I compressori d’aria centrifughi sono più efficienti dal punto di vista energetico?
Con il continuo sviluppo dell'industria del mio paese, le imprese stesse non solo si trovano ad affrontare una forte concorrenza sul mercato, ma impongono anche severi requisiti sui propri costi di produzione e operativi.“Throttling” significa “apertura”.Compressori d'aria centrifughi (di seguito denominati compressori d'aria centrifughi) Essendo un'apparecchiatura di compressione dell'aria per uso generale, è sempre più apprezzata dagli utenti grazie alla sua aria compressa priva di olio e all'elevata efficienza operativa.
Tuttavia, la maggior parte degli utenti ha solo una comprensione concettuale del fatto che “le centrifughe consentono un notevole risparmio energetico”.Sanno che le centrifughe consentono un maggiore risparmio energetico rispetto ad altre forme di compressione come i compressori a vite senza olio, ma non considerano sistematicamente questo aspetto dal prodotto stesso all'uso effettivo.domanda.
Pertanto, spiegheremo brevemente l’impatto di questi quattro fattori sul “se una centrifuga consente di risparmiare energia” da quattro prospettive: confronto delle forme di compressione comunemente utilizzate, differenze tra le marche di centrifughe sul mercato, progettazione delle stazioni di compressione dell’aria centrifuga e manutenzione.
1. Confronto tra diverse forme di compressione
Nel mercato dell'aria compressa oil-free esistono due categorie principali: macchine a vite e centrifughe.
1) Analisi dal punto di vista del principio di compressione dell'aria
Indipendentemente da fattori quali il design del profilo del rotore a vite e il design del rapporto di pressione interno di ciascuna marca, il gioco del rotore a vite è un fattore chiave che influisce sull’efficienza.Maggiore è il rapporto tra diametro del rotore e gioco, maggiore è l'efficienza di compressione.Allo stesso modo, il diametro della girante della centrifuga e maggiore è il rapporto tra la girante e la voluta, maggiore è l'efficienza di compressione.
3) Confronto di efficienza complessiva tra teoria e pratica
Un semplice confronto dell’efficienza della macchina non può riflettere i risultati dell’uso effettivo.Dal punto di vista dell'utilizzo effettivo, l'80% degli utenti riscontra fluttuazioni nel consumo effettivo di gas.Vedere la Tabella 4 per un tipico diagramma di fluttuazione della richiesta di gas dell'utente, ma l'intervallo di regolazione di sicurezza della centrifuga è solo del 70%~100%.Quando il consumo d'aria supera l'intervallo di regolazione, si verificherà una grande quantità di ventilazione.Lo sfiato è uno spreco di energia e l'efficienza complessiva di questa centrifuga non sarà elevata.
Se l'utente comprende appieno la fluttuazione del proprio consumo di gas, la combinazione di più macchine a vite, in particolare la soluzione N+1, ovvero N viti a frequenza fissa + 1 convertitore di frequenza, può produrre la quantità di gas necessaria e la vite a frequenza variabile può regolare il volume del gas in tempo reale.L'efficienza complessiva è superiore a quella della centrifuga.
Pertanto, la sezione inferiore di una centrifuga non è a risparmio energetico.Non possiamo considerare la fluttuazione del consumo effettivo di gas semplicemente dal punto di vista delle apparecchiature.Se si desidera utilizzare una centrifuga da 50~70 m³/min, è necessario assicurarsi che la fluttuazione del consumo di gas sia compresa tra 15~21 m³/min.intervallo, ovvero cercare di garantire che la centrifuga non sia ventilata.Se l'utente prevede che la fluttuazione del consumo di gas supererà i 21 m³/min, la soluzione con macchina a vite consentirà un maggiore risparmio energetico.
2. Diverse configurazioni di centrifughe
Il mercato delle centrifughe è occupato principalmente da diversi grandi marchi internazionali, come Atlas Copco della Svezia, IHI-Sullair del Giappone, Ingersoll Rand degli Stati Uniti, ecc. Secondo l'interpretazione dell'autore, ogni marchio produce fondamentalmente solo la parte della girante del centrifuga con tecnologia core., altre parti adottano un modello di approvvigionamento globale dei fornitori.Pertanto, anche la qualità dei componenti ha un impatto importante sull’efficienza dell’intera macchina.
1) Motore ad alta tensione che aziona la testa della centrifuga
L'efficienza del motore ha un grande impatto sull'efficienza complessiva della centrifuga e sono configurati motori con efficienze diverse.
