【壓縮機網(wǎng)】壓縮空氣作為僅次于電力的第二大動力能源，被廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、紡織、制造業(yè)等眾多行業(yè)。隨著國家“3060”雙碳行動的強力推進，壓縮空氣的系統(tǒng)能效問題變得日漸突出。業(yè)界逐漸意識到，單純提升空壓機能效等級已不能滿足發(fā)展需要。于是將生產(chǎn)、處理、輸送壓縮空氣的系統(tǒng)整體即空壓站作為考核對象。綜合輸功效率概念隨之?dāng)U大，通俗來說就是空壓站輸出壓縮空氣中具有的有效能與其生產(chǎn)壓縮空氣所消耗的全部能源的比值。
團體標準T/CGMA 033001-2018規(guī)定的壓縮空氣站綜合輸功效率指標用于壓縮空氣站的能效等級評價，能效分為5個等級，從一級到五級，能效遞減。各級之間的空壓站相對能效差約為10%。其中，一級能效空壓站效率最高。近兩年，建設(shè)一級能效等級空壓站并通過認證，成為各家壓縮機企業(yè)非常重要的業(yè)務(wù)之一。
整體來說，綜合輸功效率的計算不僅與吸氣壓力、排氣壓力、供氣流量、壓縮熱回收利用率、耗電量等參數(shù)相關(guān)，而且還必須考慮露點溫度、氣體品質(zhì)等因素。那么，今天我們就以實際數(shù)據(jù)來模擬分析下一下，對空壓站輸出效率影響很大的因素有哪些。
為了計算簡單，我們此時定義空壓站為單臺離心機，型號為710kW-8bar，冷卻水條件32℃，環(huán)境溫度30℃.Rh 60%，配置后處理為鼓風(fēng)零氣耗干燥機+3級過濾，干燥機排氣壓力露點-20～-40℃。
設(shè)備各項參數(shù)如下：
離心機數(shù)據(jù)：710kW-8bar，排氣量8186，35℃，1barA，Rh 65%，裝機功率710kW，電機服務(wù)系數(shù)假定1.15，吸氣阻力500Pa；
鼓風(fēng)零氣耗干燥機數(shù)據(jù)：加熱器功率84kW，鼓風(fēng)機功率21kW，設(shè)備壓力降0.02MPa，單級過濾器壓降0.007MPa；
熱回收設(shè)計功率420kW(離心機三級均做熱回收)。
空壓站系統(tǒng)壓降（離心機排氣到空壓站輸出點）：離心機末級熱回收+保護過濾器+干燥機+2級粉塵過濾+空壓站管道。（此處不討論空壓站管道設(shè)計不合理的問題，這個是最容易解決的）
因排水器損耗及空壓站跑冒滴漏等難以設(shè)定具體的數(shù)值，顧以上數(shù)據(jù)假定，所有排水器均使用零氣耗排水器且空壓站管道不存在泄露。
離心機以125m3/min的平均排氣量運行，整個空壓站的管網(wǎng)設(shè)計合理，無泄露點，排水器采用零氣耗。
根據(jù)《T/CGMA 033001-2018》我們有以下計算數(shù)據(jù)。
我們通過查詢PDP-40℃時無油壓縮空氣輸出效率一級需要52.5%的效率，此時是符合設(shè)計要求的。
現(xiàn)在我們通過改變空壓站最主要的幾個數(shù)據(jù)來看，如果哪些數(shù)據(jù)設(shè)計不合理，可能會導(dǎo)致能效不達標。
首先，若壓縮機選型過大，比如上述離心機長期處于80%的負荷或者放空狀態(tài)，以卸載到108.8m3/min流量計算，此時空壓站輸出效率只有47.1%，不符合一級能效。
