tìm hiểu hiệu suất máy nén khí

Bảng dữ liệu có thể giúp

Hình 2. Bảng dữ liệu CAGI điển hình cho máy nén trục vít bôi trơn tốc độ cố định.
Hình 2. Bảng dữ liệu CAGI điển hình cho máy nén trục vít bôi trơn tốc độ cố định.

Khi đưa ra quyết định về hiệu quả năng lượng , chúng ta cần một số thông tin chính xác để đưa vào các công thức chi phí điện năng. Trong những năm qua, đã có một mớ thông tin lộn xộn dựa trên nhiều điều kiện thử nghiệm. May mắn thay, hiện nay có rất nhiều thông tin về mức tiêu thụ năng lượng của máy nén khí và máy sấy không khí có sẵn trong Bảng dữ liệu máy nén khí CAGI được công bố bởi các nhà sản xuất tham gia.

Hình 2 cho thấy một bảng dữ liệu mẫu cho một máy nén khí trục vít quay được bôi trơn 100 mã lực, 125 psi, làm mát bằng không khí, tốc độ cố định. Sử dụng nó và các công cụ khác mà bạn có thể thực hiện và so sánh các dự báo chi phí về nhu cầu điện của hoạt động được nạp đầy đủ giữa các kiểu máy và kiểu máy nén khác nhau Bảng 1 cho thấy tóm tắt so sánh các máy nén khác, bao gồm cả máy nén hiệu quả hơn từ cùng các công ty (hiển thị như Opt 2 ). Bạn có thể thấy các số khác nhau, nhưng điểm chung là số công suất cụ thể. Công suất cụ thể giống như xếp hạng tiết kiệm xăng cho máy nén và hiển thị tỷ lệ tổng công suất đầu vào của một gói máy nén hoàn chỉnh, bao gồm quạt làm mát, máy bơm và các tải điện khác cho mỗi 100 cfm đầu ra, không chỉ là công suất ngắt trục vít đầu vào.

So sánh cẩn thận

Cần lưu ý rằng bảng này không phải là một so sánh táo với táo. Hai trong số các nhà sản xuất đã chọn thử nghiệm máy nén của họ ở mức 115 psi, và áp suất thấp hơn này dẫn đến số lượng công suất cụ thể thấp hơn khoảng 5%. Để so sánh một cách công bằng, các con số sẽ phải được điều chỉnh cho áp suất chung khoảng 1% cho mỗi 2 psi tăng áp suất. Nhà sản xuất nên được tư vấn để cung cấp hỗ trợ tìm ra mức tiêu thụ kW gói thực tế ở áp suất bạn chọn để chạy hệ thống của mình. Bên cạnh mức tiêu thụ kW thấp hơn cho máy nén tốc độ cố định, áp suất thấp hơn này cho phép hầu hết các máy được điều khiển VSD tạo ra đầu ra cfm nhiều hơn thông qua việc tăng tốc độ tối đa được lập trình tự động.

Bảng 1. Sức mạnh cụ thể có thể dao động cho các lựa chọn khác nhau (các thành viên CAGI được chọn khác nhau).
Bảng 1. Sức mạnh cụ thể có thể dao động cho các lựa chọn khác nhau (các thành viên CAGI được chọn khác nhau).

Một mục bổ sung đã được thêm vào để quan tâm trong Bảng 1 là Mục E, máy nén được xếp hạng 100 psi. Điều này cho thấy khả năng tiết kiệm tiềm năng trong công suất cụ thể đạt được nếu bạn vận hành máy nén khí ở mức 100 psi, thay vì 125 psi. Việc giảm 9,5% sẽ giúp giảm đáng kể chi phí điện năng vòng đời. Tải khí nén không được kiểm soát làm giảm lưu lượng ở những áp suất thấp hơn này dẫn đến tiết kiệm hơn nữa.

Tìm hiểu thêm về máy nén khí phun sơn tại Hùng Tiến.

Tải một phần

Nếu máy nén được đề cập đang hoạt động ở mức tải một phần trong nhiệm vụ tải / dỡ tải, thì một loại tính toán khác được yêu cầu có tính đến khả năng thu lưu trữ hiệu quả của hệ thống. Hình 3 cho thấy công suất tương đối được tiêu thụ bởi máy nén trục vít được bôi trơn ở các mức tải khác nhau và kích cỡ lưu trữ hệ thống. Đây là những đặc tính của máy nén trục vít được bôi trơn với dải áp suất rộng 10 psi và thời gian xả đáy 40 giây và có thể thay đổi theo các điều kiện khác nhau.

