Sind Radialkompressoren energieeffizienter?
Mit der kontinuierlichen Entwicklung der Industrie meines Landes sind die Unternehmen selbst nicht nur einem harten Wettbewerb auf dem Markt ausgesetzt, sondern stellen auch strenge Anforderungen an ihre eigenen Produktions- und Betriebskosten.„Drosseln“ bedeutet „Öffnen“.Radialluftkompressoren (im Folgenden als Radialluftkompressoren bezeichnet) Als Allzweck-Luftkompressionsgeräte werden sie aufgrund ihrer ölfreien Druckluft und hohen Betriebseffizienz zunehmend von Anwendern bevorzugt.
Allerdings haben die meisten Anwender nur ein begriffliches Verständnis von „Zentrifugen sind sehr energiesparend“.Sie wissen, dass Zentrifugen energiesparender sind als andere Verdichtungsformen wie ölfreie Schraubenkompressoren, berücksichtigen dies jedoch nicht systematisch vom Produkt selbst bis zum tatsächlichen Einsatz.Frage.
Daher werden wir kurz den Einfluss dieser vier Faktoren auf „ob eine Zentrifuge energiesparend ist“ aus vier Perspektiven erläutern: Vergleich häufig verwendeter Kompressionsformen, Unterschiede bei den Zentrifugenmarken auf dem Markt, Design von Zentrifugen-Luftkompressorstationen und täglich Wartung.
1. Vergleich verschiedener Kompressionsformen
Auf dem Markt für ölfreie Druckluft gibt es zwei Hauptkategorien: Schneckenmaschinen und Zentrifugen.
1) Analyse aus Sicht des Luftkompressionsprinzips
Unabhängig von Faktoren wie der Gestaltung des Schraubenrotorprofils und der Gestaltung des Innendruckverhältnisses der einzelnen Marken ist das Schraubenrotorspiel ein Schlüsselfaktor für die Effizienz.Je höher das Verhältnis von Rotordurchmesser zu Spiel ist, desto höher ist die Kompressionseffizienz.Ebenso sind der Durchmesser des Zentrifugenlaufrads und die Kompressionseffizienz umso höher, je größer das Spaltverhältnis zwischen Laufrad und Spirale ist.
3) Vergleich der umfassenden Effizienz zwischen Theorie und Praxis
Ein einfacher Vergleich der Maschineneffizienz kann nicht die Ergebnisse der tatsächlichen Nutzung widerspiegeln.Aus Sicht der tatsächlichen Nutzung weisen 80 % der Nutzer Schwankungen im tatsächlichen Gasverbrauch auf.In Tabelle 4 finden Sie ein typisches Diagramm zur Schwankung des Gasbedarfs eines Benutzers. Der Sicherheitseinstellungsbereich der Zentrifuge beträgt jedoch nur 70 % bis 100 %.Wenn der Luftverbrauch den Einstellbereich überschreitet, kommt es zu einer starken Entlüftung.Das Entlüften ist eine Energieverschwendung und die Gesamteffizienz dieser Zentrifuge wird nicht hoch sein.
Wenn der Benutzer die Schwankungen seines eigenen Gasverbrauchs vollständig versteht, kann die Kombination mehrerer Schraubenmaschinen, insbesondere die Lösung von N+1, d. h. N Schrauben mit fester Frequenz + 1 Frequenzumrichter, so viel Gas produzieren, wie benötigt wird Mit der variablen Frequenzschraube kann das Gasvolumen in Echtzeit eingestellt werden.Der Gesamtwirkungsgrad ist höher als der der Zentrifuge.
Daher ist der untere Teil einer Zentrifuge nicht energiesparend.Wir können die Schwankung des tatsächlichen Gasverbrauchs nicht einfach aus gerätetechnischer Sicht betrachten.Wenn Sie eine Zentrifuge mit 50–70 m³/min verwenden möchten, müssen Sie sicherstellen, dass die Schwankung des Gasverbrauchs innerhalb von 15–21 m³/min liegt.Versuchen Sie sicherzustellen, dass die Zentrifuge nicht entlüftet wird.Wenn der Anwender prognostiziert, dass seine Gasverbrauchsschwankung 21 m³/min überschreiten wird, ist die Schneckenmaschinenlösung energiesparender.
