降低排气压力,减少空压站电能消耗

2022-09-12

1铸造工业园压缩空气系统现状

铸造工业园空压站由5台GA250W (排气量43.7m3/min) 及1台M200-2S (41m3/min) 螺杆机组构成, 后处理设备为6台处理能力44m3/min的PD4400冷冻干燥机, 干燥机配备前、后置过滤器。铸造车间最低使用压力0.50MPa。

空压机排气压力在0.65MPa～0.72MPa, 经干燥处理后外供压力在0.6 0M P a～0.6 5 M P a, 外供空气压力露点为3.8℃～7℃, 通过对铸造各车间内用气点检查, 未发现有水存在。

(1) 存在问题: (1) 冷冻干燥机压降大。外供压缩空气流量超过80m3/min时, 冷冻干燥机压降为0.03MPa, 当外供流量超过200m3/min时, 压降达到0.080.1MPa, 造成空压机排气压力必须比分气缸外供压力高0.08MPa方满足车间最低压力。 (2) 中件车间机械手压力波动影响正常使用。机械手的用气与射芯机同管路供应, 射芯机工作时因用气量大, 瞬时压力下降, 经常低于机械手最低压力, 造成机械手频繁出现报警停机, 因此必须提供远高于使用压力的压缩空气。这两个原因使空压机排气压力必须提高, 空压机排气压力一般为0.68MPa～0.73MPa, 空压站外供压力为0.6 0 M P a～0.65MPa, 高于最低使用压力0.5MPa。 (2) 空压站的能耗情况:此处需引入两个概念, 电风比和吨铸件压缩空气耗量。 (2) 电风比:每生产1km3压缩空气空压站消耗的电能, 单位kWh/km3。耗电量包括空压机耗电、冷冻干燥机耗电、水泵冷却塔耗电以及站房的照明等耗电总和。 (2) 吨铸件压缩空气耗量:生产每吨铸件所消耗的压缩空气量, 单位km3/t。为分析方便, 导入吨铸件空压站耗电的概念, 即吨铸件空压站耗电 (kWh/T) =电风比 (kWh/km3) ×吨铸件压缩空气耗量 (m3/T) /1000。电风比及吨铸件压缩空气耗量作为铸造工业园动能费用考核的两个重要指标每月统计考核。2008年1～7月份的统计结果见表1。

2降低电风比的措施

减小空压机排气与外供压力的差异:空压机排出的气体汇集后再通过冷冻干燥机处理后外供, 冷干机阻力造成空压机排气压力及外供压力存在一定的差异, 观察排气压力、外供压力、干燥机压力露点、电流电压等的变化。从理论上分析, 只要螺杆机的螺槽容积及转速确定, 吸气量即确定, 也就是说在不考虑余隙容积的情况下, 空压机的产气量是确定的。而排气压力越高, 螺杆压缩需要的力越大, 消耗的功也就越多。余隙容积的存在, 压缩过程结束时残留的空气在吸气过程要膨胀为常压气体而占据吸气空间, 压力越高占据的空间越大, 因此排气压力越高空压机的产气效率越低。从而可以得出结论, 空压机的排气压力越高, 生产单位压缩空气消耗的电能越多, 即电风比越高。

从07年至08年6月份的运行情况看, 冷冻干燥机的除水效果较好, 外供空气露点基本控制在3.8℃～7℃的范围, 即外供的压缩空气只有在低于9℃时才会成为饱和湿空气, 才会有水分析出。实际使用中, 所有管道均在室内敷设, 冬季均有采暖, 使用环境均在12℃以上, 压缩空气根本达不到饱和状态, 换种说法, 空气露点提高到12℃以上使用点也不会有水分析出而影响使用。

基于此, 我们采取了如下措施:在压缩空气干燥前汇流管及干燥后汇流管之间安装连通阀, 阀门后端安装露点仪, 在压差大于0.03MPa时, 开启连通截止阀进行调节, 但将外供空气露点控制在20℃以内 (冬季控制在12℃以内) 。