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空压机节能技术范文1
Abstract: with the rapid development of social economy and science technology, electric energy provided is higher requirements in order to promote socialist modernization at the same time , especially saving energy control of various kinds of electrical equipment. Because of building a resource-conserving and environment-friendly society,,it is of great practical significance to strengthen the compressor inverter PID control and the research of saving energy technology. Technology of frequency conversion air compressor that is energy conservation and use are analyzed in this paper.
中图分类号:TE08 文献标识码: A
引言
可持续发展是我国大力推行的发展策略,低碳生活是我国人民未来追求的生活方式,但是空压机变频技术的应用可以很好解决交流电动机的变频节能问题,这样可以降低异步电动机的能耗,节约成本,得到更高的经济收益,并且顺应了国家节能减排的可持续发展战略。
一、电机变频控制的原理和特点
变频电机是变频器驱动电机的统称,它采用由变频感应电动机和变频器组成的控制系统,提高机械自动化程度和生产效率。以交流电机为例,其同步转速可用下式表示:
n1=60f/p.****(1)
式(1)中:n1――同步转速;f――电源频率,50Hz;p――电机磁极对数。
电机转差率用公式表示为:
s=(n1Cn)/n1.****(2)
式(2)中:s――电机转差率;n――电机转速。
由式(1)和式(2)可以推得:n=60f(1-s)/p.****(3)
图1所示为电机控制原理。通过电机变频器输出的不同频率,可以对交流电机进行调速。变频调速的主要特点是通过变频器改变输出频率和输出电压,最终达到对转动负载的精确定量控制。除此之外,变频电机还具有以下一些特点。
(1)具备软启动和停止功能。
(2)采用电磁设计,增加了电机电感,从而减少定子和转子的阻值。
(3)满足反复的启制动切换,能够平滑无极调速,保护功能完善,减少设备维修。
(4)节约电能。
图1电机的变频控制原理图
二、螺杆式空压机的工作原理
螺杆式压缩机是一种工作容积作回转运动的容积式气体压缩机械。气体的压缩依靠容积的变化来实现,而容积的变化又是借助压缩机的一对阴阳转子在机壳内作回转运动来达到。螺杆式空压机工作循环可分为进气、压缩、排气三个过程,随着转子的旋转,每对相互啮合的齿相继完成相同的工作循环。其原理示意见下图:
三、螺杆式空压机传统运行方式存在的问题
对于螺杆式空压机来说,其排气量和转速成线性正比关系。当转速上升,排量增加;当转速下降,排量减少;普通螺杆式空气压缩机传统运行方式为工频恒速运行,而实际生产中的用气量需求却经常处于变动状态,需求变化导致螺杆式空压机频繁加卸载,这样就造成了以下负面效果:
1、加、卸载过程中造成的电能浪费
空压机加载状态下,在压力达到加载压力最小值后,会继续加载升高压力,直到压力达到卸载压力,这时会向外界释放更多的热量,从而导致电能的浪费。而螺杆式空压机工频电机本身不能调速,同时大功率电动机不允许频繁启动,导致在用气量少的时候电动机仍然要空载运行,浪费电能。卸载运行时,当压力达到卸载压力最大值时,空压机关闭进气阀使电动机处于空转状态,同时将分离器中多余的压缩空气通过放空阀放空,从而造成很大的电能浪费。
2、空压机元器件损耗
(1)由于靠机械方式频繁地调节进气阀动作,加速了进气阀的磨损,缩短使用寿命,增加维护工作量,加大成本。
(2)由于工频供电,虽然拖动电机基本上采用星-三角启动,但启动冲击电流仍较大,影响电网电压和其它设备的安全运行;同时对相关设备产生机械冲击而造成损坏,增加维修量。