2. Verschiedene Konfigurationen von Zentrifugen
Der Zentrifugenmarkt wird hauptsächlich von mehreren großen internationalen Marken besetzt, wie Atlas Copco aus Schweden, IHI-Sullair aus Japan, Ingersoll Rand aus den Vereinigten Staaten usw. Nach dem Verständnis des Autors produziert jede Marke grundsätzlich nur den Laufradteil des Zentrifugenmarktes Zentrifuge mit Kerntechnologie., andere Teile übernehmen ein globales Lieferantenbeschaffungsmodell.Daher hat die Qualität der Teile auch einen wichtigen Einfluss auf die Effizienz der gesamten Maschine.
1) Hochspannungsmotor, der den Zentrifugenkopf antreibt
Der Motorwirkungsgrad hat einen großen Einfluss auf den Gesamtwirkungsgrad der Zentrifuge und es werden Motoren mit unterschiedlichen Wirkungsgraden konfiguriert.
In GB 30254-2013 „Energy Efficiency Limits and Energy Efficiency Levels of High-Voltage Three-Phase Cage Asynchronous Motors“, herausgegeben vom National Standards Committee, ist jede Motorebene detailliert unterteilt.Als Energiesparmotoren gelten Motoren mit einer Energieeffizienz größer oder gleich Level 2.Ich glaube, dass mit der kontinuierlichen Verbesserung und Förderung dieses Standards der Motor als wichtiges Kriterium für die Beurteilung der Energieeinsparung der Zentrifuge herangezogen wird.
2) Übertragungsmechanismus – Kupplung und Getriebe
Der Antrieb des Zentrifugenlaufrads erfolgt über ein Drehzahlerhöhungsgetriebe.Daher wirken sich Faktoren wie die Übertragungseffizienz der Kupplung, die Übertragungseffizienz der Hoch- und Niedriggeschwindigkeitsgetriebesysteme und die Form der Lager weiter auf die Effizienz der Zentrifuge aus.Die Konstruktionsparameter dieser Teile wurden jedoch geändert. Da die vertraulichen Daten der einzelnen Hersteller nicht der Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden, können wir nur einfache Urteile aus dem tatsächlichen Verwendungsprozess fällen.
A.Kupplung: Aus Sicht des Langzeitbetriebs ist die Übertragungseffizienz einer trockenen Lamellenkupplung höher als die einer Zahnradkupplung, und die Übertragungseffizienz einer Zahnradkupplung nimmt schnell ab.
B.System zur Erhöhung der Getriebegeschwindigkeit: Wenn die Getriebeeffizienz abnimmt, treten in der Maschine hohe Geräusche und Vibrationen auf.Der Vibrationswert des Laufrads nimmt in kurzer Zeit zu und die Übertragungseffizienz nimmt ab.
C.Lager: Es werden mehrteilige Gleitlager verwendet, die die Hochgeschwindigkeitswelle, die das Laufrad antreibt, wirksam schützen und den Ölfilm stabilisieren können und beim Starten und Stoppen der Maschine keinen Verschleiß an der Lagerbuchse verursachen.
3) Kühlsystem
Das Laufrad jeder Stufe der Zentrifuge muss nach der Kompression gekühlt werden, bevor es zur Kompression in die nächste Stufe übergeht.
A.Kühlung: Bei der Gestaltung des Kühlers sollten die Auswirkungen der Einlasslufttemperatur und der Kühlwassertemperatur auf den Kühleffekt in verschiedenen Jahreszeiten vollständig berücksichtigt werden.
B.Druckabfall: Wenn das Gas den Kühler passiert, sollte der Gasdruckabfall minimiert werden.