Hình 3. Hiệu suất tải một phần của máy nén trục vít bôi trơn thông thường, điều khiển tải / không tải.
Hình 3. Hiệu suất tải một phần của máy nén trục vít bôi trơn thông thường, điều khiển tải / không tải.

Ví dụ, có thể thấy rằng với công suất 3 gal / cfm, máy nén khí được nạp một phần có thể tiêu thụ 75% công suất đầy tải của nó trong khi vẫn cung cấp 50% lưu lượng toàn tải. Điều này có nghĩa là công suất cụ thể ở điểm 50% sẽ cao hơn khoảng 50% so với khi đầy tải (75/50 = 1,5 lần sp tải đầy). Ở mức tải thấp hơn 25% tải đầy, mức tiêu thụ điện sẽ bằng khoảng 55% tải đầy, dẫn đến công suất cụ thể gấp hơn hai lần số tải đầy (55/25 = 2,2 lần sp tải đầy)

Xem thêm máy nén khí ly tâm tại Hùng Tiến

Đánh giá mức tiêu thụ điện của VSD

Hình 4. Đường cong VSD điển hình từ bảng dữ liệu CAGI 125 psi (CAGI)
Hình 4. Đường cong VSD điển hình từ bảng dữ liệu CAGI 125 psi (CAGI)

Tính khả dụng của một kiểu dữ liệu CAGI mới cho máy nén VSD là một tài nguyên được phát triển gần đây. Hình 4 cho thấy một bảng và đường cong từ một bảng dữ liệu mẫu cho máy nén khí trục vít kiểu VSD 100 mã lực, 125 psi.

Có thể thấy từ đường cong VSD điển hình với điều kiện cỗ máy này sẽ ở giữa dải số công suất cụ thể được hiển thị trong Bảng 1 nếu nó hoạt động ở mức tải 100%, thậm chí đánh bại một số đơn vị tốc độ cố định. Tuy nhiên, ở mức tải 50%, nó sẽ có một con số rất hấp dẫn trong phạm vi 20 kW / 100 cfm, ví dụ, so với khoảng 31 kW / 100 cfm đối với máy nén trục vít tải / dỡ tải một phần theo dòng 3 gal / cfm trong Hình 3. Khi tải phần trăm thấp hơn, sự khác biệt về hiệu quả sẽ còn rõ rệt hơn nữa.

Hình dạng của các đường cong VSD khác nhau có thể khác nhau giữa các máy nén, với một số đơn vị có đường cong rất phẳng và phạm vi giới hạn nhỏ hơn, trong khi các đơn vị khác có thể có đường cong rộng hơn nhưng dốc hơn mang lại số lượng công suất cụ thể cao hơn ở lưu lượng thấp hơn. Khi so sánh mức tiêu thụ năng lượng giữa các đơn vị khác nhau, hình dạng đường cong có thể tạo ra sự khác biệt đáng kể tùy thuộc vào đặc điểm của nhu cầu khí nén để chúng không bị bỏ qua. Các tờ CAGI mới cho máy nén VSD là tài nguyên quý giá để hỗ trợ người mua máy nén tiềm năng chọn tùy chọn tốt nhất.

Ví dụ so sánh

Hai tốc độ cố định: Xem xét tính toán ví dụ sau bằng cách sử dụng cấu hình tải đơn giản hóa trong đó hai tùy chọn khác nhau với các kết hợp máy nén khác nhau được so sánh. Cấu hình tải đã được xác định là 600 cfm trong 3.000 giờ và là 200 cfm trong 2.500 giờ. Hệ thống có khoảng 3 gal / cfm lưu trữ (1.200 gal). Hồ sơ này có thể là kết quả của một cuộc kiểm toán khí nén của một hệ thống. Cấu hình này sẽ yêu cầu hai máy nén đang chạy, một máy được nạp đầy đủ và một bộ phận được tải cho luồng 600 cfm và chỉ cần một bộ phận máy nén duy nhất được tải ở lưu lượng 200 cfm thấp hơn. Giả định sơ đồ điều khiển máy nén cho phép thiết bị thứ hai tắt khi không cần thiết.

