螺杆式空压机能耗影响因素及节能措施分析.pdf

178/矿业装备 MINING EQUIPMENT装 备1 螺杆式空压机能耗影响因素螺杆式空压机在运行中采用一对相互啮合转动的阴/阳螺杆实现齿槽间容积变化，此容积变化会促使空气被持续吸入、压缩以及输出，进而实现螺杆式空压机持续输出空气的效果1。总体来说，螺杆式空压机的基本工作原理就是能量转换过程。根据螺杆式空压机的基本工作原理，了解空压机能耗计算方法，可知螺杆式空压机能耗的主要影响因素包括压力、流量以及运行时间，可通过调整三种影响因素相关变量实现降低空压机运行能耗的效果。结合实际情况来看，可能对以上三种影响因素造成影响的相关参数包括空压机输入气体温度、输入气体湿度、空压机密封性等，以上关键参数便是螺杆式空压机节能改造中需关注的重点参数。2 螺杆式空压机结构的节能改造措施螺杆式空压机结构节能改造是指，针对空压机中能耗较高的零部件或者有利于实现节能零部件进行机械结构优化。具体若干空压机结构节能改造措施如下：空压机启动方式：采用 ABB 进口软启动器，该启动器可有效控制空压机电机启动电压和电流，并根据空压机电机实时电流和电压数据、判断空压机启动、空载、加载、卸荷等不同运行工况，及时预警电机运行故障，实现空压机安全保护效果。另外，ABB 进口软启动器还有利于 PLC 程序编程和自动化控制，进一步提高空压机软启动控制效果。空压机压力流量：为空压机配置压力流量控制器，通过控制器来平衡空压机供气管网的整体压力波动，确保空压机运行稳定性。此种方法可有效降低空压机系统运行压力，提高空压机运行效率，保证压力稳定性，进而降低空压机能耗。气体干燥设备：气体干燥设备多设置在空压机末端用气设备前或者空压机前端，可实现压缩空气干燥净化或者预净化处理。常用的气体干燥方法包括冷冻法、吸附法、无热再生干燥法、潮解干燥法、无热微风量噪声干燥法等。综合不同方法的优缺点，具体节能改造中采用无热魏凤亮再生干燥法，即为分别采用冷干机和特殊干燥剂进行压缩气体干燥净化处理，降低压缩气体湿度。3 螺杆式空压机系统节能改造措施3.1 螺杆式空压机系统节能改造措施空压机自身效率：根据空压机运行特点制定完善的空压机操作流程，并要求空压机操作人员严格按照操作流程实施空压机操作，严禁违规操作。定期开展空压机维护检修工作，按照空压机使用规程定期更换空压机易损件，保障空压机的正常工作环境。空压机群集中控制系统：空压机群集中控制系统可实现多台空压机集群式控制，并共同保障供气管网压力螺杆式空压机能耗影响因素及节能措施分析陈鹏（山西焦化集团有限公司，山西临汾 041600）摘要：基于螺杆式空压机工作原理，分析螺杆式空压机能耗影响因素，介绍螺杆式空压机节能改造措施。螺杆式空压机能耗影响因素主要包括压力、流量以及运行时间，根据影响因素从结构和系统两个角度分别介绍空压机节能改造措施，其中空压机系统节能改造中还引入余热回收技术。将螺杆式空压机节能改造措施应用于工程实践，确认此节能改造措施具有较强可行性。关键词：螺杆式空压机；能耗影响因素；节能改造措施；余热回收技术图1 螺杆式空压机基本结构2023.7 矿业装备/179稳定性，降低管网压力波动。具体空压机系统节能改造过程中，应确保集中控制系统具有响应时间短、控制精度高、可调控范围大、运行稳定可靠等特征。空压机系统管网优化技术：常用的管网优化技术为空压机管网漏气检测技术，即采用肥皂水等传统方式对管网气孔漏气情况进行检验。当前可采用成套的智能化检测设备对管网压力变化情况进行实时监测，并及时发现管网漏气问题。同时，将传统网格更换为新型合金管网，降低管网内部摩擦系数，提高气体输送效率，保障管网密闭性，提高管网压力。3.2 应用余热回收技术余热回收技术就是利用热能转换原理将空压机运行中所排出的废热回收，用于辅助供暖、工艺加热、锅炉补水预热、生活用水加热等途径，综合提高空压机能源利用效率。为确认余热回收系统综合应用价值，采用 MATLAB软件构建余热回收系统仿真模型，采用 Simulink 模块对余热回收系统进行仿真分析，获取到图 2 中的排气量分析对比图。图 2 中实线为无余热回收系统空压机排气量，虚线为有余热回收系统空压机排气量。如图 2 所示，在应用余热回收系统后，空压机的排气量并未受到较明显影响，说明加装余热回收系统基本不会影响螺杆式空压机能耗。在应用余热回收系统后，空压机的排气压力并未受到较明显影响，说明加装余热回收系统基本不会影响螺杆式空压机能耗。4 螺杆式空压机节能改造措施的工程应用基于螺杆式空压机工作原理和能耗影响因素，介绍螺杆式空压机节能改造措施后，为验证节能改造措施的可行性和有效性，需将螺杆式空压机节能改造措施应用于工程实践。相较于其他工业生产环境来说，煤矿生产环境更为复杂恶劣，更有利于获取螺杆式空压机节能改造措施应用成效。因此，以某煤矿的矿用空压机系统为节能改造对象，采用以上节能改造措施对空压机系统进行节能改造。为获取更为精准有效的数据信息，提高研究价值，在工程应用中为煤矿空压机系统配置电流/电压传感器、流量传感器、压力传感器、温湿度传感器等多种传感器，主要用于收集空压机系统电压/电流数据、输入气体温湿度数据、空压机压力数据、空压机气体流量数据，进而作为对比参考数据。在经过为期一个月的应用后，通过螺杆式空压机节能改造措施应用前后数据变化对比确认，相较于应用改造措施前，应用节能改造措施后的空压机的电压/电流数据分别下降 10.2%和 11.5%，空压机气体流量上升12.5%，输入气体温度和湿度下降 20.6%和 30.1%，空压机压力上升 9.1%。总体来说，相较于应用节能改造措施前，应用后空压机节能效果较为明显，并且各方面影响参数均有着一定提升，说明螺杆式空压机节能改造措施较为节能效果相对良好。同时，由于节能改造措施中引入余热回收技术，使得空压机运行中所产生的余热也得到充分利用，进一步提高节能改造措施经济效益。5 结束语基于螺杆式空压机工作原理，分析螺杆式空压机能耗影响因素，介绍螺杆式空压机节能改造措施。相关节能改造措施主要包括空压机结构节能改造措施和空压机系统节能改造措施，并且节能改造措施中引入余热回收技术，可实现空压机能耗降低的同时，对空压机运行中产生的废热进行回收再利用，多方面结合共同提高空压机运行经济性。参考文献1 李国强.螺杆式空压机动力站节能措施关键技术研究 J.安徽电子信息职业技术学院学报,2021,20(4):17-20.图2 有无余热回收系统空压机排气量对比图