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    螺桿壓縮機的基本常識,比功率是什么?

    文章出處:上海國廈壓縮機 人氣:747發表時間:2019-12-26

    近幾年在余熱回收的一些文中出現以下幾種關于壓縮機效率的說法:

    (1) 空壓機的90%以上的軸功率最終沒有做功產生壓縮空氣,而是轉化成了熱能被排放到周圍環境中;

    (2) 在螺桿空壓機所消耗的能源中,只有19% 被轉化成了可供使用的功,而其他81% 均以熱量的形式損耗掉了;

    (3)螺桿空壓機在運行時,真正用于增加空氣勢能所消耗的電能,在總耗電量中只占很小的一部分,約15%左右。約85%的耗電轉化為熱量;

    (4) 只有不到10%的電機輸入功率被轉化為可用的壓縮空氣動力能,見圖1。

    螺桿空壓機的基本常識,比功率是什么?

    由于熱力學的復雜性,壓縮機的輸出能量不易為大家認識,上述幾種均是錯誤說法(錯誤原因見后文),誤導了對壓縮機能源效率和壓縮空氣做功能力的認識,不利于壓縮空氣氣動系統節能?!秳恿τ每諝鈮嚎s機能源效率探討》


    螺桿空壓機的成果是壓縮空氣,成本是電耗。如參考制冷設備的COP計算方式:壓縮空氣生產量/電耗,可以解釋為單位電耗生產的壓縮空氣量。

    在國標和實際中人們采用了電耗/壓縮空氣生產量,也就是生產單位體積的壓縮空氣所消耗的電能,該數值越低越好,其單位kW/(m3/min)。嚴格的說kW/(m3/min)并不準確,因為m3/min和kW都是時間單位的效率值,準確表達應該是焦耳/m3或者焦耳/升,但是kW/(m3/min)計算極其方便,也就被人們廣泛使用了。

    但是,不同壓力下的壓縮空氣如果用比功率來衡量,并不能比較能源效率的高低。為了認清空壓機輸出壓縮空氣的做功能力,這里引入“輸功效率”這一概念,因為輸功效率已經包含了壓力的因素在內,以此就可以比較任意機型的效率高低。

    此概念,在團標《壓縮空氣站能效分級指南》中得到應用。

    ▌輸功效率

    空壓機的壓縮過程實際也是一個能量的轉換過程,也可以用效率的方式表達。傳統計算壓縮機效率的方式是理論絕熱壓縮功/實際電耗,這種計算方式是錯誤的。理論絕熱壓縮功并不是能量轉換的結果,在壓縮過程中,系統對外排出的熱量等值于系統輸入的電能,但是并不是說電能全部轉換為熱能,其轉換的重要部分是壓縮空氣對外的做功能力,也就是對外所作的膨脹功, 工程熱力學上稱為?,又叫有效能。

    ● 輸功效率計算

    其計算公式為:


    式中:

    p1是壓縮后的壓力;

    p0是對外做功的環境壓力;

    v0是環境壓力下的空氣流量。

    空壓機機組輸入比功率為行業習慣使用,輸功效率與機組輸入比功率換算關系式為:

    η = Np /q


    式中:

    q——機組輸入比功率

    Np——大氣狀態下流量為1m3/min 的壓縮空氣氣動動力。

    常用壓力的壓縮空氣氣動動力

    ● 常用空壓機輸功效率


    現用壓縮空氣系統中,螺桿空壓機用量占絕大多數,以GB19153-2009《容積式空氣壓縮機能效限定值及能效等級》中噴油螺桿空氣壓縮機能效值( 風冷) 計算,輸功效率最高值為63%,最低值為31%。

    以75kW風冷螺桿空壓機為例,1、2、3級能效指標值輸功效率見表2:

    1、2、3級能效指標值輸功效率見表

    由上述可以看出,空壓機指示功用于壓縮空氣,軸功率的功大部分轉化為指示功,空壓機有用功效率較高。壓縮空氣散發的熱量等于空壓機對其做的功,與空壓機輸出壓縮空氣有效能沒有直接關系??諌簷C輸入能的50% 左右,可以轉化為有效能,作為動力使用。所以本文開頭列舉的幾種說法顯然是錯誤的。

    本文提出的空壓機輸功效率,合理地反映了空氣壓縮機的能量效率,使得大家認清壓縮空氣的做功能力,更合理地分析系統能量損失,開展壓縮空氣系統節能工作。


    聚合關鍵詞:螺桿壓縮機離心壓縮機
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