圧縮空気は産業分野で広く使用されている動力源であり、工業生産における総エネルギー消費量の10%～35%を占めています。圧縮空気システムのエネルギー消費量の 96% は産業用コンプレッサーの電力消費であり、中国の産業用コンプレッサーの年間電力消費量は国家総電力消費量の 6% 以上を占めています。エアコンプレッサーの稼働コストを、調達コスト、メンテナンスコスト、エネルギー稼働コストで構成すると、フルライフサイクル評価の理論によれば、調達コストは約10％にすぎないのに対し、エネルギーコストは77％にも上ります。これは、中国が産業・経済の再編を進める一方で、圧縮空気システムのエネルギー利用効率を精力的に改善する必要があることを示している。
圧縮空気と企業の省エネおよび排出削減ニーズへの理解が深まるにつれ、最高の省エネ結果を達成するために、既存のシステムに適切な技術を選択して省エネ変革を図ることが急務となっています。過去 2 年間の中国の産業企業に関する調査によると、省エネ改修の需要は主に次の 3 つの側面から来ていることがわかりました。
エアコンプレッサーのエネルギー消費が企業の電力消費に占める割合が高すぎます。圧縮空気システムの供給の不安定さ、圧力変動、および装置の通常の動作に対するその他の影響。生産規模の拡大に伴い、オリジナルの圧縮空気システムを企業化し、需要の成長に適応して変革を最適化します。企業の圧縮空気システムの特性と適用可能な省エネ技術が異なるため、変革の成功率を向上させるために、やみくもに省エネ変革を実行することはできません。特に、システム全体の総合的な分析、試験、評価に基づいて、適切な省エネ対策を選択することが重要です。著者らは、多数の産業企業における圧縮空気の使用を調査することにより、いくつかの既存および新興の省エネ技術の特性と適用範囲を分析し、調査してきました。
システムの省エネ戦略
空気圧システムのエネルギー消費評価とエネルギー損失解析の理論に基づいて、システム構成のさまざまな側面から始めて、全体の省エネ対策を次のように講じます。
圧縮空気の生成。さまざまなタイプのコンプレッサーの合理的な構成とメンテナンス、動作モードの最適化、空気浄化装置の日常管理。圧縮空気の輸送。パイプラインネットワーク構成の最適化、高圧供給パイプラインと低圧供給パイプラインの分離。空気消費量分布のリアルタイム監視、日常点検と漏れの最小化、接続部の圧力損失の改善。圧縮空気の使用。シリンダ駆動回路の改良、電解アルミ業界のシェルシリンダ用特殊エアセーブバルブ、省エネエアガン、省エネノズルなど、この業界向けに開発した省エネ製品の採用。コンプレッサーの廃熱回収。空気圧縮時に発生する熱は熱交換等により回収され、補助加熱やプロセス加熱等に利用されます。
圧縮空気の生成
1 シングルエアコンプレッサーの省エネ
現在、業界で最も広く使用されているエアコンプレッサーは、主に往復動式、遠心式、スクリュー式に分けられます。レシプロ式は一部の古い企業で今でも大量に使用されています。遠心式は安定した運転と高効率を備えて繊維企業で広く使用されていますが、システム圧力が急激に変化するとサージが発生する傾向があります。主な省エネ対策としては、輸入空気の清浄度を確保すること、特に繊維企業は空気中の大量の短繊維を濾過するために粗濾過を適切に行うことが挙げられる。効率を向上させるためにエアコンプレッサーの入口温度を下げます。潤滑油の油圧は遠心機ローターの振動に大きく影響しますので、消泡剤や酸化安定剤を含む潤滑油を選択してください。冷却水の品質、適切な冷却水の排出、計画的な水の補充に注意してください。エアコンプレッサー、乾燥機、貯蔵タンク、パイプネットワークの凝縮水排出ポイントは定期的に排出する必要があります。空気需要の急激な変化などによる喘鳴を防止するため、ユニットで設定する比例帯や積分時間の調整に注意し、空気消費量が急激に減少しないように注意してください。省エネ効果の高い三段遠心機を選定し、高圧モーターの使用を心がけてラインロスを低減し、空圧ステーションの温度上昇を低く抑えます。
