工业&应用

压缩空气系统的效率

水分测量有助于实现BCAS(英国压缩空气协会) 10% 的能效目标

英国压缩空气协会 (BCAS) 近发起了一项新倡议:10% Taskforce. ,这呼吁英国制造商将压缩空气能源使用量至少减少10%,以降低运营成本并对环境产生积极影响。

根据BCAS,在典型的工业现场,压缩空气系统产生的能耗大约占总能源成本的30%。该组织估计,在许多情况下,大约三分之一的能源由于设备老化和效率低下的做法而被浪费,每年给行业带来额外的4.85亿英镑的成本,同时大大增加了二氧化碳排放量。

10% Taskforce 旨在通过采取制定佳实践的简单步骤来帮助制造商降低能耗。这些措施包括小化泄漏,回收热量和改进常规维护,以及升级设备和控制系统。

BCAS建议的一些措施在短期内会带来节约能源,比如,检查压缩空气系统是否泄漏,并采取补救措施,即可立即降低能耗。

其他措施,如采用变速驱动,将有更长的投资回收期。当然,这并不会降低它们的价值。这一类别包括改进压缩空气干燥机的操作和控制的重要性,因为这些会消耗大量能源。

压缩空气干燥机效率

消除或降低水分含量通常是大多数压缩空气系统的关键要求,或者为了保护设备免受腐蚀和其它水引起的损坏,或者为了保证制造过程中与湿敏成分或组件接触的气流纯度。

虽然有各种设备用于降低压缩空气的含水量,但常用的是冷冻和吸附干燥机。

冷冻干燥机通常使用空气-空气或空气-水热交换器与氟利昂回路相结合,将从压缩机流入的暖湿气流冷却至3℃左右。这让水汽冷凝成液体,然后排出;在此阶段,空气的相对湿度(RH)保持在100%。加热后的制冷剂在冷凝器中再生和冷却,同时气流被重新加热到环境温度,从而将相对湿度降低到50%或更低–这一水平足以防止腐蚀问题。因此,冷冻压缩空气干燥机往往用于一般制造应用。

对于更关键的应用,如制药或食品的生产,通常需要ISO 8573.1 1,2 或3级空气质量,则使用干燥剂或吸附式空气干燥机。它们可以将压缩空气的压力露点(PDP)降低至 -70°C 的水平。

吸附式空气干燥机使用吸湿珠去除压缩空气流中的水分。大多数系统具有双塔配置,其中一个塔在使用,而另一个塔中的饱和干燥剂会自动再生。

水分测量

在上述每个示例中,关键因素是能够精确测量离开干燥机时气流的含水量。这可以控制干燥机的运行效率,从而将能耗降至低;值得注意的是,通常情况下,干燥机的运行时间比达到设定的减湿水平所需的时间长,只是为了“安全起见”。虽然这可以让人安心,但也会浪费能源,大大增加运营成本。

通过在每个干燥机的出口上安装露点传感器或变送器,可以轻松实现精确的水分测量。这些传感器采用成熟的金属氧化物陶瓷或聚合物后膜技术,具有标准的机械和电气连接,以提供一种简单但高效的方法来确定压缩空气流中的准确湿度水平。通过适当的控制回路,每个传感器的输出可用于优化干燥机的操作,并在关键应用中提供基本的可追溯性。

水分测量计划

BCAS 10% 计划中提到的一个关键点是,对于许多应用,在很多制造过程的不同阶段使用不同纯度的压缩空气,可能只需要生产一定比例的空气以达到高纯度。因此,通过审查每个生产设施的压缩空气要求,并在适当情况下,以低可接受质量生产空气,可以节约能源和成本。

然而,这种方法确实需要仔细监测,以便空气质量在过程的每个阶段都保持在精确控制的参数范围内。反过来,这取决于一个合适的合作伙伴的支持,该合作伙伴具有确保传感器(尤其是湿度传感器)始终正确安装、校准和维护的知识和经验,以提供真正的安心。

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