3、排出的气压不稳定
由于靠机械方式调节进气阀开、关,供气无法连续调节,当用气量不断变化时,供气压力将产生较大的波动,造成供气压力不稳定,影响气动元件的动作过程,从而影响产品质量,甚至会造成废品。
四、空压机变频改造
螺杆空压机的变频改造要求变频器根据用户设定的期望压力和供气端反馈的实时压力的差值进行自动调节。当供气端反馈的实时压力超过用户设定的期望压力时,变频器减小输出频率,反之,则增大输出频率;而当供气端反馈的实时压力等于用户设定的期望压力时,变频器维持实时输出频率,这样来满足供气连续稳定。其流程图见下:
1、实现上述控制,变频器需满足的条件:
(1)用交-直-交变频器作空压机电动机的供电载体
交-直-交型变频器能根据控制对象的需要,输出频率连续可调的交流电压,可方便地改变电动机的转速,以控制空压机的输出气量,满足生产需要。
(2)变频控制系统采用负反馈闭环系统
空压机变频控制的基本要求是,保持空压机输出压力的恒定。由自动控制理论可知,通过压力变送器检测空压机输出压力并反馈到变频器与给定压力构成负反馈,可实现空压机输出压力的恒定。
(3)空气压缩机是恒转矩负载,故变频器选用通用型恒转矩变频器。
(4)变频器应选用有PID功能的变频器(或者另外选购个PID专用控制器)。
(5)变频器的容量一般可按空气压缩机电动机容量选择,也可以选择比电动机容量大一个级别的变频器。
2、系统闭环自动调节作用
闭环系统的自动调节作用是,将被控制量的检测信号,反馈到变频器与被控量的目标值相比较,以判断是否已经达到预定的目标值。如果未达到,则根据两者的差进行自动调整。当空气压力不足,反馈值小于目标值,变频器输出频率增大,电动机转速增高,空气压力增大,直至空气压力与目标值几乎相等为止。当空气压力大,反馈值大于目标值,变频器输出频率下降,电动机转速减小,空气压力减小,直至空气压力与目标值几乎相等为止。变频闭环PID控制,其调节的最终效果和传统的工频恒速空压机运行效果比较见下图:
上图中由于变频闭环调节的作用,供气压力基本稳定,浮动范围在0.01MPa上下。并且保证供气满足要求的同时,节能效果明显。
3、PID过程调节器参数调整
变频器将实时检测到的压力信号作为PID过程控制中的反馈信号,通过不断的调整转速使输出压力与设定值保持一致。PID控制环主要由三个参数决定:比例增益、积分时间、微分时间。这三个参数将会影响到调节过程的响应速率、稳定性、调节幅度等。将比例增益过程中的PID比例增益设为0.3,并增大该值直到反馈信号再次开始失稳为止,然后减小该值,最后将比例增益降低40%-60%。将积分时间过程中的PID积分时间设为20秒,并减小该值直到反馈信号再次开始失稳为止,然后延长积分时间,直到反馈信号稳定为止,最后将该值再增大15%-50%。微分时间中PID微分时间仅用在反应速度非常快的系统中。一般取值是设定积分时间的四倍,只有当比例增益和积分时间完全优化后才能使用微分器。确保反馈信号振荡可以通过反馈信号上的低通滤波器充分衰减。
四、空压机变频控制实践应用
以某厂房空压机为例。改造前经测试参数如下:电机功率110kW,出口压力为5.2--5.9MPa,运行时间为12小时/天,一年运行340天,加载时间为15s,减载时间15s;加载电流为180A,减载电流为90A。经检测其节电率为30%以上。年节电量(按35%)计算如下:
W节电量=12×340×110×35%=1.57×105(k・Wh)
可见节电效果明显,此外,改造后系统还存在其它优点。首先,减少了机器的噪音;其次,控制回路可保证系统的正常、安全运行;最后,自动化程度高,克服原系统手动调节的缺点。
结束语
综上所述,改革开放以来我国进入了可持续发展的战略阶段,各行各业都提出了节能减排的要求。我国的电能一直处于匮乏的阶段,为了更好的对电能实现节能减排,逐渐对传统的电机进行了改革,发展成了现在的变频控制电机。变频控制技术能够根据负载的需求改变电机的驱动功率,减少了电机运转中不必要的能量损耗。本文对空压机及其电机的现状、原理和应用进行了分析和总结。
参考文献
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[3]代树青.低压变频控制存在的问题及解决对策[J].《科技风》,2012,(2).
[4]梁艳娟.空压机变频改造节能技术的研究与应用[J]. 《制造业自化》,2011,(13).
