第六講氣動(dòng)節(jié)能技術(shù)

1、1. 1. 氣動(dòng)系統(tǒng)實(shí)施節(jié)能的必要性氣動(dòng)系統(tǒng)實(shí)施節(jié)能的必要性2. 2. 壓縮空氣的能耗及其成本壓縮空氣的能耗及其成本3. 3. 氣動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能路線氣動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能路線4. 4. 壓縮空氣的不合理使用及其對(duì)策壓縮空氣的不合理使用及其對(duì)策5. 5. 怎樣開(kāi)展節(jié)能工作？怎樣開(kāi)展節(jié)能工作？2015年年1月國(guó)家能源局發(fā)布了月國(guó)家能源局發(fā)布了2014年全社會(huì)用電量數(shù)據(jù)年全社會(huì)用電量數(shù)據(jù) 工業(yè)壓縮機(jī)用電工業(yè)壓縮機(jī)用電占全國(guó)總用電量的 6%！中國(guó)全中國(guó)全國(guó)2014年總用電量5.5萬(wàn)億度42%28%15%AC電源電磁閥壓縮機(jī)空氣AC電源氣缸空氣凈化設(shè)備壓縮空氣噴槍典型氣動(dòng)系統(tǒng)DC電源96%3% 1% 氣動(dòng)系統(tǒng)的能

2、耗主要表現(xiàn)為壓縮機(jī)的用電。使用分布用氣設(shè)備噴嘴驅(qū)動(dòng)元件泄漏壓縮機(jī)的比能量表示輸出單位體積壓縮空氣所需的平均耗電量 kWh/m3(ANR)壓縮機(jī)的比能量因壓縮機(jī)和輸出壓力而異0.08 0.12 kWh/m3(ANR)高效低效SMC第二工場(chǎng)主要型號(hào)壓縮機(jī)的比能量：0.10 kWh/m3(ANR)壓縮空氣的電費(fèi)注：輸出壓力為0.7MPa(G)0.04 0.10 元元/m3(ANR)SMC第二工場(chǎng)壓縮空氣的電費(fèi)：0.08 元/m3(ANR)電費(fèi)之外的成本 潤(rùn) 滑 油：約 1% 保 養(yǎng) 費(fèi)：約 6% 設(shè)備折舊費(fèi)：約 12%壓縮空氣的成本0.05 0.12 元元/m3(ANR)計(jì)19%以中型螺桿式壓縮機(jī)為

3、例，年工作時(shí)間為4000小時(shí)。電費(fèi)81%SMC第二工場(chǎng)壓縮空氣的成本：0.10 元/m3(ANR)氣動(dòng)功率的定義流動(dòng)壓縮空氣所含有的能對(duì)外做有效功的機(jī)械動(dòng)力。E pQ ln Qa ln pppapapa在空氣壓力等于大氣壓力時(shí)氣動(dòng)功率為零，壓力越高氣動(dòng)功率越大。 絕對(duì)壓力大氣壓力標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量工況下的體積流量氣動(dòng)功率（Watt）流量 1 m3/min(ANR)的流動(dòng)空氣的氣動(dòng)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氣動(dòng)功率(kW)空氣絕對(duì)壓力(MPa)功率損失功率損失 = = 0.49 kW3.49kW大氣溫度大氣溫度1000 l/min(ANR)0.7 MPa (G)大氣溫度大氣溫度1000 l/min(ANR)0.5 MPa (G)p1, Qa ap2, Qa a3.00kW氣動(dòng)功率壓縮空氣壓縮空氣配管壓縮空氣的“電力計(jì)”壓縮空氣Qa888.8 kW節(jié)能的第一步就是測(cè)量；氣動(dòng)功率儀將使得壓縮空氣的能耗表現(xiàn)更直觀，便于現(xiàn)場(chǎng)對(duì)壓縮空氣能耗的管理。pdtpplnQpdtEEaaa流量流量壓力壓力時(shí)間時(shí)間流量壓力時(shí)間減少泄漏，改善噴嘴，停止攪拌用氣削減流量降

5、低設(shè)備供氣壓，摘除高壓設(shè)備，減少配管壓損降低壓力停機(jī)斷氣，吹氣連續(xù)改間歇，縮短吹氣距離縮短時(shí)間時(shí)間電力停機(jī)能耗待機(jī)能耗生產(chǎn)能耗與生產(chǎn)產(chǎn)量成正比與待機(jī)設(shè)備成正比 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00生產(chǎn)能耗 + 待機(jī)能耗 + 停機(jī)能耗產(chǎn)量單位產(chǎn)量能耗 = 系數(shù)K + + 產(chǎn)量待機(jī)能耗產(chǎn)量停機(jī)能耗降低單位產(chǎn)量能耗的途徑 提高產(chǎn)量： A）提高設(shè)備運(yùn)行率B）提高生產(chǎn)效率C）降低不良率 減少待機(jī)能耗和停機(jī)能耗 降低系數(shù)K對(duì)象實(shí)施順序1. 按實(shí)施難度： 易 -難2. 按實(shí)施效果： 大 -小實(shí)施確保原則1. 不降低生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行率和生產(chǎn)效率2. 不增加產(chǎn)品的不良率節(jié)能主要方向

