小提示

效率和空气压缩机

在中国大陆,有 30% 的电力是用於泵和风机类机械的,美国某些地区用来生产压缩空气的电力高达 70% ,以至美国许多公共事业单位以提供折扣和其它方式奖励给安装高效率空气压缩机的电力用户。

在上海地区,产生 1 立方米压缩空气的动力费用,因效率和其它因素的原因约在人民币 0.065~0.1 元左右。

一个昼夜不停运转的工厂(以每分钟用气 40 立方米为例)一年用在压缩机上的能源可能高达 192 万元(注:指人民币)使用高效率的压缩机可能只要 125 万元。

是什麽因素造成如此巨大的差别呢?

经过多年的发展,螺杆式压缩机的效率在大中型机器上,已经赶上或超过了往复式压缩机,在螺杆式压缩机的发展初期,影响压缩机机效率的首推螺杆线形,现在新型螺杆的效率比当初已提高了 20 %以上,各种线形的螺杆线形均有自己的独到之处,应有相近的效率。

随螺杆式压缩机的普及,螺杆式压缩机的利润已大幅度缩水,新螺杆线形的发展已更多地偏向解决制造成本问题。

在相同的条件下,那些因素在影响压缩机的效率呢?

•  空气流动,螺杆转速和反向泄漏

只要有压差存在,就会有空气从高压处向低压处流动,造成泄漏,螺杆式压缩机以较小的螺杆间隙,较快的转速和螺杆及壳体间形成的油膜来限制和封闭上述泄漏。从理论上说螺杆齿尖速度在 25 米 / 左右时效率最高,偏离该速度时空气涡流或反向泄漏将成为影响效率的重要因素。

空气进入压缩腔是否流畅也影响压缩机的效率,轴向进气和径向进气约有 5~7% 的差别,这□包括径向进气方式造成的螺杆有效容积的损失。

•  转子直径,泄漏线和效率

螺杆之间和螺杆壳体之间的间隙是泄漏的主要通道,当螺杆直径增加 1 倍时,螺杆和螺杆壳体之间的间隙长度增加 3.14 倍,有效容积增加 4 倍,这种比例关系决定了大转子比小转子泄漏小,效率更高。

•  容积效率

同其他容积式压缩机一样,螺杆式压缩机有容积效率问题,在每次压缩的进气阶段,存在於压缩腔出口端间隙中的空气会再次膨胀到压缩前的体积,在压力为 7 公斤的情况下这体积约是间隙的 8 倍,这意味著有这麽多的压缩空气没有做功,被放弃了。

由此可见,同样的情况下,容积大(螺杆较长),压缩次数少的压缩机效率高。

•  驱动与传动效率

一般来说,采用一次能源的机械比采用二次能源的机械效率高(指较低的能源费用),装配得当的直接驱动的机械传动效率可达 99% 以上,齿轮传动约 95~97% ,皮带传动约 93~96% 。

•  气量调节方式和效率

压缩机气量调节的方式有:

•  入口阀控制比例调节方式,该方式调节范围大,输出压力平稳,效果好,但节能效果有限。

•  入口阀控制两段式调节方式,这种方法以限制压力范围的方法控制气量,少数情况下,节能效果稍好於 A 方式,但是,输出压力波动很大。

•  变频调速调节气量,该方式效果好於 A 或 B 方式,但是,因为螺杆最佳速度范围小,变速方法难以达到理想效率。此外,变频器价格昂贵,难以普及。

•  通过改变压缩腔有效容积,调节气量。这种方法是在压缩腔一定的位置预置泄流孔,以减少压缩腔有效容积的方式调节气量。

这是目前比较理想的调节方式,不同的设计形式相差甚多,效率相差也很大,最佳的其效果已好於变频调速调节气量系统。

简述了影响效率的各种因素,我们已知道怎样的压缩机是比较好的,常见的压缩机多出於成本考虑,多采用皮带或齿传动,这种方式的好处是利於降低工厂设备的投资和制造成本,通过改变传动比将一个机组做成一个系列。 缺点是产品不能达到最佳效率。

一种性能良好的压缩机

以高性能为目标的设计从开始时就是不同的, QUINCY 的 QSI 系列压缩机,从 50 马力到 350 马力,螺杆线速度在 20~30 米 / 秒只内。汇聚大转子,直接驱动,多种调节复合控制为一体,组成的一个比较完善的机组。同时 QUINCY 专利的,可以选配的,电脑人工智能提升阀模拟改变容积式调节控制器 “ POWERSYNC ” 系统的节能效果已超过了变频调速调节气量系统。

在 QSI 系列机器上, QUINCY 均采用油泵强制润滑系统替代常见的压力驱动式润滑系统,要知道,油泵润滑系统在机器卸载时只需满载时 16% 的能耗,而压力驱动润滑系统因需要维持润滑压力,仍需满载时 33% 的电力。

因为 QUINCY QSI 采用马达直接驱动方式,其转速很低。低转速机器的使用寿命当然比较长,据说, QSI 系列机器的使用寿命可达 15 万小时。

在我所知的压缩机中 QUINCY QSI 压缩机是最优良的。


 
auto diagnostic tool Replica Omega Replica Breitling Tag Heuer lose fat 減肥