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】1 概况介绍
生产规模为16.5万锭,共有清梳联设备8台套,精梳机52台,全自动络筒机55台,主要产品为高档精梳棉纱、混纺纱等,空压站配备有两台产气量为28.4m3/min的湿式乐虎官网首页登录入口
和一台产气量为20m3/min的湿式螺杆空压机。
根据我公司2008-2016年空压机用电量情况来看,空压机的用电量由2008年的107万Kwh/年增加到2016年的346万Kwh/年,增加了2倍多。针对该情况我们就空压机的运行效率、车间机台用气情况以及生产品种变化情况进行了分析,以求找出增加的原因,制定节电措施,减少空压机能耗。
2 原因分析
1、2008年下半年生产规模扩大,增加清梳联设备1台套,络筒机5台。
2、有22台络筒机从2009年开始至2016年由机械捻改为了气动捻接。
3、2008年以前品种主要品种以高支为主,2010年以后随着市场的变化,逐步增加了低支品种,尤其是近几年来,低支品种所占品种比例较大,且化纤品种的比例不断加大。
4、随着时间的推移,空压机效率有所降低,络筒等用气设备的漏气现象频繁发生。
3 有关参数及计算
1、现有络简机关于压缩空气耗气量参数:(1)退捻装置的压缩空气喷气孔数量2个,孔径为2mm。(2)加捻装置的压缩空气喷气孔数量2个,孔径为1.5mm。
2、单锭耗气量计算：
(1)退捻用压缩空气量Q=F*V=0.785*0.002*2*12*1000=7.54升/秒
其中:F一为孔径截面积 V=压缩空气流速,查有关资料得出在压力为0.6MPa时,空气的流速为10-15米/秒,取V=12米/秒。
(2)加捻用压缩空气量:Q=F*V=0.785*0.015*0.015*2*12米1000=4.24升/秒。
(3)经实际观察,退捻和加捻一次的时间均约为1秒,因此,接一个头的用气量为7.54+4.24=11.78升/秒。
3、单台络筒机的耗气量计算：
按现有纱支T=30Nm 管纱重量P=55g 络纱速度V=1200m/min 单锭数n=60 管纱效率R=1 络纱效率E=70%, 意外排出的管纱:Y=2% 由于损耗或机器使用年限较长增加耗气量系数按K=1.3计算 X=[60*1200*0.7/(30*55)]*(1+2%)=31.16 耗气量 Q=［60*31.16*（1+1）*11.78*1.3/60=954.4升/分钟。
从以上计算中可以看出,压缩空气的耗气量多少与纱支数、管纱重量,络纱速度以及络纱效率与设备的使用年限有着密切的关系,当纱支数高、管纱重量大时,耗气量是相对较少;当络纱速度高效率高时耗气量相对较大。
4、空压机用电量逐年增加的计算:
(1)增加22台气动捻接后增加用气量:22*954.4/1000=21立方米/分钟;按空压机的装机参数额定产气量为28.4立方米/分钟,额定功率160KW计算,每立方米压缩空气的额定能耗为5.634KW/分钟,22台络筒机的增加耗电量为：21*5.634=118.314KW,按2016年1053个开班计算,增加用电量约：118.314*1053*8/1000=100万度。
(2)因为纱支的变化增加的用气量：
按原有纱支T=60Nm管纱重量P=70g 络纱速度按V=1300m/min单锭数n=60管纱效率R=1 络纱效率E=85%, 意外排出的管纱:Y=2% 由于损耗或机器使用年限较长增加耗气量系数按K=1.1计算X=[60*1300*0.85/(60*70)]*(1+2%)=16.1耗气量Q=[60*16.1*(1+1)*11.78*1.1/60=417.25升/分钟。33台络筒的耗气量增加了约(954.4-417.25)*33/1000=17.73立方米/分钟,按每立方米压缩空气的额定单耗为5.634KW/分钟计算,增加用电量约17.73*5.63*1053*8/1000=84.07万度。
(3)随着空压机设备使用年限的增加,产气效率亦有所下降,根据2016年5月份加装空气流量表计量数据来看,2号空压机效率下降较为明显,仅为75%左右,按额定单耗5.634K/分钟计算,增加用电量约28.4*(1-75%)*5.634*1053*8/10000=33.7万度。
(4)以上三项增加的用电量：100+84.07+33.7=217.77万度
从以上数据来看,该三方面的因素是空压机用电量逐年增加的主要原因。
4 结论及措施
要想降低空压机的用电量,只有从两方面下手,第一是减少压缩空气的使用量,由于品种结构和设备捻接结构的调整是公司的战略需要,与节约用气相比显然完成产量更重要,只能从减少漏气,提高压缩空气的使用效率上下功夫,因此,要求车间保证设备完好,第二是提高空压机的产气效率,降低空压机的自身耗电量。
