현대 산업에서 중요한 동력 장비인 공기 압축기는 다양한 생산 공정에 널리 사용됩니다. 그러나 공기 압축기의 에너지 소비는 항상 기업의 관심사였습니다. 환경 의식이 높아지고 에너지 비용이 상승함에 따라, 어떻게 효과적으로 에너지를 절약할 수 있는지는 공기 압축기의 사용 및 유지 관리에서 핵심 과제가 되었습니다. 본 논문은 공기 압축기 에너지 절약의 다양한 측면을 심층적으로 논의하여 독자들이 에너지 절약의 핵심 사항을 파악하고 공기 압축기의 친환경적이고 효율적인 운영을 실현할 수 있도록 돕습니다. 부족한 부분에 대한 비판과 수정은 언제든지 환영합니다.
I. 누출 처리
공장의 압축 공기 평균 누출률은 20~30%에 달하는 것으로 추정되며, 7bar의 압력 하에서 1mm² 크기의 작은 구멍 하나에서 약 1.5L/s의 공기가 누출되어 연간 약 4,000위안(모든 공압 공구, 호스, 연결구, 밸브 등 포함)의 손실이 발생합니다. 따라서 에너지 절약의 최우선 과제는 누출을 제어하고, 모든 송전망 및 가스 주입구, 특히 연결부, 밸브 등을 점검하여 누출 지점을 적시에 보수하는 것입니다.
II. 압력 강하 처리
압축 공기가 장비를 통과할 때마다 압축 공기가 손실되고 공기 공급원의 압력이 감소합니다. 일반적인 공기 압축기 출구에서 가스 배출 지점까지의 압력 강하는 1bar를 초과해서는 안 되며, 더욱 엄격하게는 10% 이하, 즉 0.7bar를 넘지 않아야 합니다. 냉건식 필터 부분의 압력 강하는 일반적으로 0.2bar입니다. 공장에서는 가능한 한 링 배관망을 설치하여 각 지점의 가스 압력을 균형 있게 유지하고 다음 사항을 준수해야 합니다.
배관 구간에 압력계를 설치하여 압력을 감지하고, 각 구간의 압력 강하를 자세히 점검하며, 문제가 있는 배관망 구간을 적시에 점검하고 유지보수한다.
압축 공기 장비를 선택하고 가스 장비의 압력 요구량을 평가할 때는 가스 공급 압력과 가스 공급량을 종합적으로 고려해야 하며, 공급 압력과 장비의 총 전력을 무턱대고 높여서는 안 됩니다. 생산을 보장하는 경우, 공기 압축기의 배기 압력을 최대한 낮춰야 합니다. 공기 압축기의 배기 압력을 1bar 낮출 때마다 약 7%~10%의 에너지를 절약할 수 있습니다. 실제로 많은 가스 장비의 실린더 압력은 3~4bar 정도이고, 일부 매니퓰레이터는 6bar 이상의 압력을 필요로 합니다.
셋째, 가스 사용 행태를 조정하십시오.
공신력 있는 자료에 따르면 공기 압축기의 에너지 효율은 약 10%에 불과하며, 그중 약 90%는 열에너지 손실로 전환됩니다. 따라서 공장 내 공압 설비를 평가하고 전기적 방식으로 해결할 수 있는지 여부를 검토해야 합니다. 동시에 압축 공기를 일상적인 청소에 사용하는 것과 같은 비합리적인 가스 사용 행태를 근절해야 합니다.
넷째, 중앙 집중식 제어 모드를 채택합니다.
다수의 공기 압축기가 중앙에서 제어되며, 가스 소비량 변화에 따라 가동 장치 수가 자동으로 조절됩니다. 가동 장치 수가 적을 경우 주파수 변환 공기 압축기를 사용하여 압력을 조절할 수 있으며, 가동 장치 수가 많을 경우 중앙 연동 제어를 통해 여러 공기 압축기의 파라미터 설정으로 인한 배기 압력의 단계적 상승을 방지하여 출력 공기 에너지 낭비를 줄일 수 있습니다. 중앙 제어의 구체적인 장점은 다음과 같습니다.
가스 소비량이 일정량 이하로 감소하면, 부하 시간을 줄여 가스 생산량을 감소시킵니다. 가스 소비량이 더욱 감소하면, 성능이 우수한 공기 압축기는 자동으로 정지합니다.
모터 축 출력 감소: 주파수 변환 속도 제어 모드를 채택하여 모터 축 출력을 줄입니다. 변환 전에는 공기 압축기가 설정 압력에 도달하면 자동으로 부하를 해제합니다. 변환 후에는 공기 압축기가 부하를 해제하지 않고 회전 속도를 줄여 가스 생산량을 감소시키고 가스 네트워크의 최소 압력을 유지함으로써 부하 해제에서 부하까지의 전력 소비를 줄입니다. 동시에 모터 작동 주파수를 전력 주파수 이하로 낮춰 모터 축 출력도 줄일 수 있습니다.
장비 수명 연장: 주파수 변환 에너지 절약 장치를 사용하고 주파수 변환기의 소프트 스타트 기능을 활용하여 시동 전류를 0에서 시작하고 최대 전류가 정격 전류를 초과하지 않도록 함으로써 전력망에 미치는 영향과 전력 공급 용량 요구 사항을 줄이고 장비 및 밸브의 수명을 연장합니다.
무효 전력 손실 감소: 모터의 무효 전력은 선로 손실과 장비 발열을 증가시켜 역률과 유효 전력을 저하시키고, 장비의 비효율적인 사용과 심각한 에너지 낭비를 초래합니다. 주파수 변환 속도 조절 장치를 사용하면 주파수 변환기 내부의 필터 콘덴서 기능 덕분에 무효 전력 손실을 줄이고 전력망의 유효 전력을 증가시킬 수 있습니다.