C.Niederschlag von Kondenswasser: Je mehr Kondenswasser während des Kühlvorgangs ausfällt, desto größer ist der Anteil der Arbeit, die das Laufrad der nächsten Stufe am Gas verrichtet.
Je höher die Volumenkomprimierungseffizienz
D.Kondenswasser ablassen: Lassen Sie das Kondenswasser schnell aus dem Kühler ab, ohne dass Druckluft austritt.
Die Kühlwirkung des Kühlers hat großen Einfluss auf die Effizienz der gesamten Maschine und stellt auch die technische Leistungsfähigkeit jedes Zentrifugenherstellers auf die Probe.
4) Andere Faktoren, die die Effizienz der Zentrifuge beeinflussen
A.Die Form des Lufteinlass-Einstellventils: Das mehrteilige Lufteinlass-Leitschaufelventil kann das Gas während der Einstellung vordrehen, die Gleichrichtung des Laufrads der ersten Ebene verringern und dadurch das Druckverhältnis des Laufrads der ersten Ebene verringern Verbesserung der Effizienz der Zentrifuge.
B.Zwischenrohrleitungen: Durch die kompakte Bauweise des Zwischenrohrsystems kann der Druckverlust während des Kompressionsprozesses wirksam reduziert werden.
C.Einstellbereich: Ein größerer Einstellbereich bedeutet ein geringeres Entlüftungsrisiko und ist außerdem ein wichtiger Indikator für die Prüfung, ob eine Zentrifuge energiesparend ist.
D.Innenflächenbeschichtung: Die Abgastemperatur jeder Kompressionsstufe der Zentrifuge beträgt 90–110 °C.Auch die gute temperaturbeständige Innenbeschichtung ist ein Garant für einen langfristigen und effizienten Betrieb.
3. Entwurfsphase der Luftkompressorstation
Das Systemdesign von Radialluftkompressorstationen befindet sich noch in einem relativ umfangreichen Stadium, was sich hauptsächlich in Folgendem widerspiegelt:
1) Die Gasproduktion entspricht nicht der Nachfrage
Das Gasvolumen einer Luftkompressorstation wird in der Entwurfsphase durch Zählung der Gasverbrauchspunkte und Multiplikation mit gleichzeitigen Nutzungskoeffizienten berechnet.Es ist bereits eine ausreichende Marge vorhanden, der eigentliche Kauf muss jedoch die maximalen und ungünstigsten Arbeitsbedingungen erfüllen.Zusätzlich zu den Faktoren der Zentrifugenauswahl ist der tatsächliche Gasverbrauch aufgrund der tatsächlichen Ergebnisse meist geringer als die Gasproduktion des gekauften Kompressors.In Verbindung mit den Schwankungen des tatsächlichen Gasverbrauchs und den unterschiedlichen Einstellmöglichkeiten verschiedener Zentrifugenmarken wird die Zentrifuge regelmäßig entlüftet.
2) Der Abgasdruck stimmt nicht mit dem Luftdruck überein
Viele Zentrifugen-Luftkompressorstationen verfügen nur über ein oder zwei Druckrohrnetze, und die Auswahl der Zentrifugen richtet sich nach dem höchsten Druckpunkt.Tatsächlich macht der Punkt mit dem höchsten Druck jedoch nur einen kleinen Teil des Gasbedarfs aus, oder es besteht ein größerer Bedarf an Gas mit niedrigem Druck.An diesem Punkt ist es notwendig, den Druck durch ein nachgeschaltetes Druckminderventil zu reduzieren.Maßgeblichen Daten zufolge kann der Gesamtenergieverbrauch im Betrieb jedes Mal um 8 % gesenkt werden, wenn der Abgasdruck der Zentrifuge um 1 barg gesenkt wird.