所以,提高空压机的效率是当前空压机节约用电的有效途径和措施。但已经运行了十多年的现有空压机要想提高产气效率就要对设备进行大的投入,例如更换转子等。但对于正常生产的企业来说,如果对空压机进行停机大修在时间上往往是不允许的,以我公司为例,我公司的2号空压机产气量在28.4n/min,效率在72-75％之间；通过与空压机厂商技术人员的现场分析判断,认为2号空压机效率降低的主要原因是主机的轴承出现了损伤,造成转子啮合缝隙变大,压缩效率降低,要想解决该问题,需把设备运回工厂进行拆装大修,时间约需10-15个工作日、费用约需20万元左右,这种大修方式对目前的生产情况来看显然是不切实际的,会严重影响车间生产。
另外,现有的空压机已经使用了13年之多,合金铝材质的油冷却器也频频出现故障,维修费用近五年由22万元/年增加到了30万元/年。另外,如对空压机进行更换,这就需进行固定资产投资,在目前公司经营成本较高的情况下亦不是理想之选。我们一直在摸索一种既能节约空压机用电,又一次性投资不多,更重要的是不影响生产正常使用的模式,现在流行的合同能源管理模式正好满足该项要求。
合同能源管理公司负责提供满足生产要求的空压机,维护管理由能源公司人员负责,合同期内根据节约的电量按比例付费用,合同年限一般为5年,5年后设备归使用单位。通过调研,我们选择了河北汇金科技有限公司提供的浙江开山nianxiangyuan
股份有限公司生产的国内1级能效的空压机,在现有生产规模不变的前提下,我们进行了测试对比,具体数据如下表所示:
每年按开机350天计算,年可节约空压机用电量为:350天×24小时×92.26Kwh=774984Kwh。按照2016年全年空压机耗电量346万Kwh计算,节电率为22.4%。按照合同双方的获益比例2:8分成计算,我公司每年可节约电费支出774984Kwh*0.58元/Kwh×20%=89898元。即在没有任何设备投资的情况下,公司每年节约电费成本支出89898元。
另外,因5年内设备周期维修由设备提供方负责,每年可节约维修机物料支出300000元左右;节约空压机常日班维修工1人,维修人工费30000元/年,按此计算我公司年节约空压机总体成本支出约420000元。因此，合同能源管理模式是空压机节能的一种行之有效的途径,值得大家借鉴。
但该模式仅限于乐虎官网首页登录入口
,对于离心空压机是否适合有待探讨。
生产规模为16.5万锭,共有清梳联设备8台套,精梳机52台,全自动络筒机55台,主要产品为高档精梳棉纱、混纺纱等,空压站配备有两台产气量为28.4m3/min的湿式乐虎官网首页登录入口
和一台产气量为20m3/min的湿式螺杆空压机。
根据我公司2008-2016年空压机用电量情况来看,空压机的用电量由2008年的107万Kwh/年增加到2016年的346万Kwh/年,增加了2倍多。针对该情况我们就空压机的运行效率、车间机台用气情况以及生产品种变化情况进行了分析,以求找出增加的原因,制定节电措施,减少空压机能耗。
2 原因分析
1、2008年下半年生产规模扩大,增加清梳联设备1台套,络筒机5台。
2、有22台络筒机从2009年开始至2016年由机械捻改为了气动捻接。
3、2008年以前品种主要品种以高支为主,2010年以后随着市场的变化,逐步增加了低支品种,尤其是近几年来,低支品种所占品种比例较大,且化纤品种的比例不断加大。
4、随着时间的推移,空压机效率有所降低,络筒等用气设备的漏气现象频繁发生。
3 有关参数及计算
1、现有络简机关于压缩空气耗气量参数:(1)退捻装置的压缩空气喷气孔数量2个,孔径为2mm。(2)加捻装置的压缩空气喷气孔数量2个,孔径为1.5mm。
2、单锭耗气量计算：
(1)退捻用压缩空气量Q=F*V=0.785*0.002*2*12*1000=7.54升/秒
其中:F一为孔径截面积 V=压缩空气流速,查有关资料得出在压力为0.6MPa时,空气的流速为10-15米/秒,取V=12米/秒。
(2)加捻用压缩空气量:Q=F*V=0.785*0.015*0.015*2*12米1000=4.24升/秒。
(3)经实际观察,退捻和加捻一次的时间均约为1秒,因此,接一个头的用气量为7.54+4.24=11.78升/秒。
3、单台络筒机的耗气量计算：
按现有纱支T=30Nm 管纱重量P=55g 络纱速度V=1200m/min 单锭数n=60 管纱效率R=1 络纱效率E=70%, 意外排出的管纱:Y=2% 由于损耗或机器使用年限较长增加耗气量系数按K=1.3计算 X=[60*1200*0.7/(30*55)]*(1+2%)=31.16 耗气量 Q=［60*31.16*（1+1）*11.78*1.3/60=954.4升/分钟。
