¿Son los compresores de aire centrífugos más eficientes energéticamente?
Con el continuo desarrollo de la industria de mi país, las propias empresas no sólo enfrentan una feroz competencia en el mercado, sino que también imponen requisitos estrictos sobre sus propios costos de producción y operación."Acelerar" significa "abrir".Compresores de aire centrífugos (en adelante, compresores de aire centrífugos) Como equipo de compresión de aire de uso general, los usuarios lo prefieren cada vez más debido a su aire comprimido sin aceite y su alta eficiencia operativa.
Sin embargo, la mayoría de los usuarios sólo tienen una comprensión conceptual de que "las centrífugas ahorran mucho energía".Saben que las centrífugas ahorran más energía que otras formas de compresión, como los compresores de tornillo sin aceite, pero no consideran esto sistemáticamente desde el producto en sí hasta el uso real.pregunta.
Por lo tanto, explicaremos brevemente el impacto de estos cuatro factores sobre “si una centrífuga ahorra energía” desde cuatro perspectivas: comparación de formas de compresión comúnmente utilizadas, diferencias en las marcas de centrífugas en el mercado, diseño de estaciones de compresión de aire centrífugas y análisis diario. mantenimiento.
1. Comparación de diferentes formas de compresión.
En el mercado del aire comprimido sin aceite existen dos categorías principales: máquinas de tornillo y centrífugas.
1) Análisis desde la perspectiva del principio de compresión del aire.
Independientemente de factores como el diseño del perfil del rotor de tornillo y el diseño de la relación de presión interna de cada marca, la holgura del rotor de tornillo es un factor clave que afecta la eficiencia.Cuanto mayor sea la relación entre el diámetro del rotor y el juego, mayor será la eficiencia de compresión.De manera similar, el diámetro del impulsor de la centrífuga y Cuanto mayor sea la relación de espacio entre el impulsor y la voluta, mayor será la eficiencia de compresión.
3) Comparación de la eficiencia integral entre teoría y práctica.
Una simple comparación de la eficiencia de una máquina no puede reflejar los resultados del uso real.Desde la perspectiva del uso real, el 80% de los usuarios tienen fluctuaciones en el consumo real de gas.Consulte la Tabla 4 para ver un diagrama típico de fluctuación de la demanda de gas del usuario, pero el rango de ajuste de seguridad de la centrífuga es solo del 70 % al 100 %.Cuando el consumo de aire excede el rango de ajuste, se producirá una gran cantidad de ventilación.La ventilación es un desperdicio de energía y la eficiencia general de esta centrífuga no será alta.
Si el usuario comprende completamente la fluctuación de su propio consumo de gas, la combinación de múltiples máquinas de tornillo, especialmente la solución de N+1, es decir, N tornillos de frecuencia fija + 1 convertidor de frecuencia, puede producir tanto gas como sea necesario, y el tornillo de frecuencia variable puede ajustar el volumen de gas en tiempo real.La eficiencia general es mayor que la de la centrífuga.
Por lo tanto, la parte inferior de una centrífuga no ahorra energía.No podemos considerar simplemente la fluctuación del consumo real de gas desde la perspectiva de los equipos.Si desea utilizar una centrífuga de 50~70 m³/min, debe asegurarse de que la fluctuación del consumo de gas esté dentro de 15~21 m³/min.rango, es decir, trate de asegurarse de que la centrífuga no esté ventilada.Si el usuario predice que la fluctuación de su consumo de gas superará los 21 m³/min, la solución de máquina de tornillo ahorrará más energía.
2. Diferentes configuraciones de centrífugas.
El mercado de las centrífugas está ocupado principalmente por varias marcas internacionales importantes, como Atlas Copco de Suecia, IHI-Sullair de Japón, Ingersoll Rand de Estados Unidos, etc. Según entiende el autor, cada marca básicamente solo produce la parte del impulsor de la centrífuga con tecnología central., otras partes adoptan un modelo de adquisición de proveedores global.Por tanto, la calidad de las piezas también tiene un impacto importante en la eficiencia de toda la máquina.
1) Motor de alto voltaje que acciona el cabezal centrífugo.
La eficiencia del motor tiene un gran impacto en la eficiencia general de la centrífuga y se configuran motores con diferentes eficiencias.
