事例分析 | 6 エアコンプレッサーシステムのエネルギー消費量が多い理由

現在のところ, エアコンプレッサーシステムのエネルギー消費量は約 6% ～ 9% 国の総発電量に占める割合. 高消費電力機器ではファン、ウォーターポンプに次いで第3位. 今, エネルギーはますます逼迫している. エアコンプレッサー業界では省エネは避けられない課題です. したがって, エアコンプレッサーシステムのエネルギー消費を制御することは非常に重要です.  

圧縮空気システムケース

現在, 圧縮空気システムには次の機器が含まれています: 5 オイルインジェクションスクリューエアコンプレッサーのセットと 5 熱再生併用乾燥剤式エアドライヤーのセット. システム設計の圧力は次のとおりです。 1.0 MPa. 最大風量は約 7300 Nm3/h. そして設計露点 圧縮空気乾燥機-40℃以下. エアコンプレッサーの圧力設定範囲は 0.86 ～ 0.93 MPa. 平均的な摂取量は約 3500 Nm3/h. の露点 コンプレッサー用乾燥剤式エアドライヤー 約-60℃です. パイプネットワークを通じてさまざまな航空現場に輸送します。. 1#~5#エアコンプレッサーの最大風量は以下の通りです。: 1152 Nm3/h, 1074 Nm3/h, 1074 Nm3/h, 1326 Nm3/hと 2760 Nm3/h. 加えて, 定格電力は次のとおりです: 110 kW, 112 kW, 112 kW, 132 kWと 250 kW. その中で, 1# vsdエアコンプレッサーです. そして2#~5#は電源周波数コンプレッサーです. 1#～4#組み合わせ吸着式ドライヤーの定格空気量は、 1380 Nm3/h. 評価されているのは、 11.5 kW. 加えて, の空気容量 5# コンビネーション吸収乾燥機は 3000 Nm3/h. その電力定格は、 26 kW. 現在のところ, エアコンプレッサーシステムの動作モードはブローです: 5# エアコンプレッサ + 2# また 3# エアコンプレッサ. 3台の組み合わせ再生式エアドライヤが稼働中. 別の 2 乾燥機もスタンバイしてます. エアコンプレッサーシステムのエネルギー消費量は約 288100 (kW・h)/月. およそに相当します 400 (kW・h)/h. したがって、単位空気供給あたりのエネルギー消費量は次のようになります。 0.114 (kW・h) /Nm3. JB/Tを参照 50159 “圧縮空気ステーションのエネルギー分類” 判断する. 消費電力指数はわずか3位. 業務効率が非常に低い. したがって、システムパフォーマンスには改善の余地がたくさんあります.  

エアコンプレッサーシステムのエネルギー消費が高いのはなぜですか?

圧縮空気のエネルギー消費量が多いのは、主に次の理由によるものです。:

(1) エアコンプレッサーの不適切な組み合わせ

現在のところ, エアコンプレッサーの組み合わせが合理的ではありません. 大流量電力周波数コンプレッサーを使用する (5#) 小風量パワー周波数コンプレッサー付き (2# また 3#). 加えて, 航空利用拠点が点在している. 彼らは以上です 20. そのほか, 空気の使用が不規則である. したがって, 総空気消費量は大きく変動します. 振幅が超える 20%. さらに, エアコンプレッサーの頻繁な取り付けと取り外し. そしてモーターの空転が頻繁に発生します. 荷降ろし時のエネルギー消費が大きい. およそを占めます 20% ～ 35% エアコンプレッサーシステムの全負荷エネルギー消費量. したがって, 作業効率が低い.

(2) エアコンプレッサーの設定圧力が高すぎる

現在のところ, 0.8MPa以上の圧力が必要なエア使用箇所は1ヶ所のみ. その使用量は約 10% 合計のうち. 他のエアサイトには圧力が必要です ≥ 0.70 MPa. ただしターミナル集中供給. したがって, 出口圧力範囲を0.86～0.93MPaに設定. フィルター抵抗と配管抵抗を克服. ついに, エアターミナル圧力は ≥ 0.81 MPa. 小規模サイトの高圧ニーズを満たす必要がある. エアコンプレッサーの設定圧力を 0.1 MPa. これは明らかに不合理です.

