一種空壓系統節能潛力的分析方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于氣動系統節能領域的系統節能分析方法技術領域，具體涉及一種空壓 系統節能潛力的分析方法。
【背景技術】
[0002] 壓縮空氣是現代工業生產過程中應用最廣泛的動力源之一，擔負著為工廠所有氣 動元件，包括各種氣動閥門提供氣源的職責，也為工廠除塵系統提供高效清潔的除塵動力。 同時它也是大多數生產型工業企業耗能量較大的載能工質，并隨著氣體產品壓力的增加， 制造其所耗費的能量越多。工業企業典型壓縮空壓系統由空氣凈化處理設備、空氣壓縮機、 干燥機、冷卻系統、儲氣罐、輸送管網、用氣設備等主要設備組成，以空氣為原材料生產壓縮 空氣。大部分設備運行需求的能量為電能，據統計，電力消耗量約占企業全部電力消耗的 5 %~20 %，空壓系統的節能問題在企業節能工作中已逐漸受到重視。我國大部分企業的空 壓系統作為加工轉換環節，其能源利用率偏低，普遍存在空壓機手動開關機、加卸載頻繁、 長時間卸載無法自動停機、壓縮空氣供給壓力不合理、管網壓力損失與泄漏、氣槍噴嘴低效 和冷卻水閥門手動操作等問題，都影響著空壓系統的耗能。因此，提供一種用于評估空壓系 統運行過程中可以節約的能源量即節能潛力的分析方法是非常必要的。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是提供一種可以準確的評估空壓系統運行過程中的節能潛力的空 壓系統節能潛力的分析方法。
[0004] 為實現上述目的，本發明采用的技術方案是，一種空壓系統節能潛力的分析方法， 所述空壓系統包括若干個空壓機，空壓機與儲氣罐連接，儲氣罐與主管道連接，主管道通過 若干支管道與若干用氣設備連接，每個支管道靠近主管道的一端上設置有減壓閥；包括數 據收集、節能潛力分析建模和計算三個步驟；數據收集：采集空壓系統中每個用氣設備的 壓縮空氣的體積流量、每個支管道經減壓閥減壓后壓縮空氣絕對壓力、每個支管道的出氣 口處壓縮空氣絕對壓力、每個支管道的進氣口的壓縮空氣絕對壓力、每個用氣設備的用氣 時間、空壓機的裝機功率的數據，并計算空壓機空載運行的平均時間、空壓系統的提前開機 的平均時間、延遲關機的平均時間的數據； 節能潛力分析建模： 空壓系統節能潛力A E，
其中，A El為空壓機手動開關機節能潛力計算模型
Pi為第j臺空壓機裝機功率，單位kW ; ti為空壓系統提前開機的平均時間，單位h; t2為空壓系統延遲關機的平均時間，單位h; K為空載耗電系數，即空壓機空載時耗電比例； 其中，AE2S空壓系統長時間空載無法自動停機的節能潛力計算模型 7=i ' '
' ' Pi為第j臺空壓機裝機功率，單位kW ; t3為空壓系統空載運行的平均時間，單位h ; K為空載耗電系數，即空壓機空載時耗電比例； 其中，AE3為空壓系統壓縮空氣供給壓力不合理產生的節能潛力計算模型
qvl (其中v并非變量，只是代表體積的意思）為第i個用氣設備所用的壓縮的空氣的 體積流量，單位L/h ; PDl為與第i個用氣設備連接的支管道經減壓閥減壓后壓縮空氣絕對壓力，單位MPa ; Pll為與第i個用氣設備連接的支管道的出氣口處壓縮空氣絕對壓力，單位MPa ; Pa (a并非變量，只起區分作用）為大氣絕對壓力，單位MPa; h為第i個用氣設備的用氣時間，單位h ; 其中，AE4S空壓系統管網壓力損失與泄露產生的節能潛力計算模型
qvl為第i個用氣設備所用的壓縮的空氣的體積流量，單位L/h ; P2l為與第i個用氣設備連接的支管道的進氣口處壓縮空氣絕對壓力，單位MPa ; Pll為與第i個用氣設備連接的支管道的出氣口處壓縮空氣絕對壓力，單位MPa ; h為第i個用氣設備的用氣時間，單位h。 其中，AE5S空壓系統群控優化技術節能潛力計算模型： AE5= EX4% ； 式中，E為空壓系統耗能總量； 計算：利月
，求出空壓系統節能潛力A E。所述 空載耗電系數K為30%。
[0004] 本發明產生的有益效果是，通過空壓系統節能潛力分析模型的建立，結合工業企 業實際空壓系統運行數據，通過計算得到企業對應的潛在節能量，最終對分析結果進行輸 出。節能潛力的分析一定程度上促進企業加強對空壓系統的管理，并通過節能改造和強化 管理，提高空壓機運行效率，減少能量損耗和浪費，降低企業能源成本。
【附圖說明】
[0005] 圖1為實施例中空壓系統的結構示意圖。
【具體實施方式】 下面結合具體實施例對本發明作進一步說明，但本發明的保護范圍不限于此。
[0006] 實施例1 一種空壓系統節能潛力的分析方法，所述空壓系統如圖1所示，包括若干個空壓機1， 空壓機1與儲氣罐2連接，儲氣罐2與主管道3連接，主管道3通過兩個支管道4與兩個用 氣設備（用氣設備圖中未畫出）連接，每個支管道4靠近主管道3的一端上設置有減壓閥 5 ;空壓系統節能潛力的分析方法包括數據收集、節能潛力分析建模和計算三個步驟； 數據收集：采集空壓系統中每個用氣設備的壓縮空氣的體積流量、每個支管道經減壓 閥減壓后壓縮空氣絕對壓力、每個支管道的出氣口處壓縮空氣絕對壓力、每個支管道的進 氣口的壓縮空氣絕對壓力、每個用氣設備的用氣時間、空壓機的裝機功率的數據，并計算 空壓機空載運行的平均時間、空壓系統的提前開機的平均時間、延遲關機的平均時間的數 據； 節能潛力分析建模： 空壓系統節能潛力A E，
其中，A El為空壓機手動開關機節能潛力計算模型 J-1
Pi為第j臺空壓機裝機功率，單位kW ; h為空壓系統提前開機的平均時間，單位h ; t2為空壓系統延遲關機的平均時間，單位h ; K為空載耗電系數，即空壓機空載時耗電比例，30% ; 其中，AE。為苧壓系統長時間苧栽無法自動停機的節能潛力計算模型
Pi為第j臺空壓機裝機功率，單位kW ; t3為空壓系統空載運行的平均時間，單位h ; K為空載耗電系數，即空壓機空載時耗電比例，30% ; 其中，AE3為空壓系統壓縮空氣供給壓力不合理產生的節能潛力計算模型
qvl為第i個用氣設備所用的壓縮的空氣的體積流量，單位L/h ; PDl為與第i個用氣設備連接的支管道經減壓閥減壓后壓縮空氣絕對壓力，單位MPa ; Pll為與第i個用氣設備連接的支管道的出氣口處壓縮空氣絕對壓力，單位MPa ; P。為大氣絕對壓力，單位MPa ; h為第i個用氣設備的用氣時間，單位h ; 其中，ae4S空壓系統管網壓力損失與泄露產生的節能潛力計算模型
qvl為第i個用氣設備所用的壓縮的空氣的體積流量，單位L/h ; P2l為與第i個用氣設備連接的支管道的進氣口處壓縮空氣絕對壓力，單位MPa ; Pll為與第i個用氣設備連接的支管道的出氣口處壓縮空氣絕對壓力，單位MPa ; h為第i個用氣設備的用氣時間，h。 其中，AE5S空壓系統群控優化技術節能潛力計算模型： AE5= EX4% ； 式中，E為空壓系統耗能總量； 計算：利月
；求出空壓系統節能潛力AE。
[0006] 本實施例中的空壓系統有空壓機5臺，其中裝機功率550kW的空壓機3臺，產氣壓 力各為2. 4MPa ;裝機功率250kW的空壓機2臺，產氣壓力各為2. 2MPa。用氣設備為兩臺， 與第1、2個兩用氣設備連接的支管道的進氣口處壓縮空氣絕對壓力均為1.9MPa，與第1、2 個用氣設備連接的支管道經減壓閥減壓后壓縮空氣絕對壓力均為1. 8MPa，與第1個用氣設 備連接的支管道的出氣口處壓縮空氣絕對壓力1. 8MPa，與第2個用氣設備連接的支管道的 出氣口處壓縮空氣絕對壓力1. 3MPa ;第1、2個用氣設備所用的壓縮的空氣的體積流量均為 9196. 8L/h，空壓系統運行時間為703h，兩個用氣設備的運行時間均為703h，發現空壓系統 提前開機的平均時間是5. 6h，延遲關機的平均時間為8.9h。空壓系統處于空載狀態而沒有 停機的平均時間為5. 2h。本實施例中經過節能潛力分析建模計算得到，AEiS2.19tce(l 噸標準煤當量），A E2S0? 41tce，A E 3為1. 3tce，A E 4為0? 005tce，A E 5為7. 43tce ;空壓 系統節能潛力AE為11. 335tce。
【主權項】
1. 一種空壓系統節能潛力的分析方法，所述空壓系統包括若干個空壓機，空壓機與儲 氣罐連接，儲氣罐與主管道連接，主管道通過若干支管道與若干用氣設備連接，每個支管道 靠近主管道的一端上設置有減壓閥，其特征在于：包括數據收集、節能潛力分析建模和計算 三個步驟； 數據收集：采集空壓系統中每個用氣設備的壓縮空氣的體積流量、每個支管道經減壓 閥減壓后壓縮空氣絕對壓力、每個支管道的出氣口處壓縮空氣絕對壓力、每個支管道的進 氣口的壓縮空氣絕對壓力、每個用氣設備的用氣時間、空壓機的裝機功率的數據，并計算 空壓機空載運行的平均時間、空壓系統的提前開機的平均時間、延遲關機的平均時間的數 據； 節能潛力分析建模： 空壓系統節能潛力AE，Pj為第j臺空壓機裝機功率，單位kW; h為空壓系統提前開機的平均時間，單位h; t2為空壓系統延遲關機的平均時間，單位h; K為空載耗電系數，即空壓機空載時耗電比例； 其中，AE2S空壓系統長時間空載無法自動停機的節能潛力計算模型Pj為第j臺空壓機裝機功率，單位kW; t3為空壓系統空載運行的平均時間，單位h; K為空載耗電系數，即空壓機空載時耗電比例； 其中，AE3為空壓系統壓縮空氣供給壓力不合理產生的節能潛力計算模型qvl為第i個用氣設備所用的壓縮的空氣的體積流量，單位L/h; PDl為與第i個用氣設備連接的支管道經減壓閥減壓后壓縮空氣絕對壓力，單位MPa; P11為與第i個用氣設備連接的支管道的出氣口處壓縮空氣絕對壓力，單位MPa; P。為大氣絕對壓力，單位MPa; h為第i個用氣設備的用氣時間，單位h; 其中，AE4S空壓系統管網壓力損失與泄露產生的節能潛力計算模型qvl為第i個用氣設備所用的壓縮的空氣的體積流量，單位L/h; P21為與第i個用氣設備連接的支管道的進氣口處壓縮空氣絕對壓力，單位MPa; P11為與第i個用氣設備連接的支管道的出氣口處壓縮空氣絕對壓力，單位MPa;h為第i個用氣設備的用氣時間，單位h。 其中，AE5S空壓系統群控優化技術節能潛力計算模型： AE5=EX4% ； 式中，E為空壓系統耗能總量；2.如權利要求1所述的空壓系統節能潛力的分析方法，其特征在于，所述空載耗電系 數K為30%。
【專利摘要】本發明公開一種空壓系統節能潛力的分析方法，方法主要有兩個步驟，一是空壓系統運行監測數據的收集，二是通過手動開關機、長時間卸載無法自動停機、供給壓力不合理、管網壓力壓損與泄露、空壓系統群控優化五個方面的分析建模，計算空壓系統的節能潛力，為企業開展空壓系統改造和節能降耗提供方向和數據支持。節能潛力的分析一定程度上促進企業加強對空壓系統的管理，并通過節能改造和強化管理，提高企業空壓系統運行效率，減少能量損耗和浪費，降低企業能源成本。
【IPC分類】F04B49/02, F04B41/02, F04B41/06
【公開號】CN105041624
【申請號】CN201510284882
【發明人】徐曉光, 王建軍, 肖輝, 葛勇, 王璐, 鄧業江
【申請人】河南中煙工業有限責任公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年5月28日