Nella norma GB 30254-2013 “Limiti di efficienza energetica e livelli di efficienza energetica dei motori asincroni a gabbia trifase ad alta tensione” promulgato dal Comitato nazionale per gli standard, ciascun livello del motore è suddiviso in dettaglio.I motori con efficienza energetica maggiore o uguale al Livello 2 sono definiti motori a risparmio energetico., Credo che con il continuo miglioramento e promozione di questo standard, il motore verrà utilizzato come criterio importante per giudicare se la centrifuga è a risparmio energetico.
2) Meccanismo di trasmissione: accoppiamento e cambio
La girante della centrifuga è azionata da un aumento della velocità dell'ingranaggio.Pertanto, fattori quali l'efficienza di trasmissione dell'accoppiamento, l'efficienza di trasmissione dei sistemi di ingranaggi ad alta e bassa velocità e la forma dei cuscinetti influenzeranno ulteriormente l'efficienza della centrifuga.Tuttavia, i parametri di progettazione di queste parti sono stati modificati poiché i dati riservati di ciascun produttore non vengono divulgati al pubblico, pertanto possiamo solo formulare semplici giudizi in base al processo di utilizzo effettivo.
UN.Accoppiamento: dal punto di vista del funzionamento a lungo termine, l'efficienza di trasmissione dell'accoppiamento laminato a secco è superiore a quella dell'accoppiamento a ingranaggi e l'efficienza di trasmissione dell'accoppiamento a ingranaggi diminuisce rapidamente.
B.Sistema di aumento della velocità dell'ingranaggio: se l'efficienza della trasmissione diminuisce, la macchina presenterà rumore e vibrazioni elevati.Il valore di vibrazione della girante aumenterà in un breve periodo di tempo e l'efficienza della trasmissione diminuirà.
C.Cuscinetti: vengono utilizzati cuscinetti scorrevoli multipezzo, che possono proteggere efficacemente l'albero ad alta velocità che aziona la girante e stabilizzare il film d'olio e non causano usura alla boccola del cuscinetto all'avvio e all'arresto della macchina.
3) Sistema di raffreddamento
La girante di ogni stadio della centrifuga deve essere raffreddata dopo la compressione prima di passare allo stadio successivo di compressione.
UN.Raffreddamento: la progettazione del refrigeratore deve considerare pienamente l'impatto della temperatura dell'aria in ingresso e della temperatura dell'acqua di raffreddamento sull'effetto di raffreddamento nelle diverse stagioni.
B.Caduta di pressione: quando il gas passa attraverso il refrigeratore, la caduta di pressione del gas deve essere ridotta al minimo.
C.Precipitazione dell'acqua di condensa: maggiore è la quantità di acqua di condensa che precipita durante il processo di raffreddamento, maggiore è la percentuale di lavoro svolto dalla girante dello stadio successivo sul gas.
Maggiore è l'efficienza di compressione del volume
D.Scaricare l'acqua di condensa: scaricare rapidamente l'acqua di condensa dal refrigeratore senza causare perdite di aria compressa.
L'effetto di raffreddamento del refrigeratore ha un grande impatto sull'efficienza dell'intera macchina e mette alla prova anche la forza tecnica di ciascun produttore di centrifughe.
4) Altri fattori che influenzano l'efficienza della centrifuga
UN.La forma della valvola di regolazione dell'ingresso dell'aria: la valvola a palette di guida dell'ingresso dell'aria in più pezzi può preruotare il gas durante la regolazione, ridurre la rettifica della girante di primo livello e ridurre il rapporto di pressione della girante di primo livello, quindi migliorare l’efficienza della centrifuga.
B.Tubazioni interstadio: il design compatto del sistema di tubazioni interstadio può ridurre efficacemente la perdita di pressione durante il processo di compressione.
C.Intervallo di regolazione: un intervallo di regolazione più ampio significa meno rischio di sfiato ed è anche un indicatore importante per verificare se una centrifuga ha capacità di risparmio energetico.
D.Rivestimento della superficie interna: la temperatura di scarico di ogni stadio di compressione della centrifuga è di 90~110°C.Il buon rivestimento interno resistente alla temperatura è anche una garanzia per un funzionamento efficiente e a lungo termine.
3. Fase di progettazione della stazione di compressione dell'aria
La progettazione del sistema delle stazioni di compressione d'aria centrifughe è ancora in una fase relativamente estesa, che si riflette principalmente in:
1) La produzione di gas non corrisponde alla domanda
Il volume di gas di una stazione di compressione d'aria verrà calcolato in fase di progettazione contando i punti di consumo di gas e moltiplicandolo per i coefficienti di utilizzo simultaneo.C'è già un margine sufficiente, ma l'acquisto vero e proprio deve soddisfare le condizioni di lavoro massime e più sfavorevoli.Oltre ai fattori di scelta della centrifuga, dai risultati effettivi risulta che il consumo effettivo di gas è per lo più inferiore alla produzione di gas del compressore acquistato.In combinazione con la fluttuazione del consumo effettivo di gas e la differenza nelle capacità di regolazione delle varie marche di centrifughe, la centrifuga sarà sottoposta a uno sfiato periodico.