スクリューエアコンプレッサーは広く使用されており、以下ではスクリューエアコンプレッサーの制御モードの比較概要に焦点を当てます。現在のエアコンプレッサーのロード/アンロードおよび一定圧力調整の問題を分析すると、結論付けることができます。入口バルブを調整する機械的手段に依存し、空気供給は可能です。迅速かつ継続的に調整できない。ガス量が常に変化している場合、供給圧力は大きく変動することになります。純粋な周波数制御は、周波数コンバータを追加してエアコンプレッサーの空気生成を調整することにより、工場内の空気消費量の変動に合わせるために使用されます。デメリットとしては、工場の空気消費量の変動が大きくない状況（変動は単機空気生産量の40％～70％で最も省エネ効果が大きい）に適していることです。
2 エアコンプレッサグループエキスパートコントロールシステム
エアコンプレッサ群エキスパート制御システムは、エアコンプレッサ群制御と省エネの新技術です。圧力要求の変化に応じた制御システムは、さまざまなエアコンプレッサーの起動と停止、ロードとアンロードなどを Admiral 制御して、システムが常に正しい数とコンプレッサーの容量で動作するように保ちます。
家庭用制御システムは、周波数変換器の制御を通じて工場低圧ガス供給システム内の単一エアコンプレッサーの速度を変更し、ガス生産のエアコンプレッサー単位時間を制御し、工場低圧ガス供給システムと小規模なガス生産を一致させます。ガス量の変動。一般に、エアコンプレッサーの周波数変換変換を選択するには、専門的なシステムで包括的なテストと計算を実行して決定する必要があります。上記の分析と比較を通じて、当社の圧縮空気システムの多くのエネルギー効率には改善の余地があることがわかります。コンプレッサーの周波数変換変換は、企業独自の圧縮空気システムの動作と組み合わせることでのみ省エネ効果を達成できます。使用前に専門家による十分なテストと評価が必要です。エアコンプレッサーグループのエキスパート制御システムは、複数のエアコンプレッサーを同時に実行するのに特に適しており、ステップ組み合わせ構成の実装により、企業のニーズを十分に満たすことができます。
3 圧縮空気乾燥工程の改善
現在、企業向け圧縮空気乾燥加工装置としては冷凍式、非蓄熱式、マイクロ蓄熱式複合式が最も多く使用されており、主な性能比較を下表に示します。
次の原則に従って防御ラインを省エネに変換します。元の空気システムの純度が高すぎる場合は、より低純度の処理に変更します。乾燥プロセスを改善し、乾燥処理リンクの圧力損失を低減し（一部のシステムの乾燥機での圧力損失は最大0.05～0.1MPa）、エネルギー消費量を削減します。
圧縮空気の輸送
1 配管システム 配管システム yajiang は使用圧力の 1.5% を超えてはなりません。現在、多くの空気圧ステーションには一次および二次パイプラインがなく、不必要なエルボや曲がりが多すぎ、頻繁な圧力脈動が発生し、重大な圧力損失が発生しています。空気圧パイプラインの一部はトレンチに埋められており、漏れを監視できません。いずれの場合もシステムの要求圧力を確保するため、運転管理者は人為的な圧力損失を導入してシステム全体の動作圧力を0.1～0.2MPa上昇させます。エアコンプレッサの排気圧力が0.1MPa上昇するごとに、エアコンプレッサの消費電力は7%～10%増加します。同時に、システム圧力の上昇により空気漏れが増加します。省エネ改修対策：分岐配置の配管をループ配置に変更し、高圧と低圧の空気供給を分離し、高圧と低圧の精密オーバーフローユニットを設置します。省エネルギー改修時に局所抵抗の大きい管路を変更し、管路抵抗を低減するとともに、酸洗浄や除錆等により管内壁を浄化し、管壁を平滑にします。
2 漏れ、漏れ検出、詰まり
