压缩空气系统的节能pptConvertor.docx

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压缩空气系统的节能pptConvertor

压缩空气系统节能技术路线

工厂内用电设备

空气压缩机

空调设备

照明设备

电热设备

给排水设备

制造设备

动力设备

在中国，压缩机的能耗每年大约为2000亿KWh（相当于总耗电量的6%左右）。

压缩机耗电量若可以削减20％，则中国国内总能耗可减少1.2％。

另外，各种工厂设备所消耗电量中压缩机所消耗部分已经上升到全部的20～25％以上。

压缩机节能对策已成为最紧急的课题。

以节能20％为目标，共同致力于削减CO2的排放量。

空气压缩机消耗大量的电力

电费成本:

84%

初期成本：

7%

（压缩机、安装工程、附带设备）

选用节能效率和控制性能更佳的压缩机

维护成本:

9%

（定期保养和维护

以日立75kW级别油冷式螺杆压缩机为例

6000小时/年运转￥1/kWh

100％负荷下计算

＊12年平均成本

空气压缩机的生命周期成本大部分是

电费成本。

考虑单位能耗

压缩1m3空气所需费用是多少？

･･･简易的算法

电费

（元/kWh）

需要动力

（kWh）

单位能耗

（元／m3）

×

排气量×60

（m3/min）（min

＝

注）LCC：

LifeCycleCost

是0.1元？

是0.12元？

改善能耗成本･･･LCC与单位能耗

＊若平均空气使用量为70%

则电力成本也约为70%

空气压缩机的节能

空压机的节能

用气设备

气缸

喷嘴

喷射器

等

压缩机

辅助装置

干燥器

过滤器

储气罐

管道

节能需要压缩空气提供方和使用方双方的共同努力

电力使用减少

空气使用量的减少

压力损失

节能推进部门和设备使用部门的想法是否统一?

如果空压机压力设定值下降、确实可与节能相关联、但可能会给现场作业部门带来不安。

压缩空气、是花钱才能得到的，这方面相互先要取得共识。

・作为公司必须推进节能。

・为通过ISO标准、有必要尽早采取措施。

・领导指示提交年度削减计划。

现场部门

节能推进

合作很重要

・压力下降是否会引起压缩空气控制的设备误动作、出故障？

・压力下降是否会影响工作效率？

不安

例如：

是否有这样的声音„„

耗电量的掌握

是否已准确掌握压缩机用电量？

是否已准确掌握工厂内主要设备的用电量？

节能改善步骤

设备实际状态的掌握

对工厂内配管系统、运转设备、末端使用压力等是否已经准确掌握？

改善项目的明确化

明确可以改善的地方，做到削减目标数字化。

对于节能改善目标节能管理者和设备管理者之间要达成共同认识。

・

・

・

节能的实行

改善效果的验证

每年坚持进行改善工作

・压缩机整改

（变频化、容量和型号的匹配等）

・排气压力、使用末端压力的降低

・高/低压生产线分开

・改进换气设备、周围温度偏低

・配管的粗细・配管路径整改、管路泄露改善

・储气罐的設置、大型化

・台数控制

・最合适的容量控制

・定期进行改善状况的后续追踪

・

涡轮式

离心式压缩机利用叶片轮的离心力压缩空气。

往复式

往复式压缩机是容积式压缩机的代表机型，根据活塞和汽缸的原理来压缩空气。

螺杆式

螺杆式压缩机属于容积式压缩机，通过阴阳转子的啮合将空气吸入转子间的空隙进行压缩。

大容量压缩机

涡旋式

中容量压缩机

现在的主流机型

通过两个“涡旋”的啮合旋转来压缩空气

小容量压缩机

低振动、低噪音

特殊气体压缩机

大小均有

压缩机的种类不同节能对策也不相同？

容积型压缩机易进行节能改善

涡轮式压缩机；

轴流式压缩机；

节能改善较难

气动功率与流量/压力的关系

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＝pQlnー＝Qalnー

p

p

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）

こちらは、インバータＤＳＰの負荷特性を示します。

この上の青線が従来機、緑の線が新型機の負荷特性となります。

そしてこの線がインバータＤＳＰの負荷特性の線になります。

例えば、毎年８０００時間運転、７０％負荷時の条件では、従来機に対し、約１２％の節電、電力費で８６万円の低減になります。

气动功率与流量/压力的关系

流量1m3/min（ANR的流动空气的气动功率

こちらは、インバータＤＳＰの負荷特性を示します。

この上の青線が従来機、緑の線が新型機の負荷特性となります。

そしてこの線がインバータＤＳＰの負荷特性の線になります。

例えば、毎年８０００時間運転、７０％負荷時の条件では、従来機に対し、約１２％の節電、電力費で８６万円の低減になります。

螺杆压缩机

利于节能的压缩机。

降低压力时，空气量稍有增加，动力下降。

往复式压缩机

出乎意料地利于节能。

降低压力时，空气量增加，

动力也下降，一箭双雕。

涡轮压缩机

降低压力时，空气量增加，

但动力几乎无变化。

想要降低动力必须改变叶片的形状等。

各机型在排出压力变化时的性能特性

往复机在排气压力下降时空气量会增加。

螺杆机和往复机排气压力下降动力也下降。

螺杆机和往复机排气压力下降单位能耗比下降。

0.69

空气量比（％

轴功率比（％

单位能耗（％

こちらは、インバータＤＳＰの負荷特性を示します。

この上の青線が従来機、緑の線が新型機の負荷特性となります。

そしてこの線がインバータＤＳＰの負荷特性の線になります。

例えば、毎年８０００時間運転、７０％負荷時の条件では、従来機に対し、約１２％の節電、電力費で８６万円の低減になります。

●调查各设备使用压缩空气的用途。

空气量、最低需要压力（压力再低一点是否也能使用？

）

●根据不同的压力分别使用压缩机的方法是否可行？

（右下图）

●因管路压力损失而必须提高压缩机的运行压力时，考虑压缩机的移设或分散

设置。

改善措施示例

现在使用的压力是否合适？

确认空气压力变动情况

例如･･･各处同时连续计测压力变化

・压力损失‥‥‥‥‥‥‥‥‥确认最大压力损失为0.08MPa

・同一地方的压力变动‥‥‥‥确认峰谷的压力变动为0.05MPa

・工厂内最低供给压力‥‥‥‥确认压力最低为0.55MPa

整个系统的构成是否合适？

重新审视压缩机及周边设备

按照容量要求已进行了合适选择的组合，从节能角度考虑，系统也需对压力损失采取有效措施。

从节能角度来讲，选定大一号的设备是有好处的。

讨论费用和效果对比，选定真正符合客户需求的设备。

掌握和整改使用方的情况

有多少个、什么样的末端设备在使用压缩空气？

工厂管线布置

泄漏?

阻力较大的阀门

阻力较小的阀门

吹气枪

压力损失

压力大小是否合适

节能喷嘴

汽缸和节气阀

电磁阀

流量计

75KW螺杆压缩机2台（单段压缩）

全负荷运转0.69MPa状态下，排出压力下降至0.59MPa，压缩所需动力单段机可下降8.4%｡

按照以上情况2台75kW机一年按6000小时计算所能节省的电费如下：

（75kW机的输入功率=81kW，1kWh=15円）

81kWｘ2台ｘ0.084＝13.6ｋW

13.6kW×6000Hr×15￥/kWh

＝1224k￥／年（RMB75,888元/年

排出压力降低（卸载开始压力下降实现节能）

降低排出压力试验节能效果

电机输入功率（）

kW

降低排出压力时的效果实例

2段压缩机为例

节能效率方面，2段机比单段机理论上提高18%。

因为压缩方式不同，压缩的段数增加，压缩效率会提高。

若实际情况允许，需采用100KW以上的设备情况下推荐采用2段压缩。

压力降低0.1MPa

计算一下管线泄漏量。

（工厂设备停止状况下进行）

测定储气罐压力在稳定后（此时压力为P1）降低到P2所需的时间（t）。

工厂里可能存在这样的泄漏状况

配管内压力越高泄漏量越大

空气泄漏检查„压力和泄漏量的关系

＊年3000小时运行、空气单价按1ｍ3＝0.12RMB计算

泄漏

泄漏

Q：

泄漏量（m3/min）

C：

储气罐容量（m3）：

管道容积

Ps：

大气压力（MPa）

P1,P2：

压力（MPa）

ｔ：

压力从P1降至P2所需时间（min

①发出声音的泄漏要立即处理

②用手遮挡时能感觉到的要引起注意

③无负荷状态下，压缩机短时间发生加载运转时则有泄漏

④根据储气罐在充填后的压力下降时间推算泄漏量

以各科为单位，开展泄漏点检查、泄漏感知培训，定期进行改善

泄漏点的发现例：

软管（75%）、滤清器（15%）、阀门（10%）此外还需注意设备的内部泄漏、联结部、阀门、电磁阀等处的少量泄漏

配合

必须整个工厂一起参与改善活动（掌握数据：

泄漏点的明确）

定期进行泄漏检查（2次/年）

方法

在节假日或长假期间，检查有无泄漏声音、管道、设备设置场所的墙壁有无变色。

此外，也可在压缩机运转时通过负载率来掌握泄漏状况。

注意点

①埋设的管道无法检查其是否泄漏，因此不要埋设

②用肥皂水才能检查到的泄漏则没有问题（可不采取措施）

③各系统、设备不开机时，用一次侧的ON/OFF阀（开闭显示）停止送气

泄漏的改善需要各部门一起努力，否则难以见效

检查泄漏的一般方法

〇取組み

ＳＭＣで体感装置を製作。

巡回しているので利用すると良い。

穴径と元圧で損失金額を表示し、エア漏れが体験できる。

〇手法

③無負荷状態＝消費側の使用量がゼロである状態のこと。

④休日等非稼働時に空気槽の圧力低下時間を測定することで漏れ量が推定できる。

計算方法はハンドブックのタンクの充填時間式を使用する。

管路压力损失所产生的能量损失

功率损失=0.49kW

3.49

kW

大气温度

1000l/min（ANR

0.7MPa（G

大气温度

1000l/min（ANR

0.5MPa（G

3.00

kW

气动功率

〇空気圧縮機で作られた圧縮エアは、配管で消費機器へと伝達される。

〇圧縮機出口での圧力Ｐｉは圧力損失でＰｏになる。

また空気量Ｑｉは配管漏れによりＱｏになるため、消費機器直前での有効エネルギーは緑の面積範囲となる。

〇ピンクの範囲は損失。

〇漏れ損失は前述の通りであるから、配管の圧力損失について損失金額を評価すると、式のようになる。

（１）从压缩机到末端的输气管道要尽量配的粗一些

配管内的空气流速越高，压力损失越大。

因此请尽可能采用大一号尺寸的管道。

（２）对压力损失进行监控（注意过滤器、干燥机的压力损失）

过滤器类、干燥机的压损意外变化将直接引起能耗增加

定期测量且记录压缩机出口处和末端设备的压力损失，可以更容易采取相应措施。

（３）增设压缩机时要改变输气管道的尺寸

空气量增加时，压力损失也会加大。

压力损失与空气使用量的平方成正比。

让输气管路比压缩机排气配管配的大一些。

另外、考虑到节能、过滤器类、干燥机也比推荐机种选定的

大一些。

改善管路的压力损失･･･设备的压力损失和管内流速如何？

一般的布置

〇空気圧縮機で作られた圧縮エアは、配管で消費機器へと伝達される。

〇圧縮機出口での圧力Ｐｉは圧力損失でＰｏになる。

また空気量Ｑｉは配管漏れによりＱｏになるため、消費機器直前での有効エネルギーは緑の面積範囲となる。

〇ピンクの範囲は損失。

〇漏れ損失は前述の通りであるから、配管の圧力損失について損失金額を評価すると、式のようになる。

通过管路的空气压力的变化

不同配管口径压力损失的变化

・空气压力0.60MPa

・相当于100m直管的情况

不同空气压力时压力损失的变化

・配管直径80A

・相当于100m直管的情况

为减少压力损失要进行相应的管道设备计划

为降低管路的压力损失

①环状化来减少压力损失

②尽量减少弯曲（弯头）

③分隔阀尽量采用蝶阀替代球阀

④将1・1/2B增加到2B，压力损失仅约为1/4

⑤冷凝水蓄积会增大压损

⑥管路要带有斜面向下倾斜（1%程度）

⑦管路材质（选用不易生锈阻力小的材料）

⑧由主管路引出的支管路从上方引出

通过管路的空气速度的变化・・・配管环状化

使用负荷不平衡的状况下，将排出管路环状化，压力损失可减至1/4

有没有什么好办法呢？

单独运转时负荷各不相同，容量特性

不同的机器混杂在一起。

可用这样的方法！

（1确定主机，集中负荷

（在效率高的压缩机上进行容量控制）

（2坚决关停多余的压缩机

（3在不必要的时间段停机

（采用时间表运转）

有没有正在进行不必要的运转的压缩机？

变频机组合例

导入变频机

総括

压缩机耗电变化曲线

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:

0010:

0012:

0014:

0016:

0018:

00総括

了解一天压缩空气的使用量变化很重要。

（以汽车零部件制造工厂为例）

・4台压缩机（100kW24小时/天运转。

・空气使用量根据白天作业状况增加。

压缩机的运转台数是否适当

24小时运行设备

100kW压缩机×4台

一天平均25%（1台）的

压缩机可以停止

・100kW×4台

・24小时/天运转

・导入台数控制运转

・导入变频压缩机

年消耗电费

160万￥115万￥

＝

4

8

12

16

20

24

DUALタイプ

HISCREW

V-M组合2台

HISCREWmultiV

V-type4台

台数控制运转

多台压缩机的新控制方法...螺杆压缩机

HISCREWsingleＶ

V-type1台＋S-type2台

台数控制运转

Ｖ

原系统

用V型实现节能

V-M组合

M型

100

0100

使用空气量比（％）

Ｖ型

100

使用空气量比（％）

200

Ｖ型

改为一台11kW变频控制V型！

即可获得最佳节能效果

采用1台5.5kWV型+1台5.5kWM型的组合

可实现更为先进的新式控制

要对一台11kW电子控制

M型压缩机采取节能措施

节能部分

节能部分

多台压缩机的新控制方法„往复式压缩机

不发生压力过低的情况下以最少台数压缩机运转

压缩机多台控制运转

压缩机群专家控制系统

压力传感器

（空气罐

（压缩机）

工厂

・检测出压力，当压力在设定压力以下时增加空气量，在设定压力以上时减少空气量，按照以上方式向压缩机发出指令。

・根据指令控制压缩机加载、卸载以及启动、停止。

（压缩机）

（压缩机）

（压缩机）

U式：

吸入节流阀方式

负荷下降、排出压力上升时，通过吸入节流阀节流

以调整空气量。

连续使用空气、负荷变动小时有效，节能效果较低。

I式：

整体控制方式

负荷下降、排出压力上升至设定值时，完全关闭吸入节

流阀，并放出油罐内的压缩空气，使轴功率降低。

节能效果比U式好。

S（U+I）式：

新型控制方式

微电脑根据负荷大小自动选择U式、I式控制。

低负荷时降低油罐内的压力，从而降低动力。

与单独的U式控制相比节能效果更好。

M（U+I+P）微电脑式：

微电脑控制方式

根据负荷大小，在U式、I式、P式（自动停止）中选择

最合适的控制方式。

间歇使用空气、负荷变动较大时

有效。

节能效果比S式好。

V式：

转速可变的控制方式（变频）

通过压力传感器和变频器控制转速，使排出压力保持

一定。

可以获得一定压力，消耗动力特性和负荷成正

比，因此节能效果最佳。

螺杆压缩机的容量控制

I式

依据负载状况控制压缩机转速

调整转速减少不必要的动力消耗进行理想的容量控制。

可以保持必要最低压力安定供气

在压力0.69～0.59MPa间运转的压缩机，可通过搭载变频机的

压力一定控制使压力稳定在0.59MPa运转。

无负载时压缩机停止工作

防止无负载状况下持续运转，防止电力浪费。

37kw压缩机变成11kw压缩机

变频压缩机可实现理想的压缩和发挥省电性能V-TYPE

变频压缩机耗电削减事例

10

20

30

40

Time（2hr/div

耗电量kW

现在的耗电量

改善后的耗电量

･平均负载率52％

･用电量23,600kWh/月

诊断结果

・37kW变频压缩机×1台导入

･用电量削减34%

改善内容

■导入顺序

实施空气压缩机节能诊断（37kW旧型压缩机×1台实测

■投资和效果

・导入机37kW变频压缩机

･节能效果RMB7万元/年

■波及效果

・CO2削减（-34%有利于保护地球环境。

･结构部件的耐久性加强，大修周期延长

（每8年大修。

保养成本削减30%

2

6

10

14

18

22

如压缩机处于满负荷运转状态，可以考虑压缩机的大型化

（负载变动大的设备采用分割的方法也可以达到节能的效果

单位耗电

竟然有16％的差！

尝试能效更高的2段压缩机

150kW（2段压缩机

提案

负载变动较大

的情况下

采用2段压缩机

设定最低压力

无储气罐或储气罐容量小

合适的容量

交互运转的情况等

如果无储气罐或储气罐容量较小，当压缩空气多余时，压力就会急剧上升。

安全阀也会动作。

压力下降时，因为没有储备的空气，压力将急剧下降，可能导致末端设备的停止。

如果采用了交互运转或台数控制，也会出现另一台压缩机在不必要时起动的情况，产生浪费。

不必要的压力上升...

