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沉墨的猫-分享

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沉墨的猫:压缩空气系统的节能设计注意事项  

2009-08-02 15:18:50|  分类: A精选节能经验 |  标签: |举报 |字号 订阅

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空压系统要做到最大化运行节能,应在设备选型、站房位置选择、管道安装设计时就应注意以下事项,做到最大化满足系统节能运行的条件:

一、            空压站房位置选择注意事项:

空压站(或系统设备)的设立位置最基本应选择在通风良好、灰尘少、环境清洁的位置,如有条件,还应尽量选择环境湿度低的位置。

因为:环境温度越高,空压机的吸气温度越高,则空压机的压缩效率就越低;环境温度高,也将导致冷却效果差,不能有效降温和除去压缩空气中的水份,会增加后续冷却设备的负荷和能耗;灰尘多,则导致吸气过滤器(空滤)易堵塞,增加空压机运行能耗;灰尘多,易吸附在换热设备表面,降低其热交换效率,增加运行能耗;灰尘多,易导致空压机润滑油脏污,从而堵塞油气分离器及油滤,以及易形成油垢附在冷却器的油路管程内,降低换热器效率及增加运行能耗;空气湿度大,水份重,不但其压缩效率低,且增加后续冷却热负荷,都将导致运行能耗高。

现在的空压设备只需选型适当和维护适当,一般很少搬运,则比较合适的位置是远离尘源(如运输道路、产尘车间区)且在尘源的上风位的建筑楼顶上,建一个站房,房壁基本是通风百叶窗+多层纤维过滤网的模式。空压站四周都采用百叶窗(如考虑台风等天气,可设置双层防水百叶窗,尽量防止雨水进入站内),可保证通风良好且风阻小,在百叶窗后加一道多层纤维过滤网,可起到初步过滤灰尘,清洁环境空气的作用,且其风阻小通风顺畅,这种滤网也易清洗和重复使用。

如能找到常年背阳、又是通风通道的位置,或是常年有大量冷源(如液氮、液氧的蒸发器等,不仅环境温度被降低,且环境湿度也相对低)散发的周围且更佳。

 

二、            风冷类空压机及冷干机的安装位置考虑:

风冷式空压机和冷干机都有换热器设备,如环境温度低、通风良好更能降低系统能耗。

这类设备多数会将大量热负荷直接排放到周围,如果其安装位置考虑不周,将直接影响设备的正常工作。笔者见到一例,数台冷干机并排运行,刚好上一台的排风直接对准下一台冷干机的进风口位置,则后面的机台的压缩制冷系统经常出现高压保护跳机故障,在分析故障情况后,在各机台之间加装简易隔板,使机台的进风、排风错开,则情况得到解决。

风冷式冷干机出于检修方便考虑,都没有强制进排风口及相应风管设置,而是直接向周围排出热风。这将提高空压站的环境温度而增加系统的运行能耗,故空分设备安装时应注意这个情况。

如空间允许,在清楚空压站所处位置的常年风向后,应将空压机和冷干机设备一字排开,且将设备的进风口朝上风位,设备的排风口向下风位。另各设备之间最好以板隔断,一是避免站内热排风风流互窜,二是可引导站内的风流流向,确保各设备是进冷风,排热风,做到通风效果最佳。

如空间有限,则冷干机应设在空压机的下风位,原因是:虽空压机散热量不小,一其可安装风管强制抽排风,二是其吸风量大,其自然散热都被其压缩机吸入,对冷干机的影响相对较小;然而冷干机一般无法安装强制排风管,且是直接向环境散热,如其在上风位,其热排风将直接影响空压机的环境温度。

如冷干机设备安装位置通风不良,应另考虑增加通风设备加强其通风,一般可考虑抽风类设备安装在冷干机的下风位。

三、            冷干机设备选择注意事项

冷干机是指带制冷压缩机的冷却干燥设备,则选型时应注意冷干机的散热通道设计的合理性,应保持风道畅通,散热器散热良好,可提高制冷效率。

冷干机的压缩机系统应带有冷媒压力表,以便日后运行观察,及时发现冷媒不足、冷却不良等降低制冷效率的故障情况,保持设备的高效运行。

冷干机最好应有数显式温度仪,大致显示其处理后露点温度,一是可根据露点控制其进气量(热负荷),露点高,不能满足生产工艺要求,露点低,说明负荷不匹配,会造成浪费。二是可直观的从露点数值帮助判断压缩制冷系统是否工作正常,保持设备的工作状况是良好的,减少异常浪费。

