浅议狭义产品生命周期的持续节能发表时间:2022-03-08 09:34 气老板智慧气源站,是在压缩空气系统中,对生命周期内各流程设备以智能化、精细化控制手段进行管理,从而让系统持续节能运行的压缩空气站,通过气老板的管理,同时也增长了各设备的生命周期。其实,任何一种商品进入市场,都是要经历生长(引入)阶段、发展(成长)阶段、稳定(成熟)阶段和衰退(淘汰)等四个阶段。如何让一种商品在生命周期内发挥它最大的价值以及增长它的生命周期,关键在于它在生命周期内的精细的维保管理。 ![]() 大部分情况下,一个完整的压缩空气系统,主要包括压缩空气生产设备,后处理设备,管网系统。整个压缩空气系统事实上涉及到的技术学科很广,包括且不限于热力学,流体力学(空气动力学),电机工程学,电气控制,包括最新的IOT等等…… 压缩机空气系统的节能本身也是一门大学问,本文试图摘取其中的一个小点,即生产压缩空气的设备-空压机的节能特性及合理的保养时机做一些浅显的探讨。又因空压机的种类繁多,这里只对当前市场占有率较高的永磁变频空压机为例阐述。 ![]() 1.1系统设计 一台稳定,节能的永磁变频空压机,系统设计是否合理至关重要,空压机的几大基本系统,包括主机、电机、油分系统,冷却系统,控制系统、管路等,并非是简单的堆砌。 比较理想的空压机系统设计,一个是各主要部件的选择最为合理,各部件的连接压差控制到最小,油分系统处理效果最佳,冷却系统满足客户需求等。另外系统的冗余设计也相当重要。 1.2主机效率 主机效率如何直接影响整机综合效率。 大量的实验数据是设计的基础,比如主机的选型,目前市场上主机品牌较多,在设计之初,应充分了解主机的性能参数,明确主机的最佳效率点,转速,喷油量等关键因素。理想状态下,整机性能最优的状况,是绝大部分时间均运行在主机最适合的压力和气量下的,但出于制造成本考虑,并不能针对某个特定的压力,特定的流量范围去定制化设计主机,故实际主机运行的转速并非一直能保证在最佳效率点。所以在主机的选型上又需要考虑实际运行工况,从而找到现有条件下最适合,性能最优的主机。 1.3电机效率 永磁同步电机能效与三相异步电机的能效差异 ![]() 我们在用气过程当中,会有用气量的波动,体现在电机上就是负载的变化。如果用异步变频驱动,我们从效率曲线上看,异步电机的效率变化相当大,除非一直运行在效率曲线的最高点,否则在频率下降等情况下,异步电机效率下降较大,而永磁电机的效率曲线,变化较小,可以认为是一直维持在高效率状态。 1.4驱动效率 变频器的驱动效率 变频器的损耗有三部分组成,整流损耗约占40%,逆变损耗约占50%,控制回路损耗占10%。其前两项损耗是随着变频器的容量、负荷、拓扑结构的不同而变化的,而控制回路损耗不随变频器容量、负荷而变化。变频器采用大功率自关断开关器件等现代电力电子技术,其整流损耗、逆变损耗等都比传统电子技术中整流损耗小,根据有关文献资料,变频器在额定状态运行时,其效率为86.4%~96%,随着变频器功率增大而得以提高。同时不同厂家的效率也有高低之分。选用稳定性好,效率较高的变频器也是提高整机效率的一个手段之一。 二、保养时机 2.1 综合运行成本分析 举例以一台132kw永磁变频双级空压机为例,计算运行成本,假定用户现场用气量较为稳定。 购置成本:30万元 保养成本:2万元/4000h 电费成本:150kw/h; 150kwh*24小时*300天=108kwh(如电费0.8元/度);一年电费约为 86.4万元。 5年期综合运行成本 30(单次购置成本)+2*2*5(5年期保养费用)+86.4*5(5年期电费)=482万元 购置成本占比 6.2% 保养成本占比 4.1% 电费成本占比 89.7% 从上述分析可以看出,节能的重点在于电费,在购置成本的投入及保养成本的投入占比很低,但是在这两个方面的投入又直接影响了电费成本! 2.2 按时保养与按需保养的对比 在目前行业内比较通行的做法是按时保养,一般在3000小时或者4000小时保养一次,这种保养方法其实是一种比较中庸的做法,存在的可能是,要么已经过了最佳保养时间,即空滤,油分,油滤等的压差已经偏大,设备已经处于不是最佳节能状态,要么就是各个部件的压差还在可接受的范围之类,无需保养,事实上可以看作是过度保养。 理论上最佳的保养时机是,各耗材部件设定一个标准压差范围,压差超标,即进行保养,而不是以时间去衡量,从短期来看,可能会增大保养成本,但从产品的生命周期角度来看,始终让设备处于一个最佳节能状态,在创造的节能效益面前,增加的保养成本可能不值一提。 三、稳定压倒一切 从更宏观一点的角度来看,设备的稳定性压倒一切,无论是保养停机,故障停机,维修停机等,都将对生产造成比较大的影响,如若用备机解决这一问题,又将造成比较大的设备投入浪费。所以,从空压机设备来看,着重点关键词的排序依次应该是 稳定、节能、易维护、高性价比。 |