如何為您的企業選擇合適的空氣壓縮機

幾個月前,我們接到一位工廠經理的電話,他的電費在安裝新壓縮機後遠遠超出了任何人的預期。從紙面上看,一切看起來都很好。該裝置具有足夠的容量,壓力等級符合規格表,並且生產沒有錯過任何一個節拍。

事實證明壓縮機不是問題所在。無論誰設計了該系統,都根據工廠的絕對峰值需求確定了其規模,然後就停在那裡了——從來沒有考慮過當天剩下的時間裡發生了什麼,當時需求低得多,壓縮機仍在運行,只是沒有做太多有用的工作。

我們比你想像的更頻繁地看到這種情況。

選擇合適的壓縮機實際上並不是將馬達與規格表上的數字相匹配。這是為了了解空氣從被壓縮到使用的那一刻會發生什麼——而一個實際上設計良好的系統可以保持穩定的壓力,可靠地運行,並且不會浪費能源。

從流程開始,而不是從壓縮機開始

在查看壓縮機型號之前,您需要了解實際消耗空氣的因素。

沒有兩個工廠具有相同的需求曲線。全天候運作的生產線與車間每天使用幾個小時的氣動工具是完全不同的問題。因此,在任何人指定設備之前,值得先研究一下。

假設一家工廠在 7 bar 壓力下運行,平均產量為 18 立方米/分鐘,但峰值時達到 30 立方米/分鐘,每年運行 6,000 小時。如果您根據 30 立方米/分鐘的峰值調整系統尺寸並稱其完成,那麼您所構建的系統在其大部分生命週期中都在遠低於其效率的情況下運行。真正的工作是平衡高峰期發生的情況與其他情況發生的情況90%的時間。

不要認為越大越好

這可能是我們遇到的最常見的錯誤:根據最壞的情況調整大小,僅此而已。

當然,更大的壓縮機可以為您提供空間。但如果它大部分時間都在高效的運行範圍內閒逛,那麼無論您是否需要,您每小時都會為該空間付出代價。以峰值流量為 25 立方公尺/分鐘的 110 千瓦機組為例,如果工廠的實際平均流量為 12-15 立方公尺/分鐘,則該壓縮機將花費大量時間進行卸載或低效循環。加起來幾千個小時,這就是真金白銀。

我們實際上關注的是平均需求、最小需求、尖峰持續多久、載入/卸載模式以及壓縮機使用哪種控制。

很多時候,更好的答案不是一台大型壓縮機——而是兩三個一起工作。一個定速單元處理穩定的基本負載,一個變速單元追蹤擺動,並在發生故障時保留一些東西。這種組合往往比單一超大機器更好地追蹤實際需求。

壓力的代價比人們意識到的要高

大家都很注意氣流。壓力被忽視了,這是不應該的。

提高排出壓力需要更多能量,完全停止。許多工廠運作的壓力高於實際需要的壓力,不是因為生產需要,而是因為分配系統有洩漏、尺寸過小或佈局不當,而啟動壓縮機是最簡單的補償方法。

假設一個流程在使用時只需要 7 bar,但壓縮機在 8.5 bar 的壓力下運作只是為了彌補沿途的損失。額外的 1.5 巴對下游的任何人都沒有幫助,它只是為管道不良、過濾器堵塞、配件過多或分配運行時間過長而付出代價。

根據粗略的經驗法則,每增加一巴的排放壓力就會增加約 6-7%您的能源帳單。良好的做法是將整個分配系統的總壓降保持在 0.3-0.5 bar 左右。我們測量過的大多數工廠的運行速度都遠高於該值,但並未意識到這一點。

洩漏是錢的實際去向

我們走進過許多設施,這些設施配備了完美、高效的壓縮機,以及分配系統,其中的十幾個配件多年來都沒有人見過,會漏氣。

一次洩漏本身似乎不多。連續運轉一年,加起來很快。

這是一個粗略的規模感:在 7 bar 管線壓力下,一個 3 毫米的孔通常會損失約 1 立方公尺/分鐘的自由空氣。每年連續運行 6,000 小時,您會看到大約 360,000 立方米的浪費空氣。對於 7 bar 系統來說,每立方公尺的典型耗電量為 0.11-0.13 kWh,每年單次洩漏的電量約為 4,000-5,000 kWh,而且大多數工廠都有不只一次洩漏。