Năng lượng cần thiết ở các mức tải khác nhau được tính bằng cách sử dụng các số công suất cụ thể định mức cho mỗi máy nén, nếu được nạp đầy đủ hoặc điều chỉnh công suất cụ thể, theo biểu đồ Hiệu suất CAC (Hình 3) nếu được nạp một phần. Xem xét Phương án 1, sử dụng hai máy nén có các đặc điểm của Mục A trong Bảng 1, mỗi máy có khả năng tạo ra 414 cfm ở mức 21.0 kW / 100 cfm. Ở mức lưu lượng 600 cfm, một máy nén cơ sở sẽ được tải đầy đủ với bộ phận cắt thứ hai bao gồm lưu lượng còn lại là 186 cfm (600 – 414 = 186 cfm). Máy nén trim này sẽ được tải 45% (186/414 = 45%).

Ở mức 600 cfm, kWh cho máy nén cơ sở được nạp đầy đủ được tính như sau:

Đối với trang trí:

Công suất cụ thể ở mức tải 45% sẽ là 33,6 mã lực / 100 cfm (từ Hình 3, đơn vị tiêu thụ 72% công suất toàn tải ở mức 45%, gấp 1,6 lần so với sp tải đầy).

Ở mức tải 200 cfm (chỉ có một máy nén đang chạy):

Đơn vị cắt này sẽ ở mức tải 48% (200/414). Công suất riêng từ Hình 3 = 1,56 x 21 toàn tải Công suất cụ thể định mức = 32,8 mã lực / 100 cfm

Tổng cộng cho tất cả các giờ = 612.308 kWh

Mua một hệ thống khí nén mới thường là một nỗ lực một lần trong sự nghiệp. Một cách tiếp cận được tổ chức tốt sẽ được đáp ứng với các thông tin và hỗ trợ cần thiết. Đọc bài viết này về di sản khí nén của bạn để giúp bạn đưa ra quyết định đúng đắn.

Tùy chọn 2 sử dụng Mục A hiệu quả hơn – chọn 2 làm tải cơ sở và VSD từ Hình 4 làm trang trí.

Máy nén cơ sở tốc độ cố định sẽ được tải đầy đủ ở lưu lượng định mức của nó với bộ phận cắt VSD bao gồm lưu lượng còn lại là 148 cfm (600 – 452 = 148 cfm). Máy nén trim này sẽ được tải 30%. Tiêu thụ năng lượng sẽ được tính như sau cho mức 600 cfm.

Đối với cơ sở:

Đối với trang trí:

Công suất cụ thể ở mức tải 30% sẽ là 21,8 mã lực / 100 cfm từ Hình 4.

Đối với tải 200 cfm:

Công suất riêng của VSD khi tải 41% (200/488) từ Hình 4 = 20,2 kW / 100 cfm

Tổng cộng cho tất cả các giờ = 454,076 kWh

Tiết kiệm Tùy chọn 2 so với Tùy chọn 1 = 612.308 – 454,076 = 158,232 kWh

Lưu ý điều chỉnh thêm cho chỉ số kWh có thể được yêu cầu nếu hệ thống được vận hành ở áp suất xả thấp hơn 125 psi định mức. Bỏ qua bất kỳ việc giảm áp suất nào, ở mức 0,10 đô la / Kwh, chọn Phương án 2 so với Phương án 1 sẽ tiết kiệm 26% chi phí điện trị giá 15.823 đô la / năm .. Có thể tiết kiệm thêm bằng cách giải quyết các mục khác như máy sấy không khí, bộ lọc, giảm áp suất đường ống, rò rỉ, và sử dụng cuối không phù hợp.

Ron Marshall là thành viên của Ủy ban phát triển dự án tại Thử thách không khí nén. Liên lạc với anh ấy tạ[email protected] và (204) 360-3658.

Nếu Phương án 2 tốn thêm 20.000 đô la mỗi năm để thực hiện, lợi tức đầu tư sẽ hơi hơn 15 tháng.

Các tài nguyên có sẵn từ các bảng dữ liệu CAGI và các tài liệu Thử thách khí nén có thể hỗ trợ người dùng khí nén trong việc đánh giá các lựa chọn của họ khi thay thế máy nén. Có nhiều tài nguyên CAGI có sẵn để giúp bạn thực hiện các tính toán tương tự cho máy sấy không khí.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *