第六讲气动节能技术

1、1. 1. 气动系统实施节能的必要性气动系统实施节能的必要性2. 2. 压缩空气的能耗及其成本压缩空气的能耗及其成本3. 3. 气动系统的节能路线气动系统的节能路线4. 4. 压缩空气的不合理使用及其对策压缩空气的不合理使用及其对策5. 5. 怎样开展节能工作？怎样开展节能工作？2015年年1月国家能源局发布了月国家能源局发布了2014年全社会用电量数据年全社会用电量数据 工业压缩机用电工业压缩机用电占全国总用电量的 6%！中国全中国全国2014年总用电量5.5万亿度42%28%15%AC电源电磁阀压缩机空气AC电源气缸空气净化设备压缩空气喷枪典型气动系统DC电源96%3% 1% 气动系统的能

2、耗主要表现为压缩机的用电。使用分布用气设备喷嘴驱动元件泄漏压缩机的比能量表示输出单位体积压缩空气所需的平均耗电量 kWh/m3(ANR)压缩机的比能量因压缩机和输出压力而异0.08 0.12 kWh/m3(ANR)高效低效SMC第二工场主要型号压缩机的比能量：0.10 kWh/m3(ANR)压缩空气的电费注：输出压力为0.7MPa(G)0.04 0.10 元元/m3(ANR)SMC第二工场压缩空气的电费：0.08 元/m3(ANR)电费之外的成本 润 滑 油：约 1% 保 养 费：约 6% 设备折旧费：约 12%压缩空气的成本0.05 0.12 元元/m3(ANR)计19%以中型螺杆式压缩机为

3、例，年工作时间为4000小时。电费81%SMC第二工场压缩空气的成本：0.10 元/m3(ANR)气动功率的定义流动压缩空气所含有的能对外做有效功的机械动力。E pQ ln Qa ln pppapapa在空气压力等于大气压力时气动功率为零，压力越高气动功率越大。 绝对压力大气压力标准状态下的体积流量工况下的体积流量气动功率（Watt）流量 1 m3/min(ANR)的流动空气的气动功率0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.50.10.20.30.40.50.60.70.80.91Absolute pressure p(MPa)Air power P (kw)Expansio

4、n powerTransmission power气动功率(kW)空气绝对压力(MPa)功率损失功率损失 = = 0.49 kW3.49kW大气温度大气温度1000 l/min(ANR)0.7 MPa (G)大气温度大气温度1000 l/min(ANR)0.5 MPa (G)p1, Qa ap2, Qa a3.00kW气动功率压缩空气压缩空气配管压缩空气的“电力计”压缩空气Qa888.8 kW节能的第一步就是测量；气动功率仪将使得压缩空气的能耗表现更直观，便于现场对压缩空气能耗的管理。pdtpplnQpdtEEaaa流量流量压力压力时间时间流量压力时间减少泄漏，改善喷嘴，停止搅拌用气削减流量降

5、低设备供气压，摘除高压设备，减少配管压损降低压力停机断气，吹气连续改间歇，缩短吹气距离缩短时间时间电力停机能耗待机能耗生产能耗与生产产量成正比与待机设备成正比 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00生产能耗 + 待机能耗 + 停机能耗产量单位产量能耗 = 系数K + + 产量待机能耗产量停机能耗降低单位产量能耗的途径 提高产量： A）提高设备运行率B）提高生产效率C）降低不良率 减少待机能耗和停机能耗 降低系数K对象实施顺序1. 按实施难度： 易 -难2. 按实施效果： 大 -小实施确保原则1. 不降低生产设备的运行率和生产效率2. 不增加产品的不良率节能主要方向

6、削减耗气量降低供气压力优化压缩机运行泄漏气动喷嘴气动设备压缩机节能主要对象泄漏孔径泄漏量(0.7MPa压力下)气动功率损失折算成压缩机年耗电量(16h251day)0.5 mm17 l/min (ANR)60 W410 kWh1 mm68 l/min (ANR)239 W1,639 kWh2 mm272 l/min (ANR)955 W6,554 kWh4 mm1088 l/min (ANR)3,820 W26,216 kWh工厂中的空气泄漏：通常是供气总量的 550% 68 l/min (ANR)1,639 kWh/年直径 1 mm汽车制造工厂中的主要泄漏点的分布情况泄漏点件数0 年1-4

7、年5 年以上初期泄漏 510%使用泄漏 1030%寿命泄漏 6070%占全体泄漏的百分比加工型企业中喷嘴的耗气量50%喷嘴的参考理论吹力 = a Qa u大气密度大气状态下的流量喷嘴出口流速压缩空气 管内压力损失大 出口喷速小 流量大现状对策压缩空气 管内压力损失小 出口声速喷出 流量小0.6MPa(G)0.1MPa(G)0.6MPa(G)0.5MPa(G)现场喷嘴推荐喷嘴0.73 0.83 MPa(G)压缩机输送损失0.70 MPa(G)主管路衬套 压入机精修拉杆 拧紧机黄油 涂布机自动 检查机v 少数设备要求压力高；v 设备峰值流量过大，导致所在局部管路低于报警压力；v 对管路输送压力损失

8、估计不明，留有余地过大；v 流量与管路配置不匹配。0.73 0.83 MPa(G)压缩机0.63 0.73 MPa(G)压缩机E pQ ln Qa ln pppapapa降低 0.1MPa 输出压力可以使压缩机用电节省 8% 空气压缩压缩机loss100%Electricity35-75%Air Power空气净化 后冷却器，干燥机，过滤器loss30-68%Air Powerloss21-58%Air Power空气输送 管道压损，空气泄漏speed control & loss2-20%Work空气使用 气缸等效率偏低的环节: 气缸 压缩机把握现状 工作日及休息日24小时内压缩机的工作状况

9、及其耗电量变化； 压缩机进口风阻及出口压缩空气的温度、空气净化设备工作状况； 主供给管路的压力走势、管网分布、流量分配； 各生产设备实际供给压力和实际所需压力； 气动管网整体泄漏量、各设备内部泄漏量、各个泄漏点所在地； 气动喷枪供给压力、耗气量、工作时间、喷嘴尺寸及数量等； 气动工具的使用情况、设备内元件非工作时的供气情况； 找出问题?压缩机的工作方式是否合理？?压缩机及空气净化设备是否处于正常工作状态？?主供给管路的布管是否合理？有无压损过大的节点？?可否降低各生产设备供给压力？可否降低压缩机供给压力？ ?气动管网固定泄漏量是多少？车间中管路及设备内泄漏点所在？?气动喷枪的使用工况是否合理？喷嘴可否改进？?气动工具的使用工况是否合理？设备内非工作供气能否停止？?实施对策 对策制定符合三大节能方向： 1）优化压缩机运行； 2）降低供给压力； 3）削减耗气量。 对象实施顺序： 按实施难度： 易 - 难 按实施效果： 大 - 小 实施侧重三个环节中的三大对象：压缩机、泄漏、气动喷枪 实施中需确保的原则： 1）不降低生产设备的运行率； 2）不增加产