En GB 30254-2013 “Límites de eficiencia energética y niveles de eficiencia energética de motores asíncronos de jaula trifásicos de alto voltaje” promulgada por el Comité Nacional de Estándares, cada nivel de motor se divide en detalle.Los motores con eficiencia energética mayor o igual al Nivel 2 se definen como motores de ahorro de energía.Creo que con la mejora y promoción continua de este estándar, el motor se utilizará como un criterio importante para juzgar si la centrífuga ahorra energía.
2) Mecanismo de transmisión: acoplamiento y caja de cambios
El impulsor de la centrífuga es impulsado por un aumento de velocidad de engranaje.Por lo tanto, factores como la eficiencia de transmisión del acoplamiento, la eficiencia de transmisión de los sistemas de engranajes de alta y baja velocidad y la forma de los cojinetes afectarán aún más la eficiencia de la centrífuga.Sin embargo, los parámetros de diseño de estas piezas han sido determinados. Como los datos confidenciales de cada fabricante no se divulgan al público, solo podemos emitir juicios simples a partir del proceso de uso real.
a.Acoplamiento: desde la perspectiva de la operación a largo plazo, la eficiencia de transmisión del acoplamiento laminado seco es mayor que la del acoplamiento de engranajes, y la eficiencia de transmisión del acoplamiento de engranajes disminuye rápidamente.
b.Sistema de aumento de velocidad de marcha: si la eficiencia de la transmisión disminuye, la máquina producirá mucho ruido y vibración.El valor de vibración del impulsor aumentará en un corto período de tiempo y la eficiencia de transmisión disminuirá.
C.Cojinetes: se utilizan cojinetes deslizantes de varias piezas, que pueden proteger eficazmente el eje de alta velocidad que impulsa el impulsor y estabilizar la película de aceite, y no desgastarán el casquillo del cojinete al arrancar y detener la máquina.
3) sistema de refrigeración
El impulsor de cada etapa de la centrífuga debe enfriarse después de la compresión antes de pasar a la siguiente etapa de compresión.
a.Enfriamiento: El diseño del enfriador debe considerar completamente el impacto de la temperatura del aire de entrada y la temperatura del agua de enfriamiento en el efecto de enfriamiento en diferentes estaciones.
b.Caída de presión: cuando el gas pasa a través del enfriador, se debe minimizar la caída de presión del gas.
C.Precipitación de agua de condensación: cuanto más agua de condensación precipite durante el proceso de enfriamiento, mayor será la proporción de trabajo realizado por el impulsor de la siguiente etapa sobre el gas.
Cuanto mayor sea la eficiencia de compresión de volumen
d.Drene el agua condensada: descargue rápidamente el agua condensada del enfriador sin provocar fugas de aire comprimido.
El efecto de enfriamiento del refrigerador tiene un gran impacto en la eficiencia de toda la máquina y también pone a prueba la solidez técnica de cada fabricante de centrífugas.
4) Otros factores que afectan la eficiencia de la centrífuga.
a.La forma de la válvula de ajuste de entrada de aire: la válvula de paleta guía de entrada de aire de varias piezas puede pregirar el gas durante el ajuste, reducir la rectificación del impulsor de primer nivel y reducir la relación de presión del impulsor de primer nivel, por lo tanto mejorando la eficiencia de la centrífuga.
b.Tubería entre etapas: el diseño compacto del sistema de tuberías entre etapas puede reducir efectivamente la pérdida de presión durante el proceso de compresión.
C.Rango de ajuste: un rango de ajuste más amplio significa menos riesgo de ventilación y también es un indicador importante para probar si una centrífuga tiene capacidades de ahorro de energía.
d.Recubrimiento de la superficie interior: La temperatura de escape de cada etapa de compresión de la centrífuga es de 90~110°C.El buen revestimiento interno resistente a la temperatura también es garantía de un funcionamiento eficiente y a largo plazo.
3. Etapa de diseño de la estación compresora de aire.
El diseño del sistema de estaciones compresoras de aire centrífugas se encuentra todavía en una etapa relativamente extensa, lo que se refleja principalmente en:
1) La producción de gas no satisface la demanda
El volumen de gas de una estación compresora de aire se calculará en la etapa de diseño contando los puntos de consumo de gas y multiplicándolos por coeficientes de uso simultáneos.Ya hay margen suficiente, pero la compra real debe cumplir con las condiciones laborales máximas y más desfavorables.Además de los factores de selección de la centrífuga, según los resultados reales, el consumo real de gas es en su mayoría menor que la producción de gas del compresor comprado.Junto con la fluctuación del consumo real de gas y la diferencia en las capacidades de ajuste de varias marcas de centrífugas, la centrífuga se someterá a ventilación periódica.
