【壓縮機網(wǎng)】引言
壓縮空氣是工業(yè)領域應用最廣泛的動力源之一,因其清潔、安全等顯著優(yōu)點,已成為大多數(shù)造紙企業(yè)中不可或缺的能源形式,壓縮空氣能耗占全部電力消耗的10%~35%[1-10]。因此,關注壓縮空氣系統(tǒng)的能效并展開分析與診斷,挖掘其節(jié)能潛力,對提升造紙企業(yè)的整體能效、降低造紙企業(yè)的整體能耗有較大的意義。
1、項目背景
某造紙企業(yè)坐落于浙江省某工業(yè)園區(qū),2014年開始積極響應國家關于造紙行業(yè)綠色環(huán)保、低碳循環(huán)及規(guī)?;螅_展“鳳凰涅槃式”的轉(zhuǎn)型升級。2017年一期總投資4.5億元、總用地60畝,建有年產(chǎn)20-25萬噸AAA級高強瓦楞原紙生產(chǎn)線一條,該企業(yè)壓縮空氣系統(tǒng)于2019年建設完成并投入使用。企業(yè)現(xiàn)場空壓房1個,共有3臺螺桿空壓機,常用設備2~3臺,根據(jù)生產(chǎn)用氣量波動,用氣壓力需求0.71~0.76MPa。
系統(tǒng)配置有冷干機和吸干機,對空氣的品質(zhì)要求比較高;空壓機沒有單獨電能表測量耗電量,單臺空壓機沒有安裝流量計測量流量。3臺空壓機參數(shù)如表1所示。
2、能效測試與分析
針對該企業(yè)壓縮空氣系統(tǒng)實際布置情況,在2024年1月25日00:00~2024年2月17日23:59期間開展空壓站整體綜合能效測試,綜合能效即空壓站單位時間內(nèi)的總電耗與成品總氣量比值,單位:kWh/m3。總電量數(shù)據(jù)采集了1個空壓站房3臺空壓機用電量和預估了冷干機/吸干機的用電量進行匯總;總用氣量數(shù)據(jù)采集了3路空壓機出口的用氣量進行計算匯總。
2.1用電量測試情況
測試周期內(nèi)總用電量236310kWh,日均用電量9846kWh,其中不含冷干機、吸干機的用電量,測試周期內(nèi)用電情況如表2所示。
2.2用氣量測試情況
測試周期內(nèi)總用氣量2030629m3,日均用氣量84609m3;用戶用氣工況波動較大,設備效率有差別,工頻螺桿機存在放空現(xiàn)象。放空率隨著工況變化,用氣和用電量呈非線性關系,存在較大的調(diào)節(jié)空間(可通過增加變頻、優(yōu)化設備投入組合來縮小產(chǎn)氣量的跨度,杜絕或降低放空工況)。測試周期內(nèi)用氣情況如表3所示。
2.3用氣壓力波動情況
測試周期內(nèi)站房出口壓力在0.71~0.78MPa范圍內(nèi)波動,用戶站房輸出端氣壓管理水平穩(wěn)定可靠。測試周期內(nèi)用氣壓力波動情況如圖1所示。
2.4測試結果匯總
測試起止時間為2024年01月25日00時至2024年02月17日24時,測試周期共計576小時。在測試周期內(nèi)相關測試結果如表4所示。
在年運行7920h、電費0.78元/度、平均用氣量59.5m3/min、平均壓力0.757bar綜合條件下,各項費用估算如表5所示。
3、能效診斷與分析
根據(jù)以上測試結果,系統(tǒng)綜合單耗較高,存在較大節(jié)能空間;部分空壓機使用年限較高,存在性能衰退情況;用戶用氣沒有規(guī)律,在用氣量和設備產(chǎn)氣量不一致的周期內(nèi),缺少有效的節(jié)能調(diào)節(jié)手段,導致長期存在放空現(xiàn)象,能源浪費嚴重。說明該企業(yè)壓縮空氣系統(tǒng)能效亟須改善。
通過能效診斷與分析發(fā)現(xiàn),造成系統(tǒng)綜合單耗較高的主要原因是大部分空壓機組已運行超過5年,存在產(chǎn)氣量衰減及能效下降情況,一般在8%-15%之間,并會呈逐年非線性降低趨勢。這一趨勢造成的直接后果就是用戶使用成本的提高,主要體現(xiàn)在維修成本和電力成本及機組增加投入成本等4個方面:①5年以上的機組,大修及日常應急維修維修成本遠遠高于新機;②能效降低,造成工廠能耗增加,電費支出增加;③氣量衰減,壓縮空氣不夠用,不得不購置新的空壓機,新增投入成本巨大;④老舊機組運行狀況差、故障率高,造成生產(chǎn)用氣不穩(wěn)定,影響生產(chǎn)效率。
4、改進建議
針對測試中發(fā)現(xiàn)的問題,建議從以下5個方面入手,改進該企業(yè)空壓站壓縮空氣系統(tǒng)運行狀況:①配置新的集裝箱氣站,實現(xiàn)空壓站智能化升級改造,實現(xiàn)數(shù)字化站房、智能化控制和整站節(jié)能,完成從單臺設備節(jié)能到整站節(jié)能的升級改造,達成節(jié)能降耗的目標。②系統(tǒng)升級:采用埃爾利德基于用氣規(guī)律變化的AI學習預測系統(tǒng)和基于空氣流量平衡的控制算法達到系統(tǒng)的智慧運行。③流量組合:另外搭配備用空壓機組的流量搭配滿足用氣工況波動的變化。④管網(wǎng)優(yōu)化:采用全新的管道,通過優(yōu)化降低壓損,防止泄露。⑤排水系統(tǒng):采用無損排水技術,減少壓縮空氣的浪費。
5、結語
節(jié)能是實現(xiàn)碳達峰碳中和目標的關鍵支撐,應充分發(fā)揮節(jié)能的源頭管控作用,不斷提升能效水平。因此,做好主要能源系統(tǒng)能效管理,對于挖掘能源系統(tǒng)的潛力點、提升系統(tǒng)的運行能效和降低系統(tǒng)的能耗具有非常重要的作用。
參考文獻
[1]空壓機系統(tǒng)實際運行效率評價方法分析[J].劉洋博;何興靈;李曉翠.科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力.2022(08).
[2]空壓機的節(jié)能及運行維護[J].董建強;魯緒弘.啤酒科技.2006(05).
[3]紙業(yè)公司空壓機節(jié)能改造研究與應用[J].王化南;嚴禎榮;袁奕雯.科技創(chuàng)新導報.2013(31).
[4]紡織廠風冷有油空壓機系統(tǒng)的設計[J].黨世明,茍永福.棉紡織技術.2005(08).
[5]印染廠空壓機系統(tǒng)的節(jié)能改造[J].盧其倫.印染.2012(14).
[6]空壓機的變頻節(jié)能控制[J].王博;鄭偉;樊書敏.中國科技投資.2012(26).
[7]卷煙廠空壓機的節(jié)能改造[J].付躍軍.節(jié)能.2014(07).
[8]ACS4000空壓機系統(tǒng)運行方式優(yōu)化[J].鄭培輝.造紙科學與技術.2013(01).
[9]SK19空壓機參數(shù)設定及常見故障分析[J].陳益松.面粉通訊.2003(03).
[10]智能流量控制節(jié)能空壓系統(tǒng)在紡織廠的應用[J].陳克炎;史華剛.棉紡織技術.2016(07).
作者簡介
張謙(1989年生),男,河南南陽人,碩士研究生,工程師、技師,從事綜合能源管理工作。
【壓縮機網(wǎng)】引言
壓縮空氣是工業(yè)領域應用最廣泛的動力源之一,因其清潔、安全等顯著優(yōu)點,已成為大多數(shù)造紙企業(yè)中不可或缺的能源形式,壓縮空氣能耗占全部電力消耗的10%~35%[1-10]。因此,關注壓縮空氣系統(tǒng)的能效并展開分析與診斷,挖掘其節(jié)能潛力,對提升造紙企業(yè)的整體能效、降低造紙企業(yè)的整體能耗有較大的意義。
1、項目背景
某造紙企業(yè)坐落于浙江省某工業(yè)園區(qū),2014年開始積極響應國家關于造紙行業(yè)綠色環(huán)保、低碳循環(huán)及規(guī)?;螅_展“鳳凰涅槃式”的轉(zhuǎn)型升級。2017年一期總投資4.5億元、總用地60畝,建有年產(chǎn)20-25萬噸AAA級高強瓦楞原紙生產(chǎn)線一條,該企業(yè)壓縮空氣系統(tǒng)于2019年建設完成并投入使用。企業(yè)現(xiàn)場空壓房1個,共有3臺螺桿空壓機,常用設備2~3臺,根據(jù)生產(chǎn)用氣量波動,用氣壓力需求0.71~0.76MPa。
系統(tǒng)配置有冷干機和吸干機,對空氣的品質(zhì)要求比較高;空壓機沒有單獨電能表測量耗電量,單臺空壓機沒有安裝流量計測量流量。3臺空壓機參數(shù)如表1所示。
2、能效測試與分析
針對該企業(yè)壓縮空氣系統(tǒng)實際布置情況,在2024年1月25日00:00~2024年2月17日23:59期間開展空壓站整體綜合能效測試,綜合能效即空壓站單位時間內(nèi)的總電耗與成品總氣量比值,單位:kWh/m3。總電量數(shù)據(jù)采集了1個空壓站房3臺空壓機用電量和預估了冷干機/吸干機的用電量進行匯總;總用氣量數(shù)據(jù)采集了3路空壓機出口的用氣量進行計算匯總。
2.1用電量測試情況
測試周期內(nèi)總用電量236310kWh,日均用電量9846kWh,其中不含冷干機、吸干機的用電量,測試周期內(nèi)用電情況如表2所示。
2.2用氣量測試情況
測試周期內(nèi)總用氣量2030629m3,日均用氣量84609m3;用戶用氣工況波動較大,設備效率有差別,工頻螺桿機存在放空現(xiàn)象。放空率隨著工況變化,用氣和用電量呈非線性關系,存在較大的調(diào)節(jié)空間(可通過增加變頻、優(yōu)化設備投入組合來縮小產(chǎn)氣量的跨度,杜絕或降低放空工況)。測試周期內(nèi)用氣情況如表3所示。
2.3用氣壓力波動情況
測試周期內(nèi)站房出口壓力在0.71~0.78MPa范圍內(nèi)波動,用戶站房輸出端氣壓管理水平穩(wěn)定可靠。測試周期內(nèi)用氣壓力波動情況如圖1所示。
2.4測試結果匯總
測試起止時間為2024年01月25日00時至2024年02月17日24時,測試周期共計576小時。在測試周期內(nèi)相關測試結果如表4所示。