安全阀也会动作！

不必要的压力下降„

另一台压缩机起动

储气罐容量合适

可使系统工作平

稳，有利于节能。

标准为每kW配置

15～20L。

变频压缩机建议

为40L。

高效的使用方法･･･利用储气罐节能

高效的使用方法･･･低压化的一例

注意：

此方法对于需要大量的0.1MPａ以下的低压空气时效果明显。

并不是工厂内所有空气均要转换成此方法。

低压化是节能效率很好的一种方法。

依据喷嘴的形状某些状况下使用压缩机空气比较有效。

以除去水分灰尘为目的大量使用低压空气的情况下，用压缩机制造的空气吹风会造成动力损失。

这种情况下、局部采用如下图鼓风机的方法可以实现节能。

低压喷嘴

低压空气升压后提供给

需要高压的生产线。

（增压阀，增压器）

高效的使用方法･･･局部高压化的一例

压缩机提供压力

0.6MPa

0.8MPa

高压空气提供给必要的高压负荷设备

0.55MPa

低压负荷设备

减压后0.3MPa

低压负荷设备

减压后0.3MPa

增压压缩机

一般用空气

增压装置

降低总体压力，只对

需要高压处提高压力。

0.8～1.0MPa

增压装置

增压阀

工厂内所使用压缩空气不仅限于全部使用同一压力。

低压设备低压化、高压设备局部高压化的引进可以起到很大的节能效果。

对于局部高压，增压时请使用增压阀和增压压缩机。

（使用增压压缩机可以得到与多段压缩机同样出色的节能效果）

增压阀因不需要电源，具有使用方便，任何地方

均可安装等优点。

但增压阀需要排气量2倍的进气量作为来源空气。

例如、进气压力0.5MPa、需要压力0.8MPa、排出

风量500L/min的情况，增压装置需要1,000L/min的

空气。

其中500L/min是作为增压辅助空气排出。

无油增压压缩机，相当于1.5kW

高效的使用方法･･･通过增压阀和增压器实现节能

进行局部升压有增压阀和增压压缩机两种方法

增压压缩机将吸入空气量原封不动压缩后排出。

几乎没有因压缩而产生的空气量损失。

增压所需动力仅是压缩机所需动力，能耗较少。

节能优点：

使用1.5kW节省RMB7,400元/年

※计算条件：

电费RMB1元/kWh、6,000小时/年

进气压力：

0.5MPa

排气压力：

0.8MPa

需要空气量：

500L/min

0.5MPa

1000L/min

0.8MPa

500L/min

＊预防保养

充分利用保养期进行定期保养，

防止故障发生。

定期保养可以预防故障

有利于实现放心、安全、稳定的运转

定期保养有利于延长压缩机寿命

„也有利于节能

建议采用运转监视系统，

实现稳定可靠的管理

利用计测、诊断技术，

实现放心的运转管理

预防保养与保养周期･･･定期保养的必要性

吸入

过滤器

吐出し

持续使用压力损失增大的过滤器

将导致电力损耗增大

排出空气

0．69MPa

吸入空气

-1000mmAq的堵塞即

导致空气量减少10%

80

90

100

110

-500

-1000

（%

（mmAq

即减少10%

吸入过滤器的污染对节能有致命的影响

指示灯点亮

如果放置不管

吸入过滤器看起来很干净，但实

际已脏得出乎意料。

含碳粒子较

多时，吸入过滤器就更易堵塞。

吸入过滤器的污染带来的损失

吸入阻力

吸入空气量比

〇吸込みフィルタの目的を説明する。

〇目詰まりにより圧損が生じると、単位空気量あたりの消費電力が増加するので、省エネに反する。

〇日立圧縮機では、目詰まりセンサーを標準装備。

警報が出たら速やかに清掃または交換するようにする。

分散设置方式的优点和缺点

分散设置并

相互配合，

分散风险

缺点主要有：

日常检查、保养、定期整备等，每条生产线都要进行，管理较麻烦。

另外，压缩机出现故障时，整条生产线都会停止生产。

分散设置的压缩机通过配管相连･･･用分散集中方式解决

〇メリット・デメリットがある。

〇正解はない。

〇前段のアンケートでは併用型を目指すとされており、双方のメリットを取りたいと考えている。

缺点主要有：

管道施工工程费用高。

管道较长，易发生送气损失和泄漏。

即便仅需要少量空气的情况下也需要大型机运转。

集中设置方式的优点和缺点

〇メリット・デメリットがある。

〇正解はない。

〇前段のアンケートでは併用型を目指すとされており、双方のメリットを取りたいと考えている。

有局域网的环境

PHS・移动电话

可以利用LAN（局域网）通过办公室的电脑轻松地进行监控。

与维修服务部门的联系也很方便。

目前与电力监控一样，有着很大的社会需求。

运转监视系统（COSMOSⅡ･･･Next专用扩张

ﾓﾊﾞｲﾙPC

拨号上网

路由器

邮件服务器

调制解调器

服务提供商

英特网

服务器ﾞ

局域网

COSMOSⅡ

为了能更安心的使用重要设备，也可使用WEB控制器和远程监视

服务进行运转监视

还能使用最新技术对绝缘状况进行不间断监视

COSMOSⅡ具有邮件告知功能

COS-200N本体付属故障、警报发生时邮件通知功能。

（注意：

利用邮件服务器时需和服务提供商签约。

）

压缩机是工厂的重要动力来源

平时必须进行认真细致的检查

①日常检查（编写运转日志）

②定期检查

③出现异常时维修

④对电力、空气管路进行监控

出现异常时（空气压力低下）

立即赶到现场。

出现意外故障时，将会导致生产延误

或生产出不良产品。

保养维修人员的工作

工厂的保养（生产线）

紧急

重新审视保养维修

重点：

力求现场操作简单方便（无需复杂化）

将日常、定期管理内容文书化

导入