压缩空气干燥机市场,保有量最大的是冷冻式压缩空气干燥机,虽然这个机型处理量都偏小,且装机功率也不大,但是全国范围内数量巨大,替换老旧或不合理设计的设备,可以为国家节省大量的电能。
我们以GA 200-7.5bar配置冷干机为例,-Reference conditions:-Absolute inlet pressure 1bar(14.5 psi).-Intake air temperature 20℃(68°F)。以市场上比较多的单筒管壳式冷干机及双筒体冷干机为例。设计计算结果如下:

其实上述结果,板换冷干机配置变频系统是为了应对环境温度引起的干燥机进气温度及风机效率的问题,可保证干燥效果且降低能耗。单筒管壳式是以双筒体同样装机功率反推所能达到的排气温度及排气压力露点。从计算结果可看出,更换新型板换冷干机节能效果显著。
三种机器外观如下:



我们应该避免或者拒绝关于单筒管壳式冷干机排气温度低代表冷却效果好的观点。相反,单筒体管壳式冷干机往往是省去了预冷器,预冷器在冷干机中的作用是利用被冷媒冷却的压缩空气与进气的高温潮湿气体换热,带走冷冻干燥过程中超过一半的热量,同时使被冷冻干燥的压缩空气复热。即在双筒体管壳式冷干机的排气口压缩空气状态是温度32.5℃,压力露点3℃,相对湿度RH 15.6%。
板换式冷干机排气口的压缩空气状态是:温度40℃,压力露点3℃,相对湿度RH 10.4%;而单筒体管壳式冷干机排气状态为:温度26.8℃,压力露点26.8℃,相对湿度RH 100%。而以上计算均为理论值,环境温度为15℃较低的时候,因汽水分离效率差,带有预冷器的冷干机露点会略有上升,但是因为不饱和度较大,空压站房管道内气体哪怕冷却至与室温相同,双筒体冷干机与板换冷干机均不会出现液态水。而单筒体冷干机,会因为管道降温,后端使用点会出现大量的冷凝水。
相反,若是江南地区梅雨较热的天气,又因为单筒体排气温度过低,导致空压站内的管道外壁出现大量的冷凝水,站房内顺着管道的位置大片水渍,既不安全又不美观,还需要打扫卫生。
实施方案2:螺杆机配套吸干机改造
我们还是以GA 200-7.5bar配置吸干机为例,Reference conditions:-Absolute inlet pressure 1bar(14.5psi)。-Intake air temperature 20℃(68°F)。以市场上比较多的无热、微热、微气耗鼓风、零气耗鼓风及最新的调峰型真空鼓风零气耗为例。设计计算结果下:

RV型真空零气耗鼓风热计算费用以江苏峰谷电为基准,因为其可以调峰,鼓风加热再生阶段全部自动调整至每天0:00-8:00。

最终算上冷却水等消耗,实际费用对比如下:

若改造周期以10年计算,则有如下结果:

由上述理论计算结果可知,单一台40立方的螺杆机后端干燥机改造,若针对无热微热机型,10年可节省数百万人民币费用。
实施方案3:离心机配套吸干机改造
我们以710(+)-7bar配置吸干机改造能耗对比,nianxiangyuan
入口条件为Free Air Delivery according to ASME PTC10 and ISO 5389.-Reference conditions:-Inlet pressure 1 bar(a)-Inlet temperature 35℃(95°F)-Humidity 60%-Cooling water temperature 26.7℃(80°F)需求露点-40℃,排除冷干机。市场上以微热吸干机、微气耗鼓风热吸干机、零气鼓风热吸干机、微气耗压缩热吸干机及零气耗压缩热吸干机为主。因微气耗鼓风热设备设计制造良莠不齐,能耗对比将此机型剔除。表3为简易的压缩热机型与微热机型的能耗对比。


可以看出,将微热等老旧机型改为压缩热机型,节能空间巨大。而为了更好的做能耗对比或者将空压站改造到更加节能,我们引入一级能效空压站设计理念,在设备中引入nianxiangyuan
末级热回收器。初步整理计算如表4。
可以看出引入热回收后,若计算热水带来的电能回收,整体收益巨大。通过对空压站系统的能效计算,可以有更加直观的印象。空压站需求,压力露点-40℃,流量140m3/min,计算过程设置了空压站必须的风机、电器、水泵等辅助设备电耗,其能效等级对应如表5。


计算结果未通过一级能效。

计算结果未通过一级能效。

计算结果通过一级能效。

计算结果通过一级能效。

计算结果通过一级能效,远超标准值。
由上述计算过程可看出,空压站的改造往节能方向改造主要是热回收、零气耗、低阻力等。上述计算结果会与实际测量数据有相当的出入,请谨慎引用,此计算过程只做参考方向。
推荐计算过程
根据T∕CGMA 033001-2018《压缩空气站能效分级指南》第6章能效分级要求,当压缩空气站输出为相同参数(压力、压力露点、含油量)的压缩空气时,按规定对缩空气站能效分级,综合输功效率应按下式计算:




η——压缩空气站综合输功效率;
δ——压缩热回收利用修正系数;
ηW——压缩空气站输功效率(以下简称“输功效率”);
ηR——压缩热能回收利用率;
ER——压缩空气站回收利用的热量,单位为千瓦小时(kW·h);
Ej——第j台乐虎电子游戏国际官网
组消耗的电量,单位为千瓦小时(kW·h);
Px——乐虎电子游戏国际官网
吸气压力(绝对压力)单位兆帕(MPa);
QZ——测量时间段内,压缩空气站供气平均流量(乐虎电子游戏国际官网
吸气状态),单位为立方米每分(m3/min);
t——测量周期时间,单位为小时(h);
Pz——压缩空气站供气压力(表压)单位为兆帕(MPa);
Ez——测量时间段内,压缩空气站用电总量,单位为千瓦小时(kW·h)。
当压缩空气站的同一系统输出不同压力露点,不同含油量品质的压缩空气时,应采用露点修正系数和(或)含油修正系数,修正到一致的露点和(或)含油量压缩空气品质后,对压缩空气站能效分级,综合输功效率η应按下式计算:





ηi——第i路压缩空气输功效率;
θi——第i路压缩空气气量占比;
mi——第i路压缩空气含油修正系数,当输出压缩空气含油量低于0.01mg/m3·mi=1.05;否则mi=l;
ni——第i路压缩空气干燥露点修正系数;
PX——乐虎电子游戏国际官网
吸气压力(绝对压力)单位兆帕(MPa);
Qi——测量时间段内,第i路供气平均流量(乐虎电子游戏国际官网
吸气状态),单位为立方米每分(m3/min);
PZi——第i路压缩空气站供气压力(表压)单位为兆帕(MPa);
Ei——测量时间段内,第i路综合用电量,单位为千瓦小时(kW·h);
QZ——测量时间段内,压缩空气站供气平均流量(乐虎电子游戏国际官网
吸气状态),单位为立方米每分(m3/min);
EZ——测量时间段内,压缩空气站用电总量,单位为千瓦小时(kW·h)。
压缩空气干燥机市场,保有量最大的是冷冻式压缩空气干燥机,虽然这个机型处理量都偏小,且装机功率也不大,但是全国范围内数量巨大,替换老旧或不合理设计的设备,可以为国家节省大量的电能。
我们以GA 200-7.5bar配置冷干机为例,-Reference conditions:-Absolute inlet pressure 1bar(14.5 psi).-Intake air temperature 20℃(68°F)。以市场上比较多的单筒管壳式冷干机及双筒体冷干机为例。设计计算结果如下:
其实上述结果,板换冷干机配置变频系统是为了应对环境温度引起的干燥机进气温度及风机效率的问题,可保证干燥效果且降低能耗。单筒管壳式是以双筒体同样装机功率反推所能达到的排气温度及排气压力露点。从计算结果可看出,更换新型板换冷干机节能效果显著。
三种机器外观如下:
我们应该避免或者拒绝关于单筒管壳式冷干机排气温度低代表冷却效果好的观点。相反,单筒体管壳式冷干机往往是省去了预冷器,预冷器在冷干机中的作用是利用被冷媒冷却的压缩空气与进气的高温潮湿气体换热,带走冷冻干燥过程中超过一半的热量,同时使被冷冻干燥的压缩空气复热。即在双筒体管壳式冷干机的排气口压缩空气状态是温度32.5℃,压力露点3℃,相对湿度RH 15.6%。
板换式冷干机排气口的压缩空气状态是:温度40℃,压力露点3℃,相对湿度RH 10.4%;而单筒体管壳式冷干机排气状态为:温度26.8℃,压力露点26.8℃,相对湿度RH 100%。而以上计算均为理论值,环境温度为15℃较低的时候,因汽水分离效率差,带有预冷器的冷干机露点会略有上升,但是因为不饱和度较大,空压站房管道内气体哪怕冷却至与室温相同,双筒体冷干机与板换冷干机均不会出现液态水。而单筒体冷干机,会因为管道降温,后端使用点会出现大量的冷凝水。
相反,若是江南地区梅雨较热的天气,又因为单筒体排气温度过低,导致空压站内的管道外壁出现大量的冷凝水,站房内顺着管道的位置大片水渍,既不安全又不美观,还需要打扫卫生。
实施方案2:螺杆机配套吸干机改造
我们还是以GA 200-7.5bar配置吸干机为例,Reference conditions:-Absolute inlet pressure 1bar(14.5psi)。-Intake air temperature 20℃(68°F)。以市场上比较多的无热、微热、微气耗鼓风、零气耗鼓风及最新的调峰型真空鼓风零气耗为例。设计计算结果下:
RV型真空零气耗鼓风热计算费用以江苏峰谷电为基准,因为其可以调峰,鼓风加热再生阶段全部自动调整至每天0:00-8:00。
最终算上冷却水等消耗,实际费用对比如下:
若改造周期以10年计算,则有如下结果:
由上述理论计算结果可知,单一台40立方的螺杆机后端干燥机改造,若针对无热微热机型,10年可节省数百万人民币费用。
实施方案3:离心机配套吸干机改造
我们以710(+)-7bar配置吸干机改造能耗对比,nianxiangyuan 入口条件为Free Air Delivery according to ASME PTC10 and ISO 5389.-Reference conditions:-Inlet pressure 1 bar(a)-Inlet temperature 35℃(95°F)-Humidity 60%-Cooling water temperature 26.7℃(80°F)需求露点-40℃,排除冷干机。市场上以微热吸干机、微气耗鼓风热吸干机、零气鼓风热吸干机、微气耗压缩热吸干机及零气耗压缩热吸干机为主。因微气耗鼓风热设备设计制造良莠不齐,能耗对比将此机型剔除。表3为简易的压缩热机型与微热机型的能耗对比。
可以看出,将微热等老旧机型改为压缩热机型,节能空间巨大。而为了更好的做能耗对比或者将空压站改造到更加节能,我们引入一级能效空压站设计理念,在设备中引入nianxiangyuan 末级热回收器。初步整理计算如表4。
可以看出引入热回收后,若计算热水带来的电能回收,整体收益巨大。通过对空压站系统的能效计算,可以有更加直观的印象。空压站需求,压力露点-40℃,流量140m3/min,计算过程设置了空压站必须的风机、电器、水泵等辅助设备电耗,其能效等级对应如表5。
计算结果未通过一级能效。
计算结果未通过一级能效。
计算结果通过一级能效。
计算结果通过一级能效。
计算结果通过一级能效,远超标准值。
由上述计算过程可看出,空压站的改造往节能方向改造主要是热回收、零气耗、低阻力等。上述计算结果会与实际测量数据有相当的出入,请谨慎引用,此计算过程只做参考方向。
推荐计算过程
根据T∕CGMA 033001-2018《压缩空气站能效分级指南》第6章能效分级要求,当压缩空气站输出为相同参数(压力、压力露点、含油量)的压缩空气时,按规定对缩空气站能效分级,综合输功效率应按下式计算:
η——压缩空气站综合输功效率;
δ——压缩热回收利用修正系数;
ηW——压缩空气站输功效率(以下简称“输功效率”);
ηR——压缩热能回收利用率;
ER——压缩空气站回收利用的热量,单位为千瓦小时(kW·h);
Ej——第j台乐虎电子游戏国际官网 组消耗的电量,单位为千瓦小时(kW·h);
Px——乐虎电子游戏国际官网 吸气压力(绝对压力)单位兆帕(MPa);
QZ——测量时间段内,压缩空气站供气平均流量(乐虎电子游戏国际官网 吸气状态),单位为立方米每分(m3/min);
t——测量周期时间,单位为小时(h);
Pz——压缩空气站供气压力(表压)单位为兆帕(MPa);
Ez——测量时间段内,压缩空气站用电总量,单位为千瓦小时(kW·h)。
当压缩空气站的同一系统输出不同压力露点,不同含油量品质的压缩空气时,应采用露点修正系数和(或)含油修正系数,修正到一致的露点和(或)含油量压缩空气品质后,对压缩空气站能效分级,综合输功效率η应按下式计算:
ηi——第i路压缩空气输功效率;
θi——第i路压缩空气气量占比;
mi——第i路压缩空气含油修正系数,当输出压缩空气含油量低于0.01mg/m3·mi=1.05;否则mi=l;
ni——第i路压缩空气干燥露点修正系数;
PX——乐虎电子游戏国际官网 吸气压力(绝对压力)单位兆帕(MPa);
Qi——测量时间段内,第i路供气平均流量(乐虎电子游戏国际官网 吸气状态),单位为立方米每分(m3/min);
PZi——第i路压缩空气站供气压力(表压)单位为兆帕(MPa);
Ei——测量时间段内,第i路综合用电量,单位为千瓦小时(kW·h);
QZ——测量时间段内,压缩空气站供气平均流量(乐虎电子游戏国际官网 吸气状态),单位为立方米每分(m3/min);
EZ——测量时间段内,压缩空气站用电总量,单位为千瓦小时(kW·h)。
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