3) Die Auswirkungen von Druckunterschieden auf die Maschine
Eine Zentrifuge ist nur dann am effizientesten, wenn sie im Auslegungspunkt arbeitet.Wenn eine Maschine beispielsweise für einen Auslassdruck von 8 barg ausgelegt ist und der tatsächliche Auslassdruck 5,5 barg beträgt, sollte auf den tatsächlichen Betriebsstromverbrauch von 6,5 barg Bezug genommen werden.
4) Unzureichendes Management von Luftkompressorstationen
Die Nutzer glauben, dass alles andere zuerst beiseite gelegt werden kann, solange die Gasversorgung stabil ist, um die Produktion sicherzustellen.Die oben genannten Probleme bzw. Energiesparpunkte werden ignoriert.Dann wird der tatsächliche Energieverbrauch im Betrieb viel höher sein als der Idealzustand, und dieser Idealzustand hätte durch detailliertere Berechnungen im Frühstadium, Simulation tatsächlicher Gasschwankungen, detailliertere Gasvolumen- und Druckaufteilungen usw. erreicht werden können genauere Auswahl und Zuordnung.
4. Der Einfluss der täglichen Wartung auf die Effizienz
Auch die regelmäßige Wartung spielt eine wichtige Rolle für den effizienten Betrieb der Zentrifuge.Zusätzlich zu den herkömmlichen drei Filtern und einem Öl für mechanische Geräte sowie dem Austausch von Ventilkörperdichtungen müssen Zentrifugen auch auf folgende Punkte achten:
1) Staubpartikel in der Luft
Nachdem das Gas durch den Lufteinlassfilter gefiltert wurde, dringt immer noch Feinstaub ein.Nach längerer Zeit lagert es sich am Laufrad, am Diffusor und an den Kühlrippen ab und beeinträchtigt das Lufteinlassvolumen und damit den Gesamtwirkungsgrad der Maschine.
2) Gaseigenschaften während der Kompression
Während des Kompressionsprozesses befindet sich das Gas in einem Zustand der Übersättigung, hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit.Das flüssige Wasser in der Druckluft verbindet sich mit dem sauren Gas in der Luft, was zu Korrosion an der Innenwand des Gases, dem Laufrad, dem Diffusor usw. führt, was sich auf das Lufteinlassvolumen auswirkt und die Effizienz verringert..
3) Qualität des Kühlwassers
Unterschiede in der Karbonathärte und der Gesamtkonzentration an Schwebstaub im Kühlwasser führen zu Verschmutzung und Ablagerungen auf der Wasserseite des Kühlers, was sich auf die Effizienz des Wärmeaustauschs und damit auf die Betriebseffizienz der gesamten Maschine auswirkt.
Zentrifugen sind derzeit die effizienteste Art von Luftkompressoren auf dem Markt.Um in der Praxis wirklich „das Beste aus allem herauszuholen und seine Wirkung zu genießen“, müssen Zentrifugenhersteller nicht nur kontinuierlich effizientere Produkte entwickeln;Gleichzeitig ist es besonders wichtig, einen Auswahlplan zu erstellen, der nah am tatsächlichen Gasbedarf ist und erreicht, „wie viel Gas verwendet wird, um so viel Gas zu produzieren, und wie hoher Druck verwendet wird, um so hohen Druck zu produzieren“. .Darüber hinaus ist die Stärkung der Wartung von Zentrifugen auch ein zuverlässiger Garant für den langfristig stabilen und effizienten Betrieb von Zentrifugen.
Da Zentrifugen immer häufiger eingesetzt werden, hoffen wir, dass immer mehr Benutzer nicht nur wissen, dass „Zentrifugen sehr energiesparend sind“, sondern auch in der Lage sind, Energiesparziele aus Sicht der Konstruktion, des Betriebs und der Wartung zu erreichen des Gesamtsystems und verbessern die unternehmenseigene Effizienz.Wettbewerbsfähigkeit, leisten Sie Ihren eigenen Beitrag zur Reduzierung der CO2-Emissionen und zum Erhalt einer grünen Erde!
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