空压机节能系统应用自动排水器分析

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1、http://www.shunlico.com空压机节能系统应用自动排水器分析 前言  能源日益枯竭,人类已意识到若不改善当前状况,地球村的灭绝似乎指日可待,故而国际间节能减排正如火如荼地展开。至2015年10月底,已有155个国家提交了对抑制地球变暖做出贡献的减排承诺。  温室气体中的二氧化碳是地球暖化的元凶之一,发电过程会产生二氧化碳的排放,所以减少用电即有助于温室气体的减量。  空压机(aircompressor)系统运用于产业界非常普遍,几乎与水、电一样不可或缺,但其为高耗能、低效率的生财设备,却鲜少受到关注。由于工厂电费成本内包含许多机械设备及照

2、明灯具的费用,致使能源成本高占其总运转成本约80%的空压机系统,被大部份用户忽略了。  提高空压机系统能源效率,不只攸关产业本身的生产成本与竞争力,减少温室气体的排放,对于人类生存环境的改善,亦有实质的贡献。  不只是冷凝水  空压机吸取环境空气加以压缩,制造压缩空气以供工厂之用。环境空气中含有许多水蒸汽,经空压机压缩之后,空气体积变小、密度增加,经过冷却之后,其温度降低,水蒸汽呈过饱和状态,若干水汽凝结成为液态水。  环境空气含有许多不明、甚或有毒物质。工业区附近的环境空气中,这些杂质的浓度更高,经过压缩之后,其密度亦随之增高。由于压缩过程的高温作用,部

3、份有害物质会融解于冷凝水中,使其PH值偏低,成为具有腐蚀性的液体。  冷凝水芳踪何处?  工场内空压机的流程,一般为:空压机-汽水分离器-储气罐-初级过滤器-冷干机-精密过滤器。(如图1)http://www.shunlico.com  空压机压缩过程中一般不会产生冷凝水,(设计不当或温控阀失效时除外),但经冷却后,只要压缩空气温度低于压力露点,本来以气体状态存在的水蒸汽即凝结为液态水。图1乃空压系统在一般运转工态下的冷凝水分布。  为何储气罐化身为储水桶?  若空压机之冷却器功能正常,压缩空气中之水蒸汽,于冷却器出口端大部份已凝结成液态水,此处若安装一个

4、高效能气水分离器及自动排水器,空压机吸入的水分,约有80%可以去除。但空压机制造厂,为了成本考虑,只有少部份厂商安装上述设备,有些则使用简易的装置,而多数空压机制造商均无此设计。所以大部分冷凝水就往下游移动,空压机系统的储气罐因而累积了大量的冷凝水。  工厂内实际使用时,使用者常自行于储气罐下方装设一个自动排水器,但因湿度高,储气罐极易生锈,故常见储气罐下方的自动排水器堵塞,整个储气罐变成储水桶。又或者使用者不信任自动排水器,干脆打开储气罐下方球阀,以微开的方式排水,但实际上,排掉的却是昂贵的能源——压缩空气。  产品不良、设备故障的主因——冷凝水  空压

5、系统未安装或安装功能不佳的自动排水器,使用者可以花费较低的初购成本。但使用时,压缩空气含水分太高,容易使储气罐、气动设备生锈、故障,电磁阀线圈烧毁、涂料无法被覆、粉体结块无法输送、滤芯堵塞、冷干机效能不佳、离心机叶片损坏等。可以说,气动设备的故障原因,90%以上是因压缩空气中的水份所引起。为了节省极低的自动排水器费用,却付出更多的维修成本,甚至产品不良、延期交货、商誉损害等惨痛的损失,可谓因小失大!  漏气,漏掉的是企业的竞争力  现代化的工厂几乎均使用空压机,其运用于产业界非常普遍,空压机停摆几乎与停水、停电一样,将使生产线瘫痪。但由于空气无所不在,取之

6、不尽、用之不竭,且工厂电费内包含许多机械设备及照明灯具的费用,致使能源成本非常昂贵的压缩空气,被大部份使用者忽略了。  压缩空气的能源转换率非常低,大约只有25%而已,所以压缩空气是工厂内最昂贵的能源。根据美国能源部数据显示,未经能源查核并实施节能改善的空压机系统,大约有20%~30%的泄漏量。  2014年中国全社会用电量达55,233亿千瓦时,工业用电量占全社会用电量的70%(中国标准局2005研究)。一般马达用电量约占工业用电之70%,而空压机用电约占马达用电之18%,故约略可计算空压机系统一年的用电量为:  55,233亿kWh×70%×70%×1

7、8%=4,871亿kWh  若以美国能源部的泄漏估算数据计算,全中国空压机系统之泄漏损失将达121,7亿kWh(4,871亿kWh×25%)  若1kWh电费以人民币0.8元计,则泄漏损失将约达1,000亿人民币,至为可观!(如图2)  明显与不明显的泄漏http://www.shunlico.com  密封环、快速接头、法兰片垫片、气压缸胶环、控制阀内漏属于不明显的泄漏。可用肥皂泡或超音波测漏仪,探知其泄漏并加以维修。  离心式空压机各级冷却器排水、无热式吸干机、涡流制冷器、手动泄水阀、自动排水器的泄漏均属明显的泄漏。使用者明知其泄漏严重,却碍于既有设备

8、、技术或经费限制,或对压缩空气价值的错误认知,任由昂贵的压缩空气消

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