在任何人開始談論更換壓縮機之前,值得參觀工廠並檢查:

  • 管道連接
  • 快速接頭
  • 閥門
  • 氣動工具及設備
  • 甚至不再使用的線路

有一半的時間,最便宜的升級只是修復現有的東西。

空氣品質完全取決於你用它做什麼

從生產線出來的壓縮空氣看起來很乾淨。事實並非如此。環境空氣攜帶水分和油,壓縮會將所有水分和油濃縮。

這有多重要取決於工作。一般的製造通常可以透過基本的過濾和除濕來完成。油漆線需要乾燥和清潔以避免表面缺陷。食品和製藥工作通常需要完全無油的空氣。電子製造對污染的要求更加嚴格。

將原始壓縮空氣轉化為可用的空氣通常意味著乾燥器(冷藏或乾燥劑)、管線過濾器、油水分離器、接收器以及某種監控所有這些的方法。壓縮機只是起點——它之後的一切都決定了空氣是否真正可用。

價格標籤是這個決定中最小的數字

很多買家只關注購買價格就止步於此。對於工業壓縮機來說,這個數字通常是總成本中最不重要的部分。

能源才是真正的錢的去向。如果一台 90 kW 壓縮機在十年內每年運行 6,000 小時,那麼整個使用壽命期間的電力成本使您購買機器的費用相形見絀。這也意味著效率的小幅提升,經過十年的複合,最終會比人們預期的更重要。

當我們正確計算數據時,我們會同時考慮購買價格、能源使用、維護、零件、服務和預期使用壽命,而不是單獨考慮購買價格。

購買最便宜的壓縮機很少是運作最便宜的壓縮機。

可靠性不是可有可無的

在許多工廠中,如果壓縮空氣停止,生產也會停止。設備停機,品質下降,停機時間開始計時。

壓縮機故障的實際成本幾乎不會出現在維修發票上。它出現在生產線停機時未生產的產品中。

這就是為什麼可靠性規劃超越了規格表,而是專注於壓縮機的實際追蹤記錄、現場服務的速度、零件是否實際可用以及採取了何種遠端監控和預防性維護等內容。

為業務發展方向而不僅僅是業務現狀而構建

一旦產量成長或添加新設備,尺寸完全滿足當今需求的系統往往在兩三年內成為問題。

在最終確定任何事情之前值得問一下:容量可能會成長嗎?更多氣動設備即將到來嗎?需求會變得更不穩定嗎?壓縮機房還有空間容納第二台機組嗎?

現在進行規劃幾乎總是比稍後拆除尺寸較小的系統便宜。

這取決於整個系統,而不是銘牌

選擇壓縮機從來都不是為了將千瓦數與工作相匹配。這是關於了解機器如何融入流程、建築及其周圍的業務。

一個實際運作良好的系統可以為您提供穩定的壓力、合適的氣流、低能耗、真正的可靠性、易於管理的維護和成長空間。

合適的壓縮機不是貨架上最大的壓縮機。它的規模符合業務實際需要-只要在服務期間,就能有效率、可靠、一致地運作。

如果您不確定自己的系統處於何處,空氣審計(實際需求曲線、壓力降、洩漏負載,所有測量而不是假設)通常是找出問題是否出在壓縮機或壓縮機上的所有部件的最快方法。

我們比你想像的更頻繁地看到這種情況。

選擇合適的壓縮機實際上並不是將馬達與規格表上的數字相匹配。這是為了了解空氣從被壓縮到使用的那一刻會發生什麼——而一個實際上設計良好的系統可以保持穩定的壓力,可靠地運行,並且不會浪費能源。

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常見問題解答

分配系統中幾乎總是會出現緩慢的壓力降——過濾器堵塞或新的洩漏。首先檢查過濾器壓差。

未必。通常壓縮機有閒置容量,而新生產線只需要自己適當尺寸的管道。

根據之前的情況檢查壓力設定值。技術人員有時會「為了安全」而提高,但不會對其進行標記。

在設備本身之前檢查壓縮機室通風—一旦第二台壓縮機或其他設備移入附近,這種情況很常見。

通常是乾燥機與實際氣流不匹配,或接收器排水管停止工作。也值得檢查季節性環境條件。