一、技術名稱:兩級噴油螺桿空氣壓縮機節能技術
二、技術所屬領域及適用范圍:通用機械行業空氣壓縮機領域
三、與該技術相關的能耗及碳排放現狀
空壓機是一種耗電量巨大的設備,其用電量約占我國發電總量的7%,其形 式主要有活塞式、回轉式、滑片式等。螺桿壓縮機是回轉式壓縮機的一種,普遍應用在我國各工業領域。目前160kW以上的螺桿壓縮機能效等級較低,只有個別企業的產品可以達到II級能效,絕大數產品主要處于III級能效水平。目前應用該技術可實現節能量12萬tce/a,CO2減排約32萬t/a。
四、技術內容
1.技術原理
噴油螺桿空氣壓縮機采用兩級壓縮來提高壓縮機的能效,其能效的提高基于 下列的兩個主要原因:一是每一級壓比的降低,提高了容積效率,降低了每一級 的內外泄露;二是在油氣混合物在一級排氣進入二級吸氣之前,可充分混合,起到級間冷卻的作用,這一較為充分混合的油氣混合物進入壓縮機的第二級進行壓
縮,也使得第二級的壓縮過程更為接近等溫過程,提高了壓縮機的能效。
2.關鍵技術
(1)高效轉子型線技術;
(2)級間冷卻關鍵技術:在壓縮氣體通道上安裝有多個噴射孔形成霧狀噴射簾,以實現快速降溫。整個過程接近等溫,節能效果較好;
(3)系統結構優化技術,其中包含壓比分配優化技術、排氣空口優化技術、噴油量優化技術等。
3.工藝流程
該技術工藝主要包括:壓縮空氣流程、潤滑油流程和控制管路流程。具體工藝流程見圖1。
(1)壓縮空氣流程:空氣通過進氣過濾器將大氣中的灰塵或雜質濾除后,由進氣控制閥進入壓縮機一級主機,在壓縮過程中與噴入的冷卻潤滑油混合,經壓縮后的混合氣體從一級壓縮腔排入聯接腔,在聯接腔內與噴入潤滑油混合冷卻,進入二級主機進氣腔,并經行壓縮、提高壓力,從兩級壓縮腔排入油氣分離罐。
(2)潤滑油流程:油氣桶內的潤滑油被壓出,經溫控閥、油冷卻器,冷卻后再經油過濾器除去雜質顆粒,然后分成兩路。一路從機體下端噴入一級壓縮室,冷卻壓縮空氣,并通到一級及兩級機體兩端,潤滑軸承組;另一路通過管路,噴入聯接腔,降低一級壓縮氣體溫度。而后各部分的潤滑油再聚集于壓縮室底部,由排氣口排出。與油混合的壓縮空氣排入油氣桶后,絕大部分的油沉淀于油氣筒的底部,其余的含油霧空氣再經過油細分離器,進一步濾下剩余的油,并參與下一個循環。
(3)控制管路流程:起動→負載運行→卸載運行。
圖1 兩級噴油螺桿空氣壓縮機節能技術工藝流程圖
五、主要技術指標
1.產品達到GB19153-2009標準的I級能效;
2.比II級能效省電15%;
3.比III級能效省電30%。
六、技術鑒定、獲獎情況及應用現狀
該技術于2013年通過了浙江省機械工業聯合會組織的科技成果鑒定,并且通過了合肥通用機械產品檢測院Ⅰ級能效檢測。
七、典型應用案例
典型用戶:衢州氟化學有限公司壓縮機系統改造、青島雙星輪胎工業有限公司壓縮空氣系統節能改造。
典型案例1
案例名稱:衢州氟化學有限公司壓縮機系統改造項目
技術提供單位:浙江開山壓縮機股份有限公司
建設規模:250kW 壓縮機改造。主要技改內容:采用螺桿空氣壓縮機代替原有空壓機組。主要設備為螺桿空氣壓縮機等。技改投資額52萬元,建設期約15天。年節能量126tce,年減排量332tCO2。每年可獲得經濟效益為23.5萬元,投資回收期2.2年。
典型案例2
案例名稱:青島雙星輪胎工業有限公司壓縮空氣系統節能改造項目
技術提供單位:浙江開山壓縮機股份有限公司
建設規模:6臺250kW空壓機改造。主要技改內容:采用螺桿空氣壓縮機代替原有空壓機,主要設備為螺桿空氣壓縮機等。技改投資額556萬元,建設期40天。年節能量756tce,年減排量1996tCO2。每年可獲得經濟效益143萬元,投資回收期3.8年
八、推廣前景和節能減排潛力
據統計,全國大功率空壓機大約為20萬臺,假設按每臺平均功率為200kW,平均節能18%,每年使用8000小時,預計未來5年按推廣比例10%計算,每年可節省的電量35億度電。可形成的節能量約為120萬tce/a,碳減排能力317萬tCO2/a。
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