接下來我們看，若此時吸干機選用微熱再生（2小時周期）干燥機，加熱功率此時為36kW,氣耗12～20%，我們以12%計算；微熱再生（8小時周期）干燥機，加熱功率此時為60kW，氣耗8%，分別得出如下結(jié)果：
以上兩種機型均無法滿足設(shè)計需求。
最后我們再看一個非常重要的數(shù)據(jù)：熱回收。我們這里直接取一個極端值，假定吸干機不消耗電也不消耗水，直接能得到PDP-20～-40℃的干燥壓縮空氣，我們熱回收取為0，計算結(jié)果如下，無法滿足一級能效空壓站要求：
究其原因，壓縮機在工作時，只有5%的電能轉(zhuǎn)化為壓縮空氣的分子勢能，其他的以機械磨損及壓縮熱消耗掉了。其中壓縮熱在離心機整個工作過程中能耗約占比90%，若一級能效空壓站舍棄熱回收，則無論如何都無法滿足一級能效指標。
通過計算，大概需要起碼回收40%以上的壓縮熱，使用零氣耗且低能耗的干燥機，保證空壓站的管道及其他附件設(shè)計合理才能達標。而我們的熱回收設(shè)計功率越大，對于干燥機的能耗要求就可以稍微放寬。比如此710kW離心機若設(shè)計500kW的熱回收功率，我們使用3%氣耗的鼓風(fēng)零氣耗干燥機也可滿足一級能效要求。
故，通過以上結(jié)果可以知道，我們在建設(shè)一級能效空壓站時，一定要注意的3個地方：
?。?）空壓機不能空跑，需要選擇最好長期接近滿負荷運行，若采用N(離心機)+1（變頻螺桿）時，盡量要使離心機滿負荷，螺桿機調(diào)節(jié)范圍盡可能?。?/p>
?。?）干燥機需要盡可能的選擇低能耗，能自動調(diào)功（露點控制+負荷控制+工藝控制）的零氣耗干燥機；
?。?）千萬要記得做熱回收，在能夠充分利用回收熱能的情況下，盡可能大的設(shè)計熱回收功率。
【壓縮機網(wǎng)】壓縮空氣作為僅次于電力的第二大動力能源，被廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、紡織、制造業(yè)等眾多行業(yè)。隨著國家“3060”雙碳行動的強力推進，壓縮空氣的系統(tǒng)能效問題變得日漸突出。業(yè)界逐漸意識到，單純提升空壓機能效等級已不能滿足發(fā)展需要。于是將生產(chǎn)、處理、輸送壓縮空氣的系統(tǒng)整體即空壓站作為考核對象。綜合輸功效率概念隨之?dāng)U大，通俗來說就是空壓站輸出壓縮空氣中具有的有效能與其生產(chǎn)壓縮空氣所消耗的全部能源的比值。
團體標準T/CGMA 033001-2018規(guī)定的壓縮空氣站綜合輸功效率指標用于壓縮空氣站的能效等級評價，能效分為5個等級，從一級到五級，能效遞減。各級之間的空壓站相對能效差約為10%。其中，一級能效空壓站效率最高。近兩年，建設(shè)一級能效等級空壓站并通過認證，成為各家壓縮機企業(yè)非常重要的業(yè)務(wù)之一。
整體來說，綜合輸功效率的計算不僅與吸氣壓力、排氣壓力、供氣流量、壓縮熱回收利用率、耗電量等參數(shù)相關(guān)，而且還必須考慮露點溫度、氣體品質(zhì)等因素。那么，今天我們就以實際數(shù)據(jù)來模擬分析下一下，對空壓站輸出效率影響很大的因素有哪些。
為了計算簡單，我們此時定義空壓站為單臺離心機，型號為710kW-8bar，冷卻水條件32℃，環(huán)境溫度30℃.Rh 60%，配置后處理為鼓風(fēng)零氣耗干燥機+3級過濾，干燥機排氣壓力露點-20～-40℃。
設(shè)備各項參數(shù)如下：