(3) エアコンプレッサードライヤーのエネルギー消費は大きい

露点が要件を満たしていることを確認する必要があります. したがって, システムが使用する 5 乾燥用マイクロヒートコンビネーションドライヤー. 乾燥機の運転では再生空気を大量に消費します. 空気消費量は約 7%. これは、乾燥剤の加熱およびコールドパージ中に発生します。. 実際には, これはエアコンプレッサーシステムのエネルギー消費量です. 電気ヒーターの消費電力をプラス. 他のドライヤーと比べて, 複合乾燥機はより多くのエネルギーを消費します. 圧縮空気の露点が-60℃であると仮定します。. さまざまな乾燥機のエネルギー消費量の比較を以下の表に示します。 1. 風量1380Nm3/hのコンビネーションドライヤーを例に挙げます。. 単位エネルギー消費量は次のように計算されます。 0.1(kW・h)/Nm3. 表からわかる 1: マイクロヒートコンビネーションドライヤーの消費電力量 (2番目のタイプ) は高い. それは約です 5 従来の廃熱再生複合乾燥機の2倍 (3番目のタイプ). さらに, それは約です 10 新型廃熱再生複合乾燥機の2倍 (5番目のタイプ). ヒートレスコンビネーションドライヤーよりも低いだけです (最初のタイプ). エアコンプレッサーシステム内, エネルギー消費量は以上です 9%. 単一ユニットで超過する可能性があります 12 第三種乾燥機のkW. それで 3 ユニットは以上を消費します 36 kW. 現在のところ, エアコンプレッサーシステムの全体的なエネルギー消費量は約 400 kW.

(4) 圧縮空気系の圧力損失が大きい

圧縮空気システムはバッチで完成しました. 配管のレイアウトが複雑. 配管抵抗が大きい. 空気の質を確保するために, 精密フィルターを多数設置. がある 20 合計個数. 乾燥機の中にはフィルターも付いています. したがって, このエアコンプレッサーシステムの圧力損失は以下に達します。 0.05 MPa.

(5) エアコンプレッサーシステムに空気漏れがある

システム機器は10台以上あります. さらに, パイプラインネットワークは複雑です. メインパイプラインは終わった 600 メートル. 以上あります 20 航空利用現場. 雨漏りの可能性がある場所はたくさんあります. について 2% 運転条件と流量比較からエア漏れ量を把握. これはエアコンプレッサーシステムのエネルギー消費にも影響します。.

(6) 電子タイミングドレンは大量のエアを消費します

がある 27 圧縮空気システム内のドレンナーの個数. 季節に応じて自動で排水できる. しかし, ドレン工程中は常に圧縮空気が排出されます。. 春と夏には, 排水間隔は 1 分. 5 毎回です. 加えて, 秋と冬に, 排水間隔は 3 分. 15 毎回です. したがって、平均年間排水間隔は次のようになります。 2 分. 10 毎回です. ドレンコアの直径は約 4 んん. 1 つのドレンの排出量は約 0.25 Nm3/h. そのほとんどは空気です. で計算されます 90%. 空気損失は約 0.23 Nm3/h. 合計約 6 Nm3/h. それで、それについて 50,000 Nm3 の圧縮空気が年間を通じて無駄に消費されます.

エアコンプレッサーシステムのエネルギー消費量を変更する計画

(1) エアコンプレッサーの組み合わせを調整する

空気を供給するエアコンプレッサーのいくつかの異なる組み合わせを提供します。. 動作エネルギー消費量をカウントします. 空気生成単位あたりのエネルギー消費量を表に示します。 2. 実際には, この組み合わせには、乾燥剤付き乾燥機と、 冷凍式エアドライヤー.

乾燥機の種類	空気消費量 (/定格風量)	電力損失 (KW)	消費電力 (KW)	総電力 (KW)
非加熱再生複合乾燥機	だいたい 14%	19.3	0.5	19.8
マイクロ熱再生コンビネーションドライヤー	だいたい 7%	9.7	5.8	15.5
加熱再生コンビネーションドライヤー	だいたい 4%	5.5	8	13.5
従来の廃熱再生複合乾燥機	だいたい 2%	2.8	0.5	3.3
新型廃熱再生複合乾燥機	0	0	1.5	1.5

コンビネーションタイプ	エアコンプレッサーシステムのエネルギー消費量 (KW*h)/h	エネルギー消費原単位 (KW*h)/Nm3
5#+1#	345.6	0.0987
5# + 2# また 3# (いつも使っている組み合わせ)	358.3	0.1024
5# + 4#	360.5	0.103
1#+2#+3#+4#	362.9	0.1037

表からわかる 2: 組み合わせのエネルギー消費量 5#+1# 最低です. 1#+2#+3#+4# エネルギー消費量が最も多い. 前者はエネルギー消費量を約 3.5% 2番目のタイプと比較して.

