空压机节能估算.doc

9 空压机节能估算9.1 参数定义假设一个系统中有n1台空压机，我们把进行变频改造的那一台命名为B号机，见下表空压机编号1号机2号机n号机B号机改造前额定排气量(m3/min)C1 (已知)C2 (已知)Cn (已知)CB (已知)改造前加载功率（KW）P1J (已知)P2J (已知)PnJ (已知)PBJ (已知)改造前卸载功率（KW）P1X (已知)P1X (已知)PnX (已知)PBX (已知)改造前月均运行时间(分钟)T1T2TnTB改造前月均加载时间(分钟)T1J (已知)T2J (已知)TnJ (已知)TBJ (已知)改造前月均卸载时间(分钟)T1X (已知)T2X (已知)TnX (已知)TBX (已知)改造后平均排气量(m3/分钟)C1 (已知)C2 (已知)Cn (已知)CBX (未知)改造后加载功率（KW）P1J (已知)P2J (已知)PnJ (已知)PjBX(未知)改造后月均工作运行时间(分钟)THTHTHTHTH（T1T2TnTB）/(n+1)9.2 计算方法1.计算改造前月均排气量由已知条件可得下面关系: R11空压机与B空压机的额定排气量的关系系数=C1/CB =C1=R1CB R22空压机与B空压机的额定排气量的关系系数=C2/CB =C2=R2CB Rnn空压机与B空压机的额定排气量的关系系数=Cn/CB =Cn=RnCB改造前月均排气量 = 1号机排气量2号机排气量 n号机排气量 B号机排气量= (T1J * C1) + (T2J * C2) + + (TnJ * Cn) + (TBJ * CB)= (T1J * R1CB) + (T2J * R2CB) + + (TnJ * RnCn) + (TBJ * CB)= (T1JR1 + T2JR2 + + TnJRn + TBJ)CB2.计算改造后月均排气量为： 改造后同时运行的1n工频机的加载率为100，排气量也为额定排气量的100。 改造后的变频空压机的排气量和频率成正比，加载率为100。改造后月均排气量 = 1号机排气量2号机排气量 n号机排气量 B号机排气量= (TH * C1) + (TH * C2) + + (TH * Cn) + (TH * CBX)= (TH * R1CB) + (TH * R2CB) + + (TH * RnCB) + (TH * CBX)= (THR1 + THR2 + + THRn)CB + (TH * CBX)3.由：改造前的平均耗气量改造后的平均耗气量得：改造前的月均排气量改造后的月均排气量(T1JR1 + T2JR2 + + TnJRn + TBJ)CB = (THR1 + THR2 + + THRn)CB + (TH * CBX)所以：CBX= (T1JR1 + T2JR2 + + TnJRn + TBJ)-( THR1 + THR2 + + THRn) CB / TH令：r=(T1JR1 + T2JR2 + + TnJRn + TBJ)-( THR1 + THR2 + + THRn)/TH则：CBX= CB * r也就是说变频空压机的排气量达到原额定排气量的r就可满足生产，变频空压机工作在50r(Hz)时，排气量为额定排气量的r。因此改造后的工频机100加载运行，且变频机保持在50r(Hz)频率下100加载运行，可以满足生产。（注意：1. 若r 50 ,则该方案可行 2. 若20r50 ,则需再选择一台空压机做工频启停控制3. 若r 20,则需再增加一台空压机做变频控制具体方法见后面例子）所以改造后变频机的加载功率PjBXPBJr4.改造前系统每月用电量（加载与空载） 改造前空载用电1号机空载用电2号机空载用电 n号机空载用电B号机空载用电P1X * T1X P2X * T2X PnX * TnXPBX * TBX改造前加载用电1号机加载用电2号机加载用电 n号机加载用电B号机加载用电P1J * T1J P2J * T2J PnJ * TnJPBJ * TBJ改造前每月总用电改造前空载用电改造前加载用电5.改造后系统每月用电量(改造后所有设备100%加载)改造后空载用电0改造后加载用电1号机加载用电2号机加载用电 n号机加载用电B号机加载用电P1J * TH P2J * TH PnJ * THPjBX * THP1J * TH P2J * TH PnJ * TH(PBJr)* TH改造后加载时压力波动减小每月可减少用电量改造后加载用电k （k0.03）(注：系数k是因为1bar的压力波动会增加7%-10%的功率消耗，为保险这里取3%)改造后每月总用电加载用电改造后加载时压力波动减小每月可减少用电量所以：每年节约电能 = 改造前用电 - 改造后用电举例：通过节能估算来确定系统配置有一空压机系统，基本情况见下表：空压机编号1#2#3#4#额定功率(KW)110110110110额定排气量(m3/min)CCCC加载功率(KW)110110110110卸载功率(KW)33333333月均运行时间600600600600月均加载时间480480480480月均卸载时间120120120120（一）方案1：先假设取系统中的一台来进行变频改造（对4#机进行变频改造）1. 