離心機數(shù)據(jù)：710kW-8bar，排氣量8186，35℃，1barA，Rh 65%，裝機功率710kW，電機服務(wù)系數(shù)假定1.15，吸氣阻力500Pa；
鼓風(fēng)零氣耗干燥機數(shù)據(jù)：加熱器功率84kW，鼓風(fēng)機功率21kW，設(shè)備壓力降0.02MPa，單級過濾器壓降0.007MPa；
熱回收設(shè)計功率420kW(離心機三級均做熱回收)。
空壓站系統(tǒng)壓降（離心機排氣到空壓站輸出點）：離心機末級熱回收+保護過濾器+干燥機+2級粉塵過濾+空壓站管道。（此處不討論空壓站管道設(shè)計不合理的問題，這個是最容易解決的）
因排水器損耗及空壓站跑冒滴漏等難以設(shè)定具體的數(shù)值，顧以上數(shù)據(jù)假定，所有排水器均使用零氣耗排水器且空壓站管道不存在泄露。
離心機以125m3/min的平均排氣量運行，整個空壓站的管網(wǎng)設(shè)計合理，無泄露點，排水器采用零氣耗。
根據(jù)《T/CGMA 033001-2018》我們有以下計算數(shù)據(jù)。
我們通過查詢PDP-40℃時無油壓縮空氣輸出效率一級需要52.5%的效率，此時是符合設(shè)計要求的。
現(xiàn)在我們通過改變空壓站最主要的幾個數(shù)據(jù)來看，如果哪些數(shù)據(jù)設(shè)計不合理，可能會導(dǎo)致能效不達標。
首先，若壓縮機選型過大，比如上述離心機長期處于80%的負荷或者放空狀態(tài)，以卸載到108.8m3/min流量計算，此時空壓站輸出效率只有47.1%，不符合一級能效。
接下來我們看，若此時吸干機選用微熱再生（2小時周期）干燥機，加熱功率此時為36kW,氣耗12～20%，我們以12%計算；微熱再生（8小時周期）干燥機，加熱功率此時為60kW，氣耗8%，分別得出如下結(jié)果：
以上兩種機型均無法滿足設(shè)計需求。
最后我們再看一個非常重要的數(shù)據(jù)：熱回收。我們這里直接取一個極端值，假定吸干機不消耗電也不消耗水，直接能得到PDP-20～-40℃的干燥壓縮空氣，我們熱回收取為0，計算結(jié)果如下，無法滿足一級能效空壓站要求：
究其原因，壓縮機在工作時，只有5%的電能轉(zhuǎn)化為壓縮空氣的分子勢能，其他的以機械磨損及壓縮熱消耗掉了。其中壓縮熱在離心機整個工作過程中能耗約占比90%，若一級能效空壓站舍棄熱回收，則無論如何都無法滿足一級能效指標。
通過計算，大概需要起碼回收40%以上的壓縮熱，使用零氣耗且低能耗的干燥機，保證空壓站的管道及其他附件設(shè)計合理才能達標。而我們的熱回收設(shè)計功率越大，對于干燥機的能耗要求就可以稍微放寬。比如此710kW離心機若設(shè)計500kW的熱回收功率，我們使用3%氣耗的鼓風(fēng)零氣耗干燥機也可滿足一級能效要求。
故，通過以上結(jié)果可以知道，我們在建設(shè)一級能效空壓站時，一定要注意的3個地方：
?。?）空壓機不能空跑，需要選擇最好長期接近滿負荷運行，若采用N(離心機)+1（變頻螺桿）時，盡量要使離心機滿負荷，螺桿機調(diào)節(jié)范圍盡可能?。?/p>
?。?）干燥機需要盡可能的選擇低能耗，能自動調(diào)功（露點控制+負荷控制+工藝控制）的零氣耗干燥機；
?。?）千萬要記得做熱回收，在能夠充分利用回收熱能的情況下，盡可能大的設(shè)計熱回收功率。
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