分比为空压机轴功率的40%;标煤热值7000kcal/kg,燃油热值10200kcal/kg,燃油价格8746元/t,电,热转换860kcal/kW・h。
  热力学计算常用数值:1t水温度上升1℃需要热量1000kcal:洗澡热水常规用量100L/人次;夏/冬季补水平均温度25℃/10℃:生活热水常规蓄热温度50-55℃。
  某工厂有工人300名,分三班工作,洗澡用水为1台燃油锅炉供应;该厂有75kW空压机1台,160kW空压机2台,其中75kW空压机全年运行,加载率90%,160kW空压机1用1备,平均加载率80%;现准备回收空压机废热加热洗澡用水,以达到节能减排的目的。
  计算:每班洗澡水用量G=100L×100=10000L=10t
  冬季洗澡用热:Q1=1000×10×(55-10)=450000kcal
  空压机可提供热量:Q2=(75×90%+160×80%)×8×860×40%=538016kcalQ2>Q1,满足要求。
  夏季节约热量:Q3=1000×10×(55-25)×3×180d=162000000kcal,折合燃油15.88t
  冬季节约热量:Q3=1000×10×(55-10)×3×180d=243000000kcal,折合燃油23.82t
  全年节约燃油15.88+23.82=39.7t
  节约燃料费用8746×39.7=347216元
  可见空压机余热回收节能效益可观。随着能源价格的进一步增长,回收空压机余热的经济效益越发明显。
  5 总结
  压缩空气系统在工业企业中是能耗大户,对于高耗能的压缩空气系统进行节能改造,提高其运行效率,是一个系统工程。做好空压机系统的降低能耗工作,对降低企业生产运行成本,缓解我国电力供应紧张具有一定作用和意义。其中,空压机的余热回收技术是比较先进和有效的节能降耗手段,它能产生显著的节能效果,具有相当广阔的应用前景。
  参考文献
  [1]周佃民.压缩空气系统节能技术综述[J].上海节能,2010年10期.
  [2]刘雁鸿.浅谈空压站的节能降耗[J].应用能源技术,2003年03期.

本文来源:http://www.zhuodaoren.com/fanwen342227/

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