冷干机(包括空压机)的冷凝水排水方式也对运行能耗有影响,一般有电子式排水阀和机械式排水阀。电子式排水阀是定时开放排水模式,因要考虑按最大排水量设定时间,所以在一些冷凝水不多的情况(如冬天、用气量减少等),就会在排完水后,直接排放压缩空气,经常是气水一起排放,会造成一定浪费。机械式排水阀的工作原理是当阀内冷凝水聚积到一定量时,浮子开关打开排水,水位低到指定位置时,浮子开关自动关闭排水,正常工作时,只排水不排气,没有浪费。但机械式因空气中油污等易出现故障,当出现不能自动关闭故障时,会一直排气而产生浪费。经个人观察,最好是设备自配电子式排水阀,然后在安装时在其排水管道后再加一个机械式排水阀,会有较好的减少浪费的效果。

四、            空压机设备选择注意事项

空压机压缩机头的节能性属专业范围,我们一般难于比较;如经济条件允许,选择变频机则更好。

在此说一点一般容易看到和可注意选择的部分:

压缩空气中水分含量越少,后段冷却设备的热负荷就越小,系统运行能耗就越小。

则空压机最好能自带除湿设备,如气水分离器,将出气中的水分及时分离排出。

另出气温度越低,压缩空气中的水份越易容易分离,则空压机如有自带换热设备,能有效降低空压机的出气温度则可有效降低运行能耗。

当然对于部分空压机,其油气分离前,排气温度不能太低,否则水油混合,将直接影响空压机油的使用寿命,甚至可能引起设备故障。

五、压缩空气系统管道安装设计节能注意事项

1、管道的连接应采用法兰做连接而不要用活节,因为常规的活节中的密封圈不耐温和耐油,在使用一段时间后,密封圈失效漏气,不但增加系统运行的能耗,还因漏气往往含有油分,导致管道及环境的污染,情况严重的会导致空压机的空滤、换热器等污堵或效率降低,从而增加系统运行能耗。采用法兰连接也应选用耐热耐油的金属石棉热圈。法兰连接的另一个好处是较活节更易拆卸安装。

2、管道安装应有一定的倾斜度,并在最低位置安装排水管及自动排水阀装置,及时将管道中水份排出,减少压缩空气的含水量,可有一定的节能效果。

3、从空压机到干燥设备(如冷干机)段的管道,可尽量设计得大一些,则管道表面积大,在到干燥设备前,通过管壁向环境散热,尽量降低温度,同时将空气中水份析出,减少干燥设备的处理负荷,起到一定节能作用。

4、如有可能,最好是在空压机到干燥设备之间加一储气罐。储气罐有较大的罐表面,散热冷却效果不错;另配置合理时,起到增容和缓冲作用,可减少部分空压机频繁启停的情况,从而起到一定节能效果。且储气罐的位置应选择在有通风,通风良好的风道处。

5、空压机出气汇总主管道(干燥设备之前)如设置有气水分离设备,及时将出气水份分离排出,有利于系统节能运行。需注意的是,气水分离器不要单个太大,达到需报装压力容器级别就不太好了,会增加设备年检的成本。

6、到各区域的用气管道最好能从空压站的分气包铺设独立供气管道,以便日后节能控制和日后检修。且管道直径应略大一些,尽量按较低的流速设计管道。

7、各空分设备(空压机、干燥设备、气水分离设备、过滤设备)之间的主管道包括储气罐,最好能设计成双管道系统可切换,这有利于日后不停产停气进气如储气罐安全阀年检更换、储气罐年检等工作;同时在某些特殊情况时,可实现不同气压供气系统运行模式,以保证系统的最佳能效状况。

8、一些终端供气管道需考虑成环网供气。

9、在主管上开的分支管,应注意从主管的正上方开口连接分支管,千万不要从主管的正下方开口连接分支管,可避免积水积尘等直接进入分支管道。

 

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