エアコンプレッサー組み合わせのエネルギー消費解析

エアコンプレッサーはパイプ圧力に応じてロードおよびアンロードします。. 時々, 実際の空気消費量は供給空気量よりも多くなります. 現時点では, パイプの圧力は徐々に低下します. 負荷設定圧力を下回ると, エアコンプレッサーが最大能力で負荷を開始します. 加えて, 実際の空気消費量が供給空気量よりも少ない場合があります。. 現時点では, パイプの圧力は徐々に増加します. アンロード設定圧力を超えたら, コンプレッサーがアンロードを開始します. 現時点では, 吸気バルブが閉じます. そしてベントバルブが開きます. 高圧空気を排気端から吸気端へ排出します。. 無負荷時の入口と出口の圧力比を下げる. 現時点では, エネルギー消費量は約 20% に 35% 全負荷状態の. 違いは、電源周波数コンプレッサーのモーター速度が一定であることです。. 風量調整ができないので. 配管圧力の変化によりバルブが頻繁に作動します。. ついに, エアコンプレッサーの作動効率が低下します. そのほか, 空気供給圧力の安定性に影響します。. しかし, VSDコンプレッサーのモーター速度は独立して調整できます. 調整範囲は通常60%～100%です。. インテークバルブとベントバルブはほとんど動作しません. エアコンプレッサーシステムのアイドリングとエネルギー消費を効果的に削減できます。. エア供給圧力も非常に安定しています. したがって, の組み合わせを使用する予定です 5# + 1# エアコンプレッサ. それらの間の, の 1# エアコンプレッサーは可変速です.

(2) 地域ごとに異なる圧力供給

新しい圧縮空気システムを追加する. 高圧エア使用現場には別途エアを供給してください. 圧縮空気ターミナルは減圧で動作します. エアコンプレッサー圧力を0.86～0.93MPaから0.76～0.83MPaに減圧します。. エネルギー消費計算式: E=∫ Edt=∫PaQaln(パ/パ)dt パ: atmospheric pressure absolute pressure Qa: volume flow in atmospheric state p: absolute pressure of air compressor outlet t: time Either variable can reduce air compressor system energy consumption. 流れと時間が変わらないと仮定します. すべてのための 0.1 MPaの圧力低下, エネルギー消費量が約7%～8%減少. 新しい圧縮空気追加システムは次のとおりです。: 含む 2 オイルフリースクリューVSDコンプレッサーのセットと 2 コンビネーションドライヤーをセットします. 設計使用圧力は 1.0 MPa. それぞれの最大空気容量は 1068 Nm3/h. 永久磁石可変周波数モーターを使用. 任意に起動・停止できる. そして時間は無制限です.

(3) GMゼロエア消費スマート水切りを使用

電子タイミングドレインを再度使用しないでください. GMスマートゼロエア消費水切り器に交換. その動作原理は次のとおりです: ドレンにドレンが流れ込む. チャンバー内の液面が上昇し続ける. 高レベルに到達すると, レベルセンサー信号. 電磁弁を作動させて排水を開始します. 凝縮水レベルが低レベルに低下する. 現時点では, センサーが信号を送信します. 電磁弁を閉じて排水を停止します. 液面はまだドレンポートより少し上にあります. 液体シールを形成します. 圧縮空気が逃げるのを防ぎます. エア消費量ゼロの効果を実現します。. 現場の実情から判断すると, GMドレーナーの作動中にエアの排出がありません. エアコンプレッサーシステムの不必要なエネルギー消費を本当に排除します。.

変更後のエアコンプレッサーシステムのエネルギー消費性能

システム変更完了. 圧縮空気ステーションの月間稼働エネルギー消費量は約 239,906 (kW・h). 新たに追加されるエネルギー消費量は約 25205 (kW・h). したがって, 合計は 265111 (kW・h)/月. 変更前, 毎月のエネルギー消費量は 288100 (kW・h)/月. したがって, それはエネルギーを節約します 22989 (kW・h). エアコンプレッサーシステムのエネルギー消費を約30%削減します。 8%. 省エネ効果は一目瞭然. 結論は, 圧縮空気システムを頻繁に監視する必要があります. そしてエアコンプレッサーのメンテナンスも必要です, ドライヤー, フィルターとパイプラインウェル. 加えて, システムも最適化およびアップグレードする必要があります. そのため、エアコンプレッサーシステムのエネルギー消費を削減できます。.