改造前月均排气量为：= 1机额定排气量1机月均加载时间2机额定排气量2机月均加载时间3机额定排气量3机月均加载时间4机额定排气量4机月均加载时间= C480C480C480C480= 1920 C2. 改造后月均排气量为：改造后同时运行4台空压机，一台做变频运行，其余3台工频运行，月均时间都为600小时。 改造后月均排气量为：= 1机额定排气量改造后1机月均加载时间2机额定排气量改造后2机月均加载时间3机额定排气量改造后3机月均加载时间4机改造后的排气量改造后4机月均加载时间= C600C600C600600CBX （CBX表示4机变频改造后的排气量）= 1800C600CBX3. 由：改造前的平均耗气量改造后的平均耗气量得：改造前的月均排气量改造后的月均排气量1920C = 1800C600CBX所以 CBX0.2C = 20%C也就是说变频空压机的排气量达到原额定排气量的20就可满足生产，变频空压机工作在5020(Hz)即10Hz时，排气量为额定排气量的20。因此改造后的变频空压机保持在10Hz频率下100加载运行，可以满足生产。但由于变频器需满足最低频率25HZ（原来的50），所以4机改造后的加载功率PjBXP501105055(KW)，且仍会出现卸载。（r20，显然需再选择一台空压机做工频启停控制，这里先不这样做，继续往下计算，以便比较计算结果）所以变频机有30的出气量是剩余的，这30的出气量可以在30的时间内（180小时）由变频机在25HZ做卸载运行来节约，变频机卸载功率(KW)=变频加载功率*30%55*3016.5(KW)4. 改造前系统每月用电量空载用电：1机卸载功率1机月均卸载时间2机卸载功率2机月均卸载时间3机卸载功率3机月均卸载时间4机卸载功率4机月均卸载时间=33120331203312033120=15840 度加载用电：1机加载功率1机月均加载时间2机加载功率2机月均加载时间3机加载功率3机月均加载时间4机加载功率4机月均加载时间=110480110480110480110480=211200度改造前每月总用电=空载用电加载用电=15840 + 211200=227040度5.改造后系统每月用电量空载用电：4机改造后的卸载功率4机改造后的月均卸载时间16.51802970度加载用电：1机加载功率改造后1机月均加载时间2机加载功率改造后2机月均加载时间3机加载功率改造后3机月均加载时间4机改造后的加载功率4机改造后的月均加载时间=600110600110600110（600-180）55=221100改造后加载时压力波动减少每月可少用电2211000.036633 度改造后每月总用电= 221100+297066332174376. 年节约用电（227040217437）12115236 度（二）方案2：由方案一的分析可知，如果改造一台变频机后仍然有30的卸载运行时间。方案1改造后变频机的理论的排气量额定排气量的20，故可以考虑再选择一台空压机做工频启停控制，比较两种方案那种更节能。现假设对4#机进行变频改造，对3#机进行工频启停控制，当压力达到设定值时就停止3机，不做卸载运行。由方案1的分析可知，变频机工作在下限频率25Hz时，排气量仍有剩余。所以我们可以设变频空压机以25Hz的工作频率100加载运行（即CBX50%C），配合系统对3#机进行工频启停控制，来达到节能的目的。所以4机改造后的加载功率PjBXP501105055(KW)。1.改造前月均排气量为：= 1机额定排气量1机月均加载时间2机额定排气量2机月均加载时间3机额定排气量3机月均加载时间4机额定排气量4机月均加载时间= C480C480C480C480= 1920 C2.改造后月均排气量为：改造后同时运行4台空压机，其中一台做变频运行，其余3台工频运行，1#、2#、4#机的月均时间都为600小时，设3机月均运行时间为H3改造后月均排气量为：= 1机额定排气量改造后1机月均加载时间2机额定排气量改造后2机月均加载时间3机额定排气量改造后3机月均加载时间4机改造后的排气量改造后4机月均加载时间= C600C600CH360050%C = 1500CH3C3.由：改造前的平均耗气量改造后的平均耗气量得：改造前的月均排气量改造后的月均排气量1920C = 1500CH3C所以 H3420(小时)也就是说改造后变频空压机保持在25Hz频率下100的加载运行，月均运行时间为600小时，1和2机保持100加载运行，月均运行600小时，3保持100加载运行，月均运行420小时，便可以满足生产。4.改造前系统每月用电量空载用电：1机卸载功率1机月均卸载时间2机卸载功率2机月均卸载时间3机卸载功率3机月均卸载时间4机卸载功率4机月均卸载时间=33120331203312033120=15840加载用电：1机加载功率1机月均加载时间2机加载功率2机月均加载时间3机加载功率3机月均加载时间4机加载功率4机月均加载时间=110480110480110480110480=211200改造前每月总用电=空载用电加载用电=15840 + 211200=2270405.改造后系统每月用电量空载用电0加载用电：1机