空压机节能技术范文2
关键词:空气压缩机;节能监控;技术改造;效益分析
中图分类号:TP277 文献标识码:A
当下,所谓的空气压缩机它是在纺织化纤行业中用来压缩气体的一种设备,并由电动机直接驱动压缩机,带动曲轴产生旋转运动引起气缸容积变化,再通过进气阀使空气通过空气滤清器进入气缸,压缩空气经排气管单向阀进入储气罐,完成工作原理。就目前企业中所使用的空气压缩机来说大多是往复活塞式的,因它的压缩比较高,输送方便等特点被广泛使用。而它的节能监控系统的应用是通过自动控制空压机匹配用气端负载,减少供气压力虚高,稳定管网压力以及它的减少压力波动对生产及主机的冲击而言的,是针对纺织化纤企业中压缩空气系统能耗不断增加的现状,通过软硬件从主机、辅机、管网、末端四方面进行节能改造的,包括节能和监控等功能的智能化应用特有的系统。整个节能监控系统的特点主要是可借助分离技术来实现生产氧气或稀有气体的用途,它不需要回收处理,不会制造污染,同时经过分离、过滤的含油压缩空气会有微量的在生产中压缩空气可和其他产品接触实现传送动力。
1.空气压缩机节能监控系统实现原理
上面简单概述了空气压缩机节能监控系统的节能途径,现在具体来看它的实现原理。它主要是通过度I空压机集中控制,匹配好用气需求。同时利用智能算法来进一步优化空压机的运行,促使它保持在最佳的运行状态中。而它的气体流量计量的管理能够采集各个压力和流量等数据,反映出每个用气端和管网的用气状况,及时发现压缩空气系统的用气需求变化。一般是通过气体泄露检测手段来管理末端用气情况,提高用气的效率。据不完全检测,空气压缩机所消耗的电能仅有10%转换为压缩空气,而90%转化为热能。可见损失很大,但在大多数企业生产中,这样的现象出现很多。因此,空气压缩机节能首先要做的事是治理好泄漏。
而就目前来说,绝大多数的节能监控系统的空压机都使用马达驱动的方式,这样极少数的空压机会使用蒸汽涡轮机或燃气涡轮机驱动,在蒸汽过剩或有燃气废气可资利用的行业使用涡轮机来驱动空压机确实有极大的节能效果。
2.空气压缩机节能监控系统化纤企业应用案例
对某企业生产中的空气压缩机节能监控系统进行改造。主要是改造用气设备、调节阀门、网络喷嘴等。具体分析如下:
目前企业生产存在的问题是:空气压缩机粗放管理,无人管理,导致有故障时不容易发现,供气管道上的精密过滤器有电动排水阀,出现了大部分失灵的现象。在输送环节存在压力损失大的问题,末端需求与前端供给严重不匹配,用气效率偏低,同时没有对管网进行分压供气。
鉴于以上存在的问题,本文根据实际生产技术经验,对其所存在的问题进行了统一有效地改造。改造内容主要体现在(表1)。
经过改造我们得到了它的改造效益,分析如下(表2)。
结语
经过上面的阐述论证分析,采用改造后的技术可以无形地增加企业生产经济效益。目前正被越来越广泛地应用到粘胶化纤行业中,它的节能、省力、易于构成自控系统的显著优势,尤其是在高能耗、低产出的设备较多的企业,对它们的经济利益是可观的,同时这也是国民经济可持续发展的需要。另外也极大地优化了粘较丝生产流程,提高了粘胶丝的生产率。
参考文献
[1]张继忠.螺杆式空气压缩机节能改造[J].设备管理与维修,2012(6):12-13.
空压机节能技术范文3
关键词:清洁生产;空压机;余热回收;可行性
中图分类号:TD443.2文献标识码:A文章编号:16749944(2013)10015002
1引言
某公司有A、B两台空压机,为所有生产车间设备的运转提供所需的压缩空气。在空压机长期连续运行过程中,空压机内部会产生大量的高温热量,这些热量经由蒸气排出机体,造成大量能量的浪费。为了避免这些能量的白白浪费,公司在实施清洁生产过程中,已经完成了A空压机余热回收的项目。目前,公司策划实施B空压机余热回收项目,计划通过对空压机内部冷却回路的改造减少冷却水的流量,并利用热交换器加热空调热水的回水及生活热水的补水,将这部分经过热交换后得到的热水用于全厂的生活及空调所需。
在项目实施前,公司对该项目方案从技术、环境、经济三个方面进行了可行性评估[1],以确定该项目是否值得实施。
2技术评估
空压机在长期连续运行过程中,把电能转换为机械能,机械能再转换为风能。在机械能转换为风能过程中,空气得到强烈的高压压缩,使之温度骤升,这是普通物理学机械能量转换现象,空压机中既有高速旋转产生的高温热量,同时也有摩擦发热产生的热量,这些高温热量经由蒸气排出空压机机体,热量相当于空压机输入功率的3/4,它的温度通常80~100℃,这些热能由于机器运行温度的要求,都被无端地废弃排往大气中,即空压机的散热系统来完成机器运行的温度要求。
在该公司内,用于供暖的有2台生活锅炉,2台空调锅炉,1台热泵热水器,其中锅炉为主要供暖设备。公司使用的A空压机是一台Atlas水冷无油空压机,空压机使用一台特灵水冷离心机组生产的冷冻水进行冷却。通过对空压机内部的冷却回路改造减少冷却水的流量,可以使空压机冷却水出水温度达到60~80℃。在空压机中置换出热量,再通过热交换器加热空调热水的回水及生活热水的补水后,这个温度的热水即可用于工厂中的生活及空调所需。这样能有效减少锅炉的柴油消耗。经过这两次换热后的回水,根据其温度再适当降温或者直接进入空压机再次进行循环[2~5]。
A空压机余热回收利用系统已于2011年5月建成,主要用于生活热水补水预热及一楼空调箱热水加热。A空压机改造前能源消耗情况:全年锅炉用油量101.7t,冷冻机耗电量138万kW·h。改造完每月节约柴油量计算如表1所示。
5结语
综上所述,通过对B空压机余热回收方案在技术、环境和经济方面的全面评估后,公司认为该方案技术成熟、环境效益明显、经济回报率较高,B空压机余热回收项目值得实施。
参考文献:
[1]于宏兵.清洁生产教程[M]. 北京:化学工业出版社,2012.
[2] 陆振乾,生兆昆.空气压缩机热能回收原理及应用效果[J].棉纺织技术,2011(2):11~13.
[3] 王少波.螺杆式空压机余热回收技术的应用及节能效益分析[J].能源与节能,2011(9):15~16.
空压机节能技术范文4
【关键词】企业节能;投资回收;持续改善;应用
节能减排是目前企业的重中之重,不仅要创造良好的经济效益,节约成本,还要为国家的环保事业做出自己应有的贡献。抓好节约型企业建设不仅对建设节约型社会具有重要的现实意义,更具有深远的历史意义。
要做好生产型企业节能管理工作,主要需涉及以下三个方面的工作:一是要做好规范化管理、技术要求等;二是做好节能技术应用;三是后期在现场的优化持续改善,跟进和维护工作。下面将会提到如何执行这些工作步骤。
1.如何做好规范化管理、技术要求工作
1.1企业节能管理制度的制定、实施
规范的企业不一定是优秀的,但优秀的企业都是规范的。规范也称作规则,包含两个方面,一个是流程,一个是制度。流程用来指导员工如何做对事情。规范管理有两个目的:一是控制管理风险,二是提升管理效率。我们现在使用的 EHC(能源清洁检查)就在这方面为单位生产管理水平提高了一个台阶,规范化平台加上现代化工具结合现代化管理思路刷新了企业的管理水平。
在确定要制约浪费能源之后,设备管理部门会负责去寻找潜在的能源浪费。然后,设备管理负责人应当组织生产、仓库、质量、技术、行政等部门,成立一个审核小组,对浪费能源前期考核,考核的内容应当包括:耗能设备,数量及范围,运行时间,技术力量,组织架构,管理效能,现场生产流程的执行情况。在对这些内容进行初步考察后,需要出具一份详细的审核报告,节能审核报告应坚持以下三个原则:(1)满足使用功能;(2)考虑实际经济效益,不能因为节能而过高地消耗投资,增加运行费用,而是应该让增加的部分投资,能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收;(3)节省无谓消耗的能量。同时在选用节能的新设备上,应具体了解其原理、性能、效果。从技术上、经济上进行比较后,再选定节能设备,才能真正达到节能的目的。建立健全能源计量、统计制度,定期报送能源利用状况报告,同时加强节能宣传与培训。
1.2节能管理的实施
由审核小组成员讨论是否制约后再决定是否改善进行下一步骤。围绕节水、节电、节油、节煤和余热、余能资源的回收利用,健全节能计量管理设施和制度,认真分析现行生产装置运行模式是否达到经济运行状态,找出薄弱环节,提出和落实整改措施,实施资源综合利用技术改造,提高资源综合利用水平,使能耗降到最低程度。如果各项条件都超出指标要求的话,该小组还要与管理部门就耗能的各项要求进行详细讨论,由设备管理部门提出问题,改善方法,可行性评估,投入改造应用等,而其他部门则需要给予节能的监管和要求,(提出要求的时候,尤其要注意把以往容易出现的能源浪费问题与各部门沟通)这些都要写到与行动计划书中。
审核工作完成之后,进行改造工程招标,如果节能技术方案通过(一般生产型企业电流能量输入损耗较大),承包商根据合同和技术方案,便开始做改造,在技术改造过程中,审核小组的相关负责人还要随时与承包商联系,现场跟踪,对这个技术改造过程中遇到的问题要有一定的了解,并针对这些问题提出纠正和预防措施。对改造细节、节能产品的确认工作,尤其是节能产品的样品确认一定要认真仔细。外观,尺寸,规格,型号,节能技术参数要求,特殊的技术要求等,都要一一确认,如果有可能的话,最好测试一下,看最终的节能效果。
2.如何做好企业节能技术应用工作
2.1严格按照检验标准和流程执行检验工作
意识到节约能源,不断地宣传节约能源,组织节能环保活动,管理层推动全员参与节约用电 。置换能耗较高的、提前淘汰陈旧的设备(如:风冷式热泵系统置换地源式热泵、置换节能灯、LED灯等),加强设施设备的维护维修,消除跑冒滴漏的问题,继续对所有的设施、设备进行评估,提高能源利用效率定频空压机更换变频空压机,节约水电气等能源,降低成本、保护环境。
在承包商开始正式进行节能技术改造的一段时间里,我们是需要特别注意节能产品检验、实际改造难易程度的工作,因为这时可能承包商对新节能产品的改造流程控制,人员的熟练操作程度都不是很高,出现少量问题,或者次品都是在所难免的,这时进料检验员就需要按照样品确认流程,严格地检查节能产品进货质量,以避免不良品流入下一道工序。
2.2做好问题统计和分析工作,针对主要问题承包商寻找改善对策
承包商的整体水平各有差异,也就决定了他们的供货品质、技术改造能力会存在差距,因此我们需要做好前期节能问题统计和技术分析工作,找出对我们的进货质量影响最大的承包商,然后再找出该承包商改造中出现的问题类型、频次,涉及的产品型号等进行细项的分析。然后针对这些问题与承包商的质量,设备、技术部门进行沟通,寻找解决问题的办法。
2.3节能工程改造节能项目举例分析:
下面我们以我们公司节能项目的投资回报率为例,从中找出投资回报率较高、投资回报年限较短的项目,然后再进行进一步的分析,决定加大力度,加快节能降耗技术改造。
投资回报率=×100%
投资回报年限(年)=
这9项节能项目分别是:
1自来水―水管治漏; 2中央空调―单机控制改造集中控制; 3安全出口灯―替换LED灯管;4路灯改造―替换节能灯;5压缩空气―系统管道治漏;6仓库工矿灯改造―替换节能灯;7空气压缩机―改造变频;8空调系统―替换地源热泵;9照明灯―替换LED灯。
今年我们公司节能项目的投资回报率和投资回报年限(如下表格1):
表1
通过以上统计表格我们可以看出,在这9项节能项目中,1自来水的投资回报率是最高的,达到了4860%,投资回报年限也很短,0.02年,即6-7天。因此我们要先抓好该节能项目应用的投入工作。
下面我们再对5压缩空气―系统管道治漏问题做进一步的分析。并且以它为例,简单阐述一下如何治理压缩空气系统管道治漏工作。
压缩空气―系统管道治漏是一个长期的问题,压缩空气是两条主要产品加工生产线的主要能源之一。从2012年初就发现,由于空气系统含水量较高、管道老化、接头密封老化,就一直存在着系统管道跑冒滴漏的情况。通过 1号空压机的测量分析(表2),我们可以看到从第一次记录(关闭用户阀)到第二次记录(开启用户阀)加载时间的比例, 第一次记录25%低于第二次记录,而平均电流也是同样低于第二次记录的。而且该问题在长达3个月的时间里反复出现,证明我们设备管理部门对此也是暂时找不到应对措施。为了解决这个问题,我们曾数次到空压机房去寻找问题产生的根源。
1号空压机测量分析(关闭负载用户阀-开启用户阀)。
表2
经实际调查,我们了解到,由于生产车间压缩空气系统管道密封件和设备的气动元器件老化,存在漏气现象。所以我们组织分两次维修,第一次是整个生产车间压缩空气系统管道密封件维修,第二次是所有设备的气动元器件老化。其工作内容如下:第一次是用福禄克LD300超声波测漏仪对主管道、支管道到设备连接器处,待漏点被检测到后,将红标签贴张该漏点,使维修人员能更快捷地发现,然后将该漏点修复,如短时间内无法修复的 ,更换警示标识并记录。经为期一周的工作,我们发现,检测和维修以后,往往会出现新漏点的情况,有修复的地方还会产生漏气,这样就会我们检测漏点工作量,或者是难度等。问题找到了,然后我们建议生产部门在平时生产过程中全员参与发现漏气报修的做法。我们在接收生产部门报修和我们设备部门检测,经维修后,发现大规模微小漏气问题基本解决了。空压机的加卸载时间比达到了50%,此后再没有出现过加载时间长或卸载时间短的情况。
3.后期的持续改善工作
通过以上事例,我们可以看到,在深入了解节能的实施后,我们也可以帮助企业做好设备改善工作,但我们还需和各部门一起努力,维护稳定的设备运行状况。因为诸如生产车间人员变动,设备异常,新项目改造投运等都会出现一些意料之外的情况。其实做好节能工作最有效的办法就是将平时的5S和检查工作落实到日常工作中,将一些不符合项都尽力消除在初发阶段。即使有不良情况需要维修,也可以很快得到执行。因此,也可以说,5S和检查工作将节能移到了基层执行,这样节能潜力巨大,节能效果好,投资回报快,从而避免了大量能源浪费的情况,也节省了维修、改造和时间成本。
在节能管理方面也有做得特别好的企业,可供我们参考,比如德国的西门子,大众,博世等公司,他们通常会对企业节能进行长期的检查,浪费整治,节能技术应用,帮助自己的企业把节能减排管理工作推动起来,把他们作为长期可持续发展的战略,大大减少了企业的运行成本,提高生产效率和企业效益。
4.结语
时代在发展,企业也都在不断地进步,伴随节能降耗活动在企业中的逐步开展,可以为企业带来各种效益。首先来说经济效益便显著可见,企业一定要针对本企业的实际情况,在企业里面建立完善的节能管理体系,通过合理的安排生产,不仅可以实现节约资源的目的,也有助于改善我国资源短缺的问题,从而使企业实现经济可持续发展的自身价值。 [科]
【参考文献】
[1]吴锋.高校节能管理存在的问题及对策研究[J].经济研究导刊,2010,(3):200-201.
空压机节能技术范文5
生产性企业自投产之初,除非后期有大的工艺调整或新工艺、新材料的应用,其能耗水平基本已经确定。生产上的优化、节能技术改造的实施没长时间的积累,能耗水平也不会有比较大的改观。而在投产之前,在可研、设计阶段做好优化,做好源头节能设计无疑将对企业的能源利用水平产生较大影响,将具有先天优势。为了加强源头节能管理,自2010年起,国家开始推行《固定资产投资项目节能评估与审查》制度,目的就是提高对源头节能管理的重视,避免盲目建设导致的能源浪费和用能不合理现象。
2LNG接收站主要工艺及用能特点
LNG属于清洁能源,受环境影响和持续发展要求,国家将把天然气作为主体能源,LNG也将迎来快速发展期。为了支持LNG的发展,国家也鼓励加大对LNG接收站的建设。接收站主要工艺流程为,储于储罐中的LNG(以常压和-160℃的低温储存)通过低压泵输送到高压泵,增压后的LNG经过气化器气化成为气体天然气,天然气计量后进输气管网。工艺流程如图1所示。LNG接收站的主要耗能设备有蒸发气压缩机、低压输送泵、高压外输泵、海水泵、气化器、空调等。图1LNG接收站工艺流程简图LNG接收站气化器分为三类,开架式气化器、浸没式燃烧器或者中间介质燃烧器。开架式气化器的LNG接收站,LNG接收站主要消耗的能源包括电力、天然气等,其中电力约占整个能耗的90%以上(不计天然气输差)。对于应用浸没式燃烧器或者中间介质燃烧器的LNG接收站,气能耗主要以天然气和电力为主,受海水温度、天气温度、海水质量等因素的影响,其各类能源消耗占比相差较大,所以本文主要以采用开架式气化器的接收站为例。在LNG接收站所消耗的电力中,蒸发气压缩机、低压输送泵、高压外输泵、海水泵所消耗的电力占比超过90%,所以做好这四类设备的选型和能耗管理是LNG接收站节能管理的重点。此外,LNG的冷能是一种容易被忽视的能源,1千克的LNG气化将释放约850kJ的能量,即一个200万吨的LNG接收站,即便冷能回收利用效率为20%,一年就可以回收利用1万吨标准煤的能量。
3LNG接收站源头节能设计
随着全国LNG接收站板块的发展,各所属单位在设计阶段、工程建设阶段、生产运营阶段积累了许多节能方面的先进经验和好做法,在这些好点子和思路基础上,大胆创新,建立了比较系统的源头节能设计,主要包括:3.1LNG冷能的利用一个200万吨的LNG接收站,一年可节约1万吨标准煤。如果实施梯级回收利用LNG冷能,其冷能回收利用效率会提高至30%左右甚至更好,这样将会大大提高企业的能源利用水平。所以如具备冷能利用的条件,结合企业自身条件,综合考虑冷能发电、空分、制取液态CO2或干冰、冷冻或冷藏仓库、海水淡化、制冰及中央空调冷源、低温破碎、污水处理、蓄冷装置等各种回收利用技术,实现能源的梯级利用。如在项目设计和运行初期,没有LNG冷能回收利用的好办法,可以在LNG接收站气化器周围预留设计一些换热器的接口,一旦条件成熟,不仅回收利用LNG中的冷能,也可以回收利用气化冷海水的冷能。将这些冷能进行回收,用于中央空调或其他需要冷能的设备LNG中,也可以考虑与周边企业的冷热互供。3.2蒸发气回收压缩机和高压压缩机的选用目前大部分接收站均有蒸发气压缩机,但蒸发气压缩机的生产负荷只能在25%、50%、75%、100%四类工况下运行,其适用工况范围较窄。目前无极调速压缩机已经被广泛应用,所以LNG接收站可采用这类无极调速压缩机,使之能在更大范围内节能优化运行。3.3变频泵、小功率低压泵的选用从实际运行来看,一些单位变频的高低压泵、海水泵均取得了很好的节能效果。对于大功率泵,变频电机即便降低1Hz,电流就可降低1-3A,节能效果非常明显。另外,可以优化大、小功率低压泵的配置,在LNG外输量较低的情况下,通过运行的优化组合,保证各类泵能在高效区域内运行,也可以达到节能的效果。3.4空压机节能设计在生产阶段,可通过空压机组群控技术和充分利用储气罐容积,将空压机原来空载运行工况变为停机运行,尽量减少空压机运行时间,降低空压机空载耗电。3.5选好节能空调空调也是LNG接收站的主要耗能设备,虽然个体功率较小,但是由于空调布置比较分散,数量较多,如果选用能效水平低的空调,对能源是一种浪费。所以我们在设备选型和采购时,一定要选择能效等级为一级水平的节能空调。3.6做好能耗在线监测系统建设的设计和实施通过能耗的实时监控,加强能耗统计和分析,最终通过能量优化提高能效水平。
本文从源头节能设计重要性入手,通过分析LNG接收站的用能特点,得出节能管理的重点管理方法及对象。重点从LNG冷能利用,主要耗能设备节能设计及选型等6方面对LNG接收站源头节能设计进行了详细的阐述,将促进LNG接收站的节能工作。
作者:李达 单位:中海石油气电集团有限责任公司
参考文献
[1]《液化天然气技术》(第2版)顾安忠机械工业出版社[M]
空压机节能技术范文6
关键词:火电厂;节能降耗;厂用电;变频调速
中图分类号:X78 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)15-0087-03
对于已建成投运的火力发电厂而言,节流就是其发展的重要方向,采取合理技术措施节约日常运营能源消耗,具有十分重要的意义。因此,充分考虑建设节约型社会,在火电厂运行维护等环节中,充分贯彻国家《节约能源法》及《节能技术大纲》的相关技术指标要求,以设备合理选配、资源利用最佳、能源消耗最低、环境污染最小作为节能优化目标,提出并采取合理的节能降耗技术措施,减少单位电能资源生产能耗,就显得非常有工程实践应用研究意义。
1 节能技术措施的提出和选择原则
在火电厂节能技术措施的提出和选择过程中,应针对工程特性合理选择匹配的节能降耗方案,即节能工程必须追求高效合理的投资回报率,不能盲目地为了节能而大肆投入,也不能盲目求新而忽视其实际应用功能特性。火力电厂节能降耗工程的具体指导原则,笔者认为应该按照“效益为主”、“分项实施”、“技术更新”与“重点突破”等原则进行,通过合理搭配,力求节能项目取得较为良好的经济效益和社会效益,确保电厂电能生产运营具有较高的安全可靠性和节能经济性。
2 火力发电厂节能降耗技术措施探讨
2.1 降低锅炉系统排烟热损失
从大量实践应用经验表明:锅炉运行过程中能量损失主要由排烟热损失、机械不完全燃烧损失、灰渣物理损失、化学物质不完全燃烧损失、运行环境散热损失等共同组成,同时上述五方面的损失中,排烟热损失对锅炉能源转换效率的影响最大,约为5%~8%,其约占整个锅炉系统热量损失的60%~70%。由此可知,排烟热损失是锅炉节能降耗的重点,同时排烟温度又是排烟热损失的重要影响因素,也是节能降耗过程中需要重点关注的对象。通常情况下,锅炉排烟温度每升高10℃,则整个锅炉的排烟热损失量将增加0.6%~1.0%左右,相应耗煤量会增加12%~24%。假定燃煤发热量为20000kJ/kg,则对于一台1069t/h锅炉系统而言,其每年将多消耗上万吨煤。
2.2 优化锅炉燃烧调节控制系统
应选用智能自动化经济调控系统,充分结合专家推理技术、智能决策技术,研制满足火力发电厂锅炉燃烧监控需求的控制系统。如:某电厂60万超临界机组通过锅炉燃烧智能调节控制系统的使用,可以提高锅炉效率1%左右,送、引风机电耗降低200~600kW,氮氧化物排放量降低19.8%,再热器减温水用量减少30%,有效提高了汽轮发电机组的热交换效率。采用锅炉燃烧智能闭环控制系统,可以有效提高锅炉热交换效率,减少点火的燃料损失和提高其点火燃烧的稳定性,同时可以降低氮氧化物、CO等污染物的排放量。如:对于一台30万的国产机组而言,估计其发电煤耗每kW·h约360克,按照一年运行6000小时进行计算,如按照燃烧效率提高1%进行计算,则一年大约可以节约燃煤约6480吨,如果按照每吨燃煤以700元计算,则一年内大约可以获得节能经济效益为453.6万元。
2.3 降低发电电压设备系统能耗
要降低火力发电厂发电电压设备系统能耗,可以从三个方面进行,即:一是选用先进节能的发电电压设备,减少设备运行过程中的铁磁损耗;二是选用封闭母线措施,减少电能从发电机出口到发电电压设备间的输送损耗;三是选择合适的电力电缆经济截面,将交流电密度有效控制在合适的经济调控区域。
2.4 采用变频调速技术对辅机系统进行节能改造
火电厂中水泵、送风机、引风机、一次风机等是火力发电厂进行电能生产过程中的重要耗电大户,其耗电量大约占整个电厂厂用电量的30%左右,约占机组总发电量的2%左右。采用变频调速节能改造技术对原来阀门变流调速进行技术升级改造,其节能效果非常明显。如:某电厂安装有2台300MW机组,其锅炉一次风机系统在只加装变频器控制柜进行升级改造后,当机组处于200MW的运行工况条件,同另外1台没有采用变频器进行技术升级改造的机组运行数据进行对比分析,发现采用变频调速节能控制后,一次风机系统每小时大约节约电能资源600kW,如果按照该机组全年运行6000h进行估算,则大约可以节约电能资源360万kWh,如果按照电厂平均上网电价按0.4元/kWh进行估算,则电厂两台机组经变频调速节能改造后可以获得约288万元的直接经济效益。由此可见,变频节能调速升级改造所获得的经济效益较为良好,尤其在实际低负荷调控运行工况下,其节能效果将更加明显。
2.5 厂用电节能优化措施
2.5.1 机组正常运行中的节电措施。在我们公司,机组正常运行中的节电措施有:送风机马达应常保持在低速运行,只有低速运行不能满足运行所需风量或低速设备故障等特殊情况下才考虑切换到高速运行。充分利用粉仓的容量,在保证制粉系统运行于最大出力的情况下,尽量减少制粉系统的启停次数。集中处理同一制粉系统的缺陷,减少因维护工作导致的启停制粉系统次数。在保证安全的前提下,提高磨煤机的进口温度,以增加制粉出力。空压机优化运行模式:针对杂用气的使用特性及重要性低的特点,严格控制杂用气总门的开度(能满足杂用气用户的现场需要),以减少空压机耗气量,减少空压机运行负荷,优化运行方式,节约厂用电。
2.5.2 煤场节电措施。积极做好雨季煤场管理,下雨前按要求平整压实煤堆,保持煤场排水畅通。根据实际情况选择取煤时间、选择取煤区,尽可能选择取用较干的煤堆,以减少堵煤故障频率,提高取煤效率。接卸、取用粘湿煤,必须加强输煤设备的清理工作,以减少堵煤故障频率,提高取煤效率。输煤设备正常时,应待料位下降到50%或以下时再进行取煤/上煤操作,以减少总的设备启动空转时间。
2.5.3 机组停运的节电措施。在我们公司,机组停运的节电措施有:停炉后,抽风15分钟全部停止引送风机的运行;汽机达到盘车转速,真空为零,炉风烟系统停完后,视机组缸温、排汽温度状况,停运循环水(CRF)系统;停运循环水(CRF)后,视机组缸温、排汽温度状况,尽快停凝泵(CEX)系统(凝泵停后,停加药泵);各锅炉辅机已停运后,经确认各风机惰走结束后,停止制粉系统(FMA/B),送风机(FCA/B)和引风机(FTA/B)系统各油站及其加热装置运行。如此合理地优化(特别是在机组启停机过程中)安排辅机(尤其是6kV马达)的投停时间,可以最大限度地节约厂用电。
3 结语
随着节能减排工作的进一步深入以及发电行业“竞价上网”工作的进一步推进,要求火电厂必须结合工程特性采取相应的技术管理措施,提高其运行水平,降低单位电能生产成本。除了上述介绍的火电厂几点节能降耗措施外,在日常运行和检修维护过程中,还应从锅炉稳燃技术、照明节能技术、废水回收利用技术、加强燃煤的管理和计量等多方面进行综合考虑,以达到节能降耗的目的,能有效提高电厂在市场中的竞争力,为发电企业创造更大的社会效益和经济效益。
参考文献
[1]赵建新,林祥.浅谈火电厂节能减排的措施[J].山东电力技术,2009,167(3):77-80.
[2]王建朝.火电厂节能降耗措施分析[J].河北电力技术,2009,28(1):48-51.