在年運行7920h、電費0.78元/度、平均用氣量59.5m3/min、平均壓力0.757bar綜合條件下,各項費用估算如表5所示。
3、能效診斷與分析
根據(jù)以上測試結果,系統(tǒng)綜合單耗較高,存在較大節(jié)能空間;部分空壓機使用年限較高,存在性能衰退情況;用戶用氣沒有規(guī)律,在用氣量和設備產(chǎn)氣量不一致的周期內(nèi),缺少有效的節(jié)能調(diào)節(jié)手段,導致長期存在放空現(xiàn)象,能源浪費嚴重。說明該企業(yè)壓縮空氣系統(tǒng)能效亟須改善。
通過能效診斷與分析發(fā)現(xiàn),造成系統(tǒng)綜合單耗較高的主要原因是大部分空壓機組已運行超過5年,存在產(chǎn)氣量衰減及能效下降情況,一般在8%-15%之間,并會呈逐年非線性降低趨勢。這一趨勢造成的直接后果就是用戶使用成本的提高,主要體現(xiàn)在維修成本和電力成本及機組增加投入成本等4個方面:①5年以上的機組,大修及日常應急維修維修成本遠遠高于新機;②能效降低,造成工廠能耗增加,電費支出增加;③氣量衰減,壓縮空氣不夠用,不得不購置新的空壓機,新增投入成本巨大;④老舊機組運行狀況差、故障率高,造成生產(chǎn)用氣不穩(wěn)定,影響生產(chǎn)效率。
4、改進建議
針對測試中發(fā)現(xiàn)的問題,建議從以下5個方面入手,改進該企業(yè)空壓站壓縮空氣系統(tǒng)運行狀況:①配置新的集裝箱氣站,實現(xiàn)空壓站智能化升級改造,實現(xiàn)數(shù)字化站房、智能化控制和整站節(jié)能,完成從單臺設備節(jié)能到整站節(jié)能的升級改造,達成節(jié)能降耗的目標。②系統(tǒng)升級:采用埃爾利德基于用氣規(guī)律變化的AI學習預測系統(tǒng)和基于空氣流量平衡的控制算法達到系統(tǒng)的智慧運行。③流量組合:另外搭配備用空壓機組的流量搭配滿足用氣工況波動的變化。④管網(wǎng)優(yōu)化:采用全新的管道,通過優(yōu)化降低壓損,防止泄露。⑤排水系統(tǒng):采用無損排水技術,減少壓縮空氣的浪費。
5、結語
節(jié)能是實現(xiàn)碳達峰碳中和目標的關鍵支撐,應充分發(fā)揮節(jié)能的源頭管控作用,不斷提升能效水平。因此,做好主要能源系統(tǒng)能效管理,對于挖掘能源系統(tǒng)的潛力點、提升系統(tǒng)的運行能效和降低系統(tǒng)的能耗具有非常重要的作用。
參考文獻
[1]空壓機系統(tǒng)實際運行效率評價方法分析[J].劉洋博;何興靈;李曉翠.科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力.2022(08).
[2]空壓機的節(jié)能及運行維護[J].董建強;魯緒弘.啤酒科技.2006(05).
[3]紙業(yè)公司空壓機節(jié)能改造研究與應用[J].王化南;嚴禎榮;袁奕雯.科技創(chuàng)新導報.2013(31).
[4]紡織廠風冷有油空壓機系統(tǒng)的設計[J].黨世明,茍永福.棉紡織技術.2005(08).
[5]印染廠空壓機系統(tǒng)的節(jié)能改造[J].盧其倫.印染.2012(14).
[6]空壓機的變頻節(jié)能控制[J].王博;鄭偉;樊書敏.中國科技投資.2012(26).
[7]卷煙廠空壓機的節(jié)能改造[J].付躍軍.節(jié)能.2014(07).
[8]ACS4000空壓機系統(tǒng)運行方式優(yōu)化[J].鄭培輝.造紙科學與技術.2013(01).
[9]SK19空壓機參數(shù)設定及常見故障分析[J].陳益松.面粉通訊.2003(03).
[10]智能流量控制節(jié)能空壓系統(tǒng)在紡織廠的應用[J].陳克炎;史華剛.棉紡織技術.2016(07).
作者簡介
張謙(1989年生),男,河南南陽人,碩士研究生,工程師、技師,從事綜合能源管理工作。
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