从以上计算中可以看出,压缩空气的耗气量多少与纱支数、管纱重量,络纱速度以及络纱效率与设备的使用年限有着密切的关系,当纱支数高、管纱重量大时,耗气量是相对较少;当络纱速度高效率高时耗气量相对较大。
4、空压机用电量逐年增加的计算:
(1)增加22台气动捻接后增加用气量:22*954.4/1000=21立方米/分钟;按空压机的装机参数额定产气量为28.4立方米/分钟,额定功率160KW计算,每立方米压缩空气的额定能耗为5.634KW/分钟,22台络筒机的增加耗电量为：21*5.634=118.314KW,按2016年1053个开班计算,增加用电量约：118.314*1053*8/1000=100万度。
(2)因为纱支的变化增加的用气量：
按原有纱支T=60Nm管纱重量P=70g 络纱速度按V=1300m/min单锭数n=60管纱效率R=1 络纱效率E=85%, 意外排出的管纱:Y=2% 由于损耗或机器使用年限较长增加耗气量系数按K=1.1计算X=[60*1300*0.85/(60*70)]*(1+2%)=16.1耗气量Q=[60*16.1*(1+1)*11.78*1.1/60=417.25升/分钟。33台络筒的耗气量增加了约(954.4-417.25)*33/1000=17.73立方米/分钟,按每立方米压缩空气的额定单耗为5.634KW/分钟计算,增加用电量约17.73*5.63*1053*8/1000=84.07万度。
(3)随着空压机设备使用年限的增加,产气效率亦有所下降,根据2016年5月份加装空气流量表计量数据来看,2号空压机效率下降较为明显,仅为75%左右,按额定单耗5.634K/分钟计算,增加用电量约28.4*(1-75%)*5.634*1053*8/10000=33.7万度。
(4)以上三项增加的用电量：100+84.07+33.7=217.77万度
从以上数据来看,该三方面的因素是空压机用电量逐年增加的主要原因。
4 结论及措施
要想降低空压机的用电量,只有从两方面下手,第一是减少压缩空气的使用量,由于品种结构和设备捻接结构的调整是公司的战略需要,与节约用气相比显然完成产量更重要,只能从减少漏气,提高压缩空气的使用效率上下功夫,因此,要求车间保证设备完好,第二是提高空压机的产气效率,降低空压机的自身耗电量。
所以,提高空压机的效率是当前空压机节约用电的有效途径和措施。但已经运行了十多年的现有空压机要想提高产气效率就要对设备进行大的投入,例如更换转子等。但对于正常生产的企业来说,如果对空压机进行停机大修在时间上往往是不允许的,以我公司为例,我公司的2号空压机产气量在28.4n/min,效率在72-75％之间；通过与空压机厂商技术人员的现场分析判断,认为2号空压机效率降低的主要原因是主机的轴承出现了损伤,造成转子啮合缝隙变大,压缩效率降低,要想解决该问题,需把设备运回工厂进行拆装大修,时间约需10-15个工作日、费用约需20万元左右,这种大修方式对目前的生产情况来看显然是不切实际的,会严重影响车间生产。
另外,现有的空压机已经使用了13年之多,合金铝材质的油冷却器也频频出现故障,维修费用近五年由22万元/年增加到了30万元/年。另外,如对空压机进行更换,这就需进行固定资产投资,在目前公司经营成本较高的情况下亦不是理想之选。我们一直在摸索一种既能节约空压机用电,又一次性投资不多,更重要的是不影响生产正常使用的模式,现在流行的合同能源管理模式正好满足该项要求。
合同能源管理公司负责提供满足生产要求的空压机,维护管理由能源公司人员负责,合同期内根据节约的电量按比例付费用,合同年限一般为5年,5年后设备归使用单位。通过调研,我们选择了河北汇金科技有限公司提供的浙江开山nianxiangyuan
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每年按开机350天计算,年可节约空压机用电量为:350天×24小时×92.26Kwh=774984Kwh。按照2016年全年空压机耗电量346万Kwh计算,节电率为22.4%。按照合同双方的获益比例2:8分成计算,我公司每年可节约电费支出774984Kwh*0.58元/Kwh×20%=89898元。即在没有任何设备投资的情况下,公司每年节约电费成本支出89898元。
另外,因5年内设备周期维修由设备提供方负责,每年可节约维修机物料支出300000元左右;节约空压机常日班维修工1人,维修人工费30000元/年,按此计算我公司年节约空压机总体成本支出约420000元。因此，合同能源管理模式是空压机节能的一种行之有效的途径,值得大家借鉴。
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