6、削減耗氣量降低供氣壓力優(yōu)化壓縮機(jī)運(yùn)行泄漏氣動(dòng)噴嘴氣動(dòng)設(shè)備壓縮機(jī)節(jié)能主要對(duì)象泄漏孔徑泄漏量(0.7MPa壓力下)氣動(dòng)功率損失折算成壓縮機(jī)年耗電量(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工廠中的空氣泄漏：通常是供氣總量的 550% 68 l/min (ANR)1,639 kWh/年直徑 1 mm汽車(chē)制造工廠中的主要泄漏點(diǎn)的分布情況泄漏點(diǎn)件數(shù)0 年1-4

7、年5 年以上初期泄漏 510%使用泄漏 1030%壽命泄漏 6070%占全體泄漏的百分比加工型企業(yè)中噴嘴的耗氣量50%噴嘴的參考理論吹力 = a Qa u大氣密度大氣狀態(tài)下的流量噴嘴出口流速壓縮空氣 管內(nèi)壓力損失大 出口噴速小 流量大現(xiàn)狀對(duì)策壓縮空氣 管內(nèi)壓力損失小 出口聲速?lài)姵?流量小0.6MPa(G)0.1MPa(G)0.6MPa(G)0.5MPa(G)現(xiàn)場(chǎng)噴嘴推薦噴嘴0.73 0.83 MPa(G)壓縮機(jī)輸送損失0.70 MPa(G)主管路襯套 壓入機(jī)精修拉桿 擰緊機(jī)黃油 涂布機(jī)自動(dòng) 檢查機(jī)v 少數(shù)設(shè)備要求壓力高；v 設(shè)備峰值流量過(guò)大，導(dǎo)致所在局部管路低于報(bào)警壓力；v 對(duì)管路輸送壓力損失

8、估計(jì)不明，留有余地過(guò)大；v 流量與管路配置不匹配。0.73 0.83 MPa(G)壓縮機(jī)0.63 0.73 MPa(G)壓縮機(jī)E pQ ln Qa ln pppapapa降低 0.1MPa 輸出壓力可以使壓縮機(jī)用電節(jié)省 8% 空氣壓縮壓縮機(jī)loss100%Electricity35-75%Air Power空氣凈化 后冷卻器，干燥機(jī)，過(guò)濾器loss30-68%Air Powerloss21-58%Air Power空氣輸送 管道壓損，空氣泄漏speed control & loss2-20%Work空氣使用 氣缸等效率偏低的環(huán)節(jié): 氣缸 壓縮機(jī)把握現(xiàn)狀 工作日及休息日24小時(shí)內(nèi)壓縮機(jī)的工作狀況

9、及其耗電量變化； 壓縮機(jī)進(jìn)口風(fēng)阻及出口壓縮空氣的溫度、空氣凈化設(shè)備工作狀況； 主供給管路的壓力走勢(shì)、管網(wǎng)分布、流量分配； 各生產(chǎn)設(shè)備實(shí)際供給壓力和實(shí)際所需壓力； 氣動(dòng)管網(wǎng)整體泄漏量、各設(shè)備內(nèi)部泄漏量、各個(gè)泄漏點(diǎn)所在地； 氣動(dòng)噴槍供給壓力、耗氣量、工作時(shí)間、噴嘴尺寸及數(shù)量等； 氣動(dòng)工具的使用情況、設(shè)備內(nèi)元件非工作時(shí)的供氣情況； 找出問(wèn)題?壓縮機(jī)的工作方式是否合理？?壓縮機(jī)及空氣凈化設(shè)備是否處于正常工作狀態(tài)？?主供給管路的布管是否合理？有無(wú)壓損過(guò)大的節(jié)點(diǎn)？?可否降低各生產(chǎn)設(shè)備供給壓力？可否降低壓縮機(jī)供給壓力？ ?氣動(dòng)管網(wǎng)固定泄漏量是多少？車(chē)間中管路及設(shè)備內(nèi)泄漏點(diǎn)所在？?氣動(dòng)噴槍的使用工況是否合理？噴嘴可否改進(jìn)？?氣動(dòng)工具的使用工況是否合理？設(shè)備內(nèi)非工作供氣能否停止？?實(shí)施對(duì)策 對(duì)策制定符合三大節(jié)能方向： 1）優(yōu)化壓縮機(jī)運(yùn)行； 2）降低供給壓力； 3）削減耗氣量。 對(duì)象實(shí)施順序： 按實(shí)施難度： 易 - 難 按實(shí)施效果： 大 - 小 實(shí)施側(cè)重三個(gè)環(huán)節(jié)中的三大對(duì)象：壓縮機(jī)、泄漏、氣動(dòng)噴槍 實(shí)施中需確保的原則： 1）不降低生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行率； 2）不增加產(chǎn)