工場における漏洩の多くは深刻で、漏洩量は20%～35%に達し、主に各ガス使用機器のバルブ、ジョイント、トリプレット、ソレノイドバルブ、ネジ接続部、シリンダーのフロントカバーなどで発生します。一部の機器は過圧下で動作し、自動的にアンロードされ、頻繁に排気されます。漏洩によって引き起こされる被害は、ほとんどの人の想像を超えています。自動車のスポット溶接ステーションなど、ガス管に直径1mmの小さな穴ができて溶接スラグが発生すると、年間最大355kWhの電力損失が発生し、これは3人家族2人分の年間家庭用電力にほぼ相当します。省エネ対策：主発電作業場のガス供給パイプラインに流量計測管理システムを導入し、プロセス使用量の制限を決定します。プロセスガスの消費量を調整し、バルブと継手の数を最小限に抑え、漏れ箇所を減らします。管理を強化し、定期検査には専門ツールを使用します。つまり、企業は、パラレルアクセスインテリジェントガス漏れ検知器、漏れポイントスキャンガンなどの専門的な試験装置を使用して、圧縮空気システムの稼働、危険、滴下、漏れを防止する措置を講じ、それに応じてメンテナンス作業を実行できます。そして部品交換作業。
圧縮空気の使用
エアガンは製造仕上げ工程、機械加工、その他の加工現場で広く使用されており、一部の工業分野ではその空気消費量が総空気供給量の50%に達しています。使用過程では、エア供給パイプラインが長すぎたり、供給圧力が高すぎたり、ノズルとして銅製の直管を使用したり、現場作業員が作業圧力を不正に上昇させたりする現象が発生し、多大なエアの無駄が発生します。
また、ガス背圧検出や真空発生器のガス供給の代わりにワークの固着判定を行うなど、空気圧機器でガスを使用する際の無理な現象も顕著です。 停止時のガス供給が途切れない現象が発生します。これらの問題は、特に混合に使用される化学薬品タンクやその他のガス、および典型的な膨張などのタイヤ製造に存在します。省エネ改革対策：新型エアノズル省エネ機器、パルス式エアガンの採用。アルミニウム産業などの特定の産業における特殊な空気圧機器の使用により、シェルシリンダーの特殊な空気節約バルブの使用が促進されます。
エアコンプレッサー廃熱回収
ライフサイクル全体の評価によると、エアコンプレッサーが消費する電力エネルギーの 80% ～ 90% が熱に変換され、放散されます。エアコンプレッサーの電力消費量の分布は下図のようになります。環境への放射熱や圧縮空気自体に蓄えられる熱を除き、残りの94％のエネルギーを廃熱回収として利用することができます。
廃熱回収は、熱交換器およびその他の適切な空気圧縮プロセス熱回収手段を通じて行われ、空気または水を加熱するために使用されます。一般的な用途としては、補助加熱、プロセス加熱、ボイラー補給水の予熱などがあります。適切な改善を行えば、熱エネルギーの 50% ～ 90% を回収して利用することができます。熱回収装置を設置すると、エアコンプレッサーの運転温度を最適な運転温度に効果的に制御できるため、潤滑油の作動状態が良くなり、エアコンプレッサーの排気量が2％〜6％増加します。空冷式エアコンプレッサーの場合、エアコンプレッサー自体の冷却ファンを停止し、循環水ポンプで熱を回収することができます。水冷エアコンプレッサーは冷水や暖房の加熱に使用でき、回収率は50％〜60％です。廃熱回収は電気暖房装置に比べてエネルギー消費がほとんどありません。燃料ガス機器と比較してゼロエミッションは、クリーンで環境に優しいエネルギー節約方法です。圧縮空気システムのエネルギー損失分析の理論に基づいて,既存の不合理なガス使用現象と企業のエネルギー節約対策を分析し,まとめた。企業の省エネ変革では、さまざまなシステムに対して最初に詳細なテストと評価が行われ、それに基づいて適切な最適化手段を適用して省エネ目標を達成することで、圧縮空気システム全体の運用効率を向上させることができます。
投稿時刻: 2024 年 3 月 2 日