2) La presión de escape no coincide con la presión del aire.
Muchas estaciones de compresores de aire centrífugos solo tienen 1 o 2 redes de tuberías de presión, y las centrífugas se seleccionan en función del punto de presión más alto.Sin embargo, de hecho, el punto de presión más alto representa una pequeña proporción de la demanda de gas, o hay más necesidades de gas a baja presión.En este punto, es necesario reducir la presión a través de una válvula reductora de presión aguas abajo.Según datos autorizados, cada vez que la presión de escape de la centrífuga se reduce en 1 barg, el consumo total de energía operativa se puede reducir en un 8%.
3) El impacto del desajuste de presión en la máquina
Una centrífuga es más eficiente sólo cuando opera en el punto de diseño.Por ejemplo, si una máquina está diseñada con una presión de descarga de 8 barg y la presión de descarga real es de 5,5 barg, se debe hacer referencia al consumo de energía operativa real de 6,5 barg.
4) Gestión insuficiente de las estaciones compresoras de aire.
Los usuarios creen que mientras el suministro de gas sea estable para garantizar la producción, primero se puede dejar de lado todo lo demás.Se ignorarán las cuestiones o puntos de ahorro de energía mencionados anteriormente.Entonces, el consumo de energía real en funcionamiento será mucho mayor que el estado ideal, y este estado ideal podría haberse logrado mediante cálculos más detallados en la etapa inicial, simulación de las fluctuaciones reales del gas, divisiones de presión y volumen de gas más detalladas, y selección y combinación más precisas.
4. El impacto del mantenimiento diario en la eficiencia
El mantenimiento de rutina también juega un papel importante para determinar si la centrífuga puede funcionar de manera eficiente.Además de los tres filtros y un aceite convencionales para equipos mecánicos y la sustitución de los sellos del cuerpo de las válvulas, las centrífugas también deben prestar atención a los siguientes puntos:
1) Partículas de polvo en el aire.
Después de que el filtro de entrada de aire filtre el gas, todavía entrará polvo fino.Después de mucho tiempo, se depositará en el impulsor, el difusor y las aletas del enfriador, afectando el volumen de entrada de aire y, por tanto, la eficiencia general de la máquina.
2) Características del gas durante la compresión.
Durante el proceso de compresión, el gas se encuentra en un estado de sobresaturación, alta temperatura y alta humedad.El agua líquida del aire comprimido se combinará con el gas ácido del aire, provocando corrosión en la pared interior del gas, el impulsor, el difusor, etc., afectando el volumen de entrada de aire y reduciendo la eficiencia..
3) Calidad del agua de refrigeración
Las diferencias en la dureza de los carbonatos y la concentración total de partículas suspendidas en el agua de refrigeración provocan incrustaciones e incrustaciones en el lado del agua del enfriador, lo que afecta la eficiencia del intercambio de calor y, por lo tanto, afecta la eficiencia operativa de toda la máquina.
Las centrífugas son actualmente el tipo de compresor de aire más eficiente del mercado.En el uso real, para realmente “aprovechar todo al máximo y disfrutar de sus efectos”, los fabricantes de centrífugas no sólo necesitan desarrollar continuamente productos más eficientes;al mismo tiempo, preciso También es particularmente importante hacer un plan de selección que se acerque a la demanda real de gas y logre "cuánto gas se usa para producir tanto gas y qué alta presión se usa para producir tanta presión". .Además, fortalecer el mantenimiento de las centrífugas también es una garantía confiable para el funcionamiento estable y eficiente de las centrifugadoras a largo plazo.
A medida que las centrífugas se utilizan cada vez más, esperamos que cada vez más usuarios no sólo sepan que "las centrífugas ahorran mucho energía", sino que también puedan alcanzar objetivos de ahorro de energía desde la perspectiva del diseño, operación y mantenimiento. de todo el sistema, y mejorar la propia eficiencia de la empresa.Competitividad, ¡haz tu propia contribución para reducir las emisiones de carbono y mantener una tierra verde!
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