工信部力推这些企业的压缩机关键技术!
近日,工业和信息化部发布《国家工业节能技术推荐目录(2021)》,其中包括流程工业节能提效技术、重点用能设备系统节能提效技术、储能及可再生能源利用技术、智慧能源管控系统技术、余热余压利用技术等5大类69项工业节能提效技术。其中与压缩机相关的有7项。
1、高效动压气悬浮离心压缩机关键技术
1.技术适用范围
适用于离心压缩机系统节能技术改造。
2.技术原理及工艺
转轴在重力作用下相对轴承发生偏心,进而与轴承内表面形成楔形间隙,当转轴在做高速旋转运动时,不断将具有一定黏度的气体带入楔形间隙,而气体的不断进入使得气膜产生一定的压力,当轴系转动达到一定转速时(起飞速度),气膜力足以平衡转轴载荷,具有刚度的气膜将轴系浮起,使轴系在悬浮状态下工作,采用气体轴承的压缩机运行过程中无油、无摩擦。工作原理示意图如图1。
3.技术指标
(1)按GB/T 18430.1—2007标准测试:机组名义工况COP达6.35,机组综合部分负荷性能系数IPLV达8.78。
(2)按AHRI 550/590—2018标准测试:机组名义工况COP达6.29,机组综合部分负荷性能系数IPLV达10.15。
(3)按GB/T 11348.3—2011标准测试:压缩机稳定运行时,转轴径向振动小于12微米,压缩机起停次数超过12万次。
4.技术功能特性
(1)发明了“双波双顶”的大承载、高阻尼轴承结构,提升顶箔刚度,减少受力变形,轴承承载力比普通轴承提升44%。
(2)将传统的箔片间的摩擦由单一的点接触摩擦变为点摩擦及线摩擦的混合摩擦过程,提升库伦摩擦阻尼,阻尼比传统轴承提升31%,有利于提升轴承对转子的振动抑制能力。
(3)研制了一种箔片用多组分新型复合涂层,摩擦系数低至0.06,降低转子悬浮前与轴承的摩擦力,减少轴承磨损。
(4)研制了“内空心、等外径,三段式背靠背”低质量高刚度气悬浮转子结构,有效拓宽二阶与三阶临界转速区间,使转子运行转速远离临界转速,提升转子运行稳定性,转子 振幅低至12微米,达到A级转子振动标准。
(5)发明了小流量高效气动设计技术,建立了一种多参数多目标寻优的气动设计方法,压缩机气动效率达到0.83,机组名义工况COP达6.35。
5.应用案例
技术提供单位为珠海格力电器股份有限公司。研发类节能技术,无应用案例。
6.未来三年推广前景及节能减排潜力
预计未来3年,推广应用比例可达到4.5%,可形成年节约标准煤5.4万吨,年减排CO2 14.96万吨。
2、一种组合式互联网节能型智慧空压站的集成设计及智能控制系统
1.技术适用范围
适用于空压站系统能源信息化管控节能技术改造。
2.技术原理及工艺
利用物联网、大数据等技术将节能空压机、储气罐、节能冷干机、过滤器集成到智慧空压站中。该智慧空压站24小时远程监控并不间断地发送监控数据,自动报警,自动收集空压机数据并进行分析自动优化工作模式,可为用户提供所需的高品质压缩空气,相比于传统空压机节能15%~60%。技术原理图如图2。
3.技术指标
(1)耗电量:110千瓦时,产气量:24立方米/分钟。
(2)节能空压机均采用双永磁变频技术及二级压缩,相同功率下比一级压缩产气量高 30%以上。
(3)凭借AI和数采技术,将空压站等各类设备的运行数据进行可视化呈现。
(4)支持LTE Cat-1 bis和GSM和GPRS三模。
(5)兼容4G、5G、以太网等不同的通信方式,支持多种数传协议和应用服务。
4.技术功能特性
(1)应用生态和管理:生态入口统一、应用管理协同、虚拟机应用协同。
(2)云服务协同:高阶服务推送、基础服务推送。
(3)AI 协同:边缘推理、联邦训练。
(4)数据协同:数据预处理、边云灾备。
(5)资源协同:边缘和中心云内网互通、中心云服务按需使用、资源/流量调度。
5.应用案例
湖北融通高科先进材料有限公司压缩空气系统共享智慧空压站卖气综合节能服务项目,技术提供单位为武汉瑞气节能环保科技有限公司。
(1)用户用能情况简单说明:湖北融通高科空压站原有8台空压机,设备能效低,为三级能效产品,每个月用电量52.99万千瓦时。常开设备为工频机,频繁空重车,浪费电力。
(2)实施内容及周期:新增2个气宝智慧空压站(一级标准站房、压缩空气等级一级、一级能效),并新增定制后处理系统,空压机云智控系统,物联网,云平台管理服务、区块链技术。实施周期8个月。
(3)节能减排效果及投资回收期:改造完成后,每个月用电量由529920千瓦时下降到312564千瓦时,年节约标准煤0.081万吨,年减排CO2 0.22万吨。该项目综合年效益203万元,总投入600万元,投资回收期2.95年。
6.未来三年推广前景及节能减排潜力
预计未来3年,推广应用比例可达到30%,可形成年节约标准煤32万吨,年减排CO2 88.72万吨。
3、EcoSave空压站智慧无损节能系统
1.技术适用范围
适用于空压站系统能源信息化管控节能技术改造。
2.技术原理及工艺
通过深度学习及边缘计算,准确学习用户的用气规律并做出趋势预测,设定满足生产工艺需求的最低压缩空气系统总管压力,再通过无损恒压技术对总管压力实施精确控制,既降低总管压力又降低管路泄漏量,从而实现节能。在此基础上,利用无线智能联控技术对空压机系统实施联动控制,减少空压机系统末端恒压增多的卸载时间,从而优化整个系统的运行。工艺流程图如图3。