综述
SUMMARY

压缩机增存量市场节能趋向论述

   前言
  据全国能源基础与标准化委员会的有关统计资料显示,工业空气压缩机系统年耗电量约占全国总发电量的6%-9%左右,在高耗电设备中仅次于风机、水泵,排名第三。 
  节能环保,无论是从减轻环境负担,还是打破对外贸易壁垒等方面考虑,节能环保之路都将成为压缩机发展的主流趋势。从2011年以来,行业对压缩机能效等级的追求进入新阶段,大家不再仅仅满足于能效达标、合格,而是追求更高要求,有些企业的全系列产品甚至达到了一级能效。这不仅与国家的节能环保要求和对于能效的鼓励与扶持政策有关,也与陡然变差的压缩机市场形势关联极大。
  可以预见,节能环保将会是压缩机行业未来长久的发展方向和趋势。
  根据国家压缩机行业协会的统计,压缩机的运行功耗占压缩机总成本的70%~80%左右,如果选型不当,此数据甚至更高。
  “能效是最重要的第一能源(Energy efficiency is the first fuel)”。这是国际能源署署长Fatih Birol 先生在2019年7月召开的第四届“全球能效大会”上重申的理念。中国早就开始关注能源效率。容积式空气压缩机能效推广更是走在了世界前列。2003年中国发布了《容积式空气压缩机能效限定值和能效等级》国家标准GB19153-2003,2009年升级了第二版GB19153-2009,2019年再次升级发布了GB19153-2019版,该版本已于2020年7月1日实施。
 
  一、节能空压机的市场前景
  节能--就是尽可能地减少能源消耗量,生产出与原来同样数量、同样质量的产品;或者是以原来同样数量的能源消耗量,生产出比原来数量更多或数量相等质量更好的产品。
  提到节能,很多用户往往有一个错误的认知,认为自己购买了节能型的空压机就一定可以节能。殊不知,节能既有空压机本身的因素,还涉及到后处理设备的能效、管路系统的合理性、各设备之间的匹配性、以及各个设备参数设置的合理性等。
  存量与增量市场并存,节能产品的最大市场在存量市场的更新替换。
压缩机增存量市场节能趋向论述
  1.1 双级压缩的节能原理
  根据工程热力学理论,空压机在压缩过程中等温压缩最省功。但在现实中,对于等温压缩,要使气体热量随时与外界交换,压缩气体温度与外界保持一样是不可能实现的,这只是制造厂家在产品设计生产中努力的方向。为降低压缩后的气体温度和提高空压机效率、尽可能向等温压缩过程靠近(或降低多变指数m值),制造厂家在空压机设计过程中采取了多种措施。在压缩过程中喷入一定量的冷却油以降低排气温度和分级压缩、进行级间冷却来接近于等温压缩的方式是现阶段空压机设计过程中为提高效率而采取的常用措施。
  双级压缩喷油螺杆空压机就是在上述两种方式的基础上,在两级压缩过程中将喷油的冷却功能充分完善,再加上级间冷却,在确保冷凝温度基础之上,尽量的接近于等温压缩,实现节能的目的。
  同时,因为双级压缩螺杆机的压缩比低,其在压缩过程中的“内泄漏量”与同功率、同等排气压力的单级压缩螺杆机相比要大大降低,反之即提高了排气流量,意味着效率提升,即比功率的降低。
  空气经过一级主机压缩后,在进入二级之前应用雾化强制油冷,降低二级主机的吸气温度,使得空气在整个压缩过程更接近等温压缩,提高压缩过程的绝热效率,双级主机的绝热效率比单级主机的绝热效率提高了10-15%,降低了压缩能耗。
  双级节能主机采用等内压比设计,每一级的压比都比较小,使得压缩过程中转子间的内泄量减小,大大提高了转子压缩过程的容积效率,单级压缩主机的容积效率一般最大只有90%左右,二双级节能主机的容积效率可达93%左右。
 
  双级主机内置齿轮传动单元,通过齿轮传动使得一二级主机转子在合理的转速下工作,进一步提高主机的容积效率和绝热效率。以上就是双级压缩螺杆机的节能原理核心所在。
 
  二、实际应用案例
  某生产汽车部件的企业,有数台空压机用于生产线中,而且都是属于二级能效单级压缩的双螺杆压缩机。
压缩机增存量市场节能趋向论述
  该设备出厂日期为2015年7月,已经使用6年多了。根据其铭牌数据显示,排气压力0.8MPa,排气量21m3/min,配套功率为120kW。经过实测,目前该机器排气量为20m3/min左右,而功率在0.55MPa时已经达到了130kW。
压缩机增存量市场节能趋向论述
  如果压力达到其铭牌上的额定压力,功率将高达140kW左右,比功率也会达到7.0kW.m3.min-1(机组比功率=机组功率/机组容积气量)。
  目前的产出成本=(功率×电费)/(排 气量×60)=(130×0.8)/(20×60)=0.087元/m3
  也就是说每立方气是用0.087元的代价换来的。
  综上测试结果来看,目前该机器效率下降耗功严重。空压机产生的每立方的压缩空气都是通过消耗一定的电能来得到的,其中电费的消耗显而易见。
  根据实测的数据,我们将使用90kW的双级螺杆机取代原120kW的单级机器,在同等气量和压力的情况下,功率可大幅降低。
  根据我们的实测数据,双级压缩的空压机在额定压力下满载运行时最大功率为114kW,实测排气量为19.61m3/min ,每小时的排气量为19.61×60=1176.6m3
  双级的产气成本=(功率×电费)/(每小时的排气量)=114×0.8/1176.6=0.077元/m3
  主要数据对比见下表:
压缩机增存量市场节能趋向论述
  该企业空压机的年运行时间在6000小时左右,仅一台空压机的年排气量约在700万m3左右,每立方气的成本虽然相差微不足道的0.01元,但是聚沙成塔,集腋成裘,一年下来仅电费一项就相差7万元左右。
  在我们的建议下,用户安装了流量计和电表用以检测分析实际功耗,由于实际中的各种压力损失、跑冒滴漏的存在,用户在经过1个月的统计后发现原有旧设备的产气成本高达0.2元/m3,后来在更换了我们的双级设备后,产气成本在0.11元/m3。更换后每年给用户带来的是几十万的收益。同时也直接降低了用户的产品成本,提升了其产品竞争力。
 
  结束语
  就目前的市场而言,空压机的增量市场十分有限且竞争残酷,而空压机的存量市场则是一个庞大的市场。据有关资料统计,近几年空压的市场60%左右是来自节能技改、淘汰换新。
  节能空压机的应用不仅每年可节省大量的电力资源,降低能源的消耗,减少对环境的污染。同时也降低了每个使用企业的生产制造成本,提升了企业的竞争力。
  节能减排就是要落实在实际的行动上,贯穿于生产制造以及使用的每个环节当中。我国也对世界庄严承诺:2030年前实现“碳达峰”,2060年前实现“碳中和”的目标。这不仅仅是国家的责任,更是每个企业的社会责任。道阻且长,行则将至。
压缩机增存量市场节能趋向论述

微信小程序看杂志

  • 温馨提示:如果您喜欢本文,请与我们联系索取原文。
    E-mail: magazine@compressor.cn