5. 장비 유지보수를 잘 하십시오.
공기 압축기의 작동 원리에 따르면, 공기 압축기는 자연 공기를 흡입하여 다단계 처리 및 다단계 압축을 거쳐 다른 장비에 공급할 고압의 청정 공기를 생성합니다. 이 과정에서 자연 공기는 지속적으로 압축되면서 전기 에너지로 변환된 열의 대부분을 흡수하므로 압축 공기의 온도가 상승합니다. 지속적인 고온은 장비의 정상적인 작동에 불리하므로 장비를 지속적으로 냉각해야 합니다. 따라서 장비 유지 보수 및 청소를 철저히 하고, 공기 압축기의 방열 효과와 수냉식 및 공랭식 열교환기의 열교환 효율을 높이며, 오일 품질을 유지하여 공기 압축기의 에너지 절약, 안정 및 안전한 작동을 보장해야 합니다.
VI. 폐열 회수
공기 압축기는 일반적으로 비동기 모터를 사용하며, 역률이 비교적 낮아 대부분 0.2~0.85 사이입니다. 이는 부하 변화에 따라 크게 변동하며 에너지 손실이 큽니다. 공기 압축기의 폐열 회수는 압축기 배기 온도를 낮추고 압축기의 수명과 냉각유의 교체 주기를 연장할 수 있습니다. 동시에 회수된 열은 가정용 난방, 보일러 급수 예열, 공정 가열, 난방 등 다양한 용도로 활용할 수 있어 다음과 같은 장점이 있습니다.
높은 열회수 효율: 오일과 가스의 이중 열회수, 유입수와 유출수의 큰 온도차로 높은 열회수 효율을 자랑합니다. 공기 압축기 오일과 가스의 모든 열을 회수하여 냉수를 신속하고 직접적으로 온수로 변환하고, 단열 배관을 통해 온수 저장 시스템으로 보낸 후 공장 내 온수 사용 지점으로 펌핑합니다.
공간 절약: 독창적인 직접 가열 구조로 설치 공간이 작고 설치가 간편합니다.
구조가 단순하여 고장률이 낮고 유지보수 비용이 저렴합니다.
낮은 압력 손실: 고효율 압축 공기 폐열 회수 장치를 채택하여 공기 흐름 경로를 변경하지 않고 압축 공기의 압력 손실을 제로화합니다.
안정적인 작동: 오일 온도를 최적의 작동 범위로 유지하여 공기 압축기의 안정적인 작동을 보장합니다.
공기 압축기의 모터 부하율을 80% 이상으로 유지하면 에너지 절약 효율을 향상시킬 수 있습니다. 따라서 효율적인 모터를 우선적으로 선택하고 모터의 부동 용량을 줄여야 합니다. 예를 들면 다음과 같습니다.
Y형 가이드 모터의 전력 소비 효율은 일반 Jo 모터보다 0.5% 낮으며, YX 모터의 평균 효율은 10%로 Jo 모터보다 3% 높습니다.
에너지 소비가 적고 자기 전도성이 우수한 자성 재료를 사용하면 구리, 철 및 기타 재료의 소비를 줄일 수 있습니다.
기존의 구식 동력 전달 방식(V벨트 구동 방식 및 기어 구동 방식)은 전달 효율이 크게 떨어지고 에너지 절약 성능이 저하됩니다. 모터 동축 및 로터 구조의 등장으로 기계식 동력 전달로 인한 에너지 손실을 완전히 해결하고 공기량을 증가시킬 수 있게 되었습니다. 동시에 장비의 회전 속도를 전 범위에 걸쳐 제어할 수 있습니다.
공기 압축기를 선택할 때는 고효율 스크류 공기 압축기를 우선적으로 고려하는 것이 좋습니다. 기업의 생산 가스 소비량을 고려할 때, 가스 소비량이 많은 시간대와 적은 시간대를 감안하여 가변적인 운전 조건을 적용해야 합니다. 고효율 스크류 공기 압축기는 에너지 절약에 유리하며, 일반 모터 대비 10% 이상 에너지 소비를 절감할 수 있습니다. 또한, 정압 공기 공급, 압력차로 인한 낭비 없음, 적정량의 공기 주입, 부하 및 배출 불필요 등의 장점을 가지며, 일반 공기 압축기 대비 30% 이상 에너지 절약 효과를 제공합니다. 생산 가스 소비량이 많은 경우에는 고효율 대용량 원심 압축기를 사용할 수 있으며, 이는 소비량이 많은 시간대의 가스 부족 문제를 완화하는 데 도움이 됩니다.
VIII. 건조 시스템의 변환
기존 건조 시스템은 여러 단점이 있지만, 새로운 건조 장비는 공기압의 폐열을 이용하여 압축 공기를 건조 및 탈수할 수 있어 에너지 절감률이 80% 이상입니다.
요컨대, 장비, 운영 관리 및 기타 요인들이 공기 압축기의 에너지 소비에 영향을 미칩니다. 종합적인 분석, 종합적인 고려, 첨단 기술 선택, 합리적이고 실현 가능한 방법 및 지원 조치를 통해서만 공기 압축기의 에너지 절약, 안정적이고 안전한 작동을 보장할 수 있습니다. 주파수 변환 속도 조절과 같은 첨단 기술과 방법을 적용하는 동시에, 담당자는 장비의 일상적인 운영 관리 및 유지 보수에 성실히 임하여 생산을 보장하는 동시에 에너지 절약 및 소비 감소를 실천함으로써 경제적, 사회적 이익을 증진해야 합니다.
게시 시간: 2024년 10월 25일