2) La pressione di scarico non corrisponde alla pressione dell'aria
Molte stazioni di compressione d'aria centrifughe dispongono solo di 1 o 2 reti di tubazioni in pressione e le centrifughe vengono selezionate in base al raggiungimento del punto di pressione più elevato.Tuttavia, in realtà, il punto di pressione più alto rappresenta una piccola percentuale della domanda di gas, oppure il fabbisogno di gas a bassa pressione è maggiore.A questo punto è necessario ridurre la pressione attraverso un riduttore di pressione a valle.Secondo dati autorevoli, ogni volta che la pressione di scarico della centrifuga viene ridotta di 1 barg, il consumo totale di energia operativa può essere ridotto dell'8%.
3) L'impatto del disadattamento di pressione sulla macchina
Una centrifuga è più efficiente solo quando funziona nel punto di progettazione.Ad esempio, se una macchina è progettata con una pressione di scarico di 8 barg e la pressione di scarico effettiva è di 5,5 barg, è necessario fare riferimento al consumo energetico operativo effettivo di 6,5 barg.
4) Gestione insufficiente delle stazioni di compressione dell'aria
Gli utenti ritengono che finché la fornitura di gas è stabile per garantire la produzione, tutto il resto può essere messo da parte per primo.I problemi sopra menzionati, o i punti di risparmio energetico, verranno ignorati.Quindi, il consumo energetico effettivo durante il funzionamento sarà molto più elevato rispetto allo stato ideale e questo stato ideale avrebbe potuto essere raggiunto attraverso calcoli più dettagliati nella fase iniziale, simulazione delle fluttuazioni effettive del gas, divisioni più dettagliate del volume del gas e della pressione e selezione e abbinamento più accurati.
4. L'impatto della manutenzione quotidiana sull'efficienza
Anche la manutenzione ordinaria gioca un ruolo importante nel garantire che la centrifuga possa funzionare in modo efficiente.Oltre ai tradizionali tre filtri e un olio per le apparecchiature meccaniche e alla sostituzione delle guarnizioni del corpo valvola, le centrifughe devono prestare attenzione anche ai seguenti punti:
1) Particelle di polvere nell'aria
Dopo che il gas è stato filtrato dal filtro di ingresso dell'aria, entrerà comunque polvere sottile.Dopo molto tempo, si depositerà sulla girante, sul diffusore e sulle alette del radiatore, influenzando il volume dell'aria aspirata e quindi l'efficienza complessiva della macchina.
2) Caratteristiche del gas durante la compressione
Durante il processo di compressione, il gas si trova in uno stato di sovrasaturazione, ad alta temperatura ed elevata umidità.L'acqua liquida nell'aria compressa si combinerà con il gas acido presente nell'aria, provocando la corrosione della parete interna del gas, della girante, del diffusore, ecc., influenzando il volume di aspirazione dell'aria e riducendo l'efficienza..
3) Qualità dell'acqua di raffreddamento
Le differenze nella durezza carbonatica e nella concentrazione totale di particolato sospeso nell'acqua di raffreddamento causano incrostazioni e incrostazioni sul lato acqua del raffreddatore, influenzando l'efficienza dello scambio termico e quindi l'efficienza operativa dell'intera macchina.
Le centrifughe sono attualmente il tipo di compressore d'aria più efficiente sul mercato.Nella pratica, per poter “sfruttare al meglio tutto e goderne gli effetti”, non solo i produttori di centrifughe devono sviluppare continuamente prodotti più efficienti;allo stesso tempo, accurato È anche particolarmente importante elaborare un piano di selezione che si avvicini alla domanda effettiva di gas e stabilisca “quanto gas viene utilizzato per produrre altrettanto gas e quanta alta pressione viene utilizzata per produrre altrettanto alta pressione” .Inoltre, il rafforzamento della manutenzione delle centrifughe è anche una garanzia affidabile per il funzionamento stabile ed efficiente a lungo termine delle centrifughe.
Poiché le centrifughe vengono utilizzate sempre più ampiamente, ci auguriamo che sempre più utenti non solo sappiano che "le centrifughe consentono un notevole risparmio energetico", ma siano anche in grado di raggiungere obiettivi di risparmio energetico dal punto di vista della progettazione, del funzionamento e della manutenzione. dell'intero sistema e migliorare l'efficienza stessa dell'azienda.Competitività, dai il tuo contributo alla riduzione delle emissioni di carbonio e al mantenimento di una terra verde!
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