压缩空气系统节能简介

壓縮空氣系統節能簡介財團法人中技社林文祥中華民國九十年十一月一日知己知彼,百戰百勝切莫頭痛醫頭，腳痛醫腳。安裝適當的儀錶，取得相關資訊分析系統改善前，先了解系統的問題所在。壓縮空氣系統常見問題壓力不足及變動過大空壓機老舊效率差壓縮空氣洩漏空壓機長時間卸載壓縮空氣管路任意延伸儀錶不足與不準壓縮空氣系統長時間在低效率下運轉壓縮空氣系統診斷空壓機的排氣量、耗電量及效率檢測了解系統壓力及用氣量的需求壓縮空氣洩漏量檢測檢討系統管路配置綜合評估改善方案及省能效益空壓機排氣量檢測方式空壓機測試記錄表NO.5空壓機：(Atlas螺旋式GA-807-7,100HP)排氣出口溫度：52.4℃檢測日期:89年10月25日排氣量排氣壓力排氣壓力空壓機錶壓壓差空壓機耗電量修正為進氣壓力空壓機耗電量單位馬力排氣量排氣重量修正後耗電量修正後單位馬力排氣量下的排氣量***(CFM)(PSIG)(KG/CM2)(KG/CM2)(KG/CM2)(KW)(CFM)(HP)(CFM/HP)(Lb/min)(HP)(CFM/HP)47592.26.496.900.4189.5421.0117.03.6032.5122.33.4449089.56.306.750.4588.2423.3115.23.6732.7122.53.4650086.06.066.500.4486.6417.4113.13.6932.2122.73.4051583.45.876.250.3885.5418.9111.63.7532.3122.93.4152582.45.806.150.3584.9422.7110.83.8132.6122.73.4454080.05.636.050.4283.8424.0109.33.8832.7122.83.4555078.45.526.000.4883.2424.5108.53.9132.8123.03.4556576.25.375.900.5382.2425.8107.23.9732.9122.93.4657574.55.255.800.5581.3425.2106.04.0132.8122.73.4759072.55.115.650.5480.3426.6104.64.0832.9122.53.4860070.84.995.500.5179.6425.3103.74.1032.8122.53.4762567.54.755.300.5578.0425.9101.64.1932.9122.13.4965064.04.515.100.5976.3424.199.34.2732.7121.63.4967561.04.304.900.6074.9423.697.44.3532.7121.13.5070058.04.084.700.6273.2421.995.14.4432.6120.13.51台灣東電化股份有限公司空壓機效率檢測記錄表空壓機的性能曲線圖(加卸載控制)台灣東電化股份有限公司空壓機性能曲線圖050100150200250300350400450500556065707580859095排氣壓力(PSIG)3.53.63.73.83.94.04.14.24.34.44.5單位馬力排氣量(CFM/HP)排氣壓力(PSIG)空壓機耗電量(HP)單位馬力排氣量(CFM/HP)NO.5空壓機：(Atlas螺旋式GA-807-7,100HP)89年10月25日檢測日期:空壓機的性能曲線圖(容調控制)台灣東電化股份有限公司空壓機性能曲線圖02040608010012014016018020050556065707580859095100排氣壓力(PSIG)2.72.82.93.03.13.23.33.43.53.63.7單位馬力排氣量(CFM/HP)排氣量(CFM)空壓機耗電量(HP)單位馬力排氣量(CFM/HP)NO.8空壓機：(復盛螺旋式SA-350A,50HP)89年10月25日檢測日期:空壓機效率參考表Y-AxisX-Axis3.503.754.004.254.504.755.005.255.50大部份有進氣調節控制之空壓機單段壓縮有油型螺旋式單段壓縮低轉速有油型螺旋式兩段壓縮螺旋式兩段壓縮高轉速往復式多段壓縮離心式兩段壓縮水冷型往復式空壓機型式在100PSIG排放壓力下之單位馬力壓縮空氣排放量(CFM/HP)3.3°3.5CFM/HP3.7°4.0CFM/HP4.0°4.2CFM/HP4.2°4.7CFM/HP4.7°4.9CFM/HP空壓機效率統計表設備編號NO.1台NO.2台NO.3台NO.6台NO.5台NO.7台NO.8台NO.9台外溫度(℃)25.525.525.525.525.525.525.525.5氣濕度(%RH)6060606060606060測試儀器表壓力(psig)84.090.5100.094.292.297.573.395.0空空氣量(cfm)440415350375475200225900氣加載壓力(kg/cm2G)67.075.070.070.087.556.025.0---壓卸載壓力(kg/cm2G)85.092.090.096.092.5106.097.096.0縮排氣出口溫度(℃)51.837.436.828.952.440.035.338.6機整廠使用空氣壓力範圍(kg/cm2g)5.0-7.05.0-7.05.0-7.05.0-7.05.0-7.05.0-7.05.0-7.05.0-7.0管線末端空氣壓力(kg/cm2g)空氣筒錶壓值(kg/cm2G)電加載(A)223.0200.9227.2212.1264.7137.4116.9480.0流卸載(A)81.056.6---92.768.171.055.5---馬電加載(V)214.0215.2216.2219.0210.0214.8215.6215.4壓卸載(V)214.0215.6---220.7212.6216.5216.9---功率加載(%)87.894.792.792.693.086.687.187.9達因數卸載(%)62.079.3---85.881.364.568.5---功加載(kW)72.670.978.974.589.544.338.0157.4率卸載(kW)18.616.8---30.420.417.214.3---馬達效率(%)95959595959593.694修正後排氣量*(cfm)360371341351421190169836輸入功率(HP)97.395.1105.799.9120.059.351.0211.0單位馬力排氣量(CFM/HP)3.703.903.233.523.513.203.313.96修正壓力後單位馬力排氣量(CFM/HP)3.433.723.233.423.383.162.923.87壓縮空氣系統用氣及用電量分佈圖台彎東電化公司中低壓壓縮空氣系統用氣及用電量統計圖表020040060080010001200140016001800200010:0022:0010:0022:0010:0022:0010:0022:0010:0022:0010:0022:0010:0022:0010:006:0018:006:0018:006:0018:006:0018:006:0018:006:0018:006:0018:00時間平均產氣量(m3/min)050100150200250300350400450500用電量(HP)低壓平均產氣量CFM中壓平均產氣量CFM低壓平均用電量HP中壓平均用電量HP記錄時間:2月9日10:00～2月16日10:00及2月27日18:00～3月6日18:002/92/102/112/122/132/142/152/162/272/283/13/23/33/43/53/6低壓平均產氣量中壓平均產氣量中壓平均用電量低壓平均用電量壓縮空氣系統壓力分佈圖台灣東電化公司壓縮空氣系統改善前壓力分佈圖表65707580859095100日期壓力(PSIG)低壓系統壓力中壓系統壓力2/92/102/112/122/132/142/152/162/172/192/202/21記錄時間:2月9日8:00～2月21日10:00壓縮空氣洩漏檢測方式壓縮空氣洩漏量檢測數據廠區位置洩漏量(CFM)低壓一廠65.9低壓二廠101.2低壓三廠120.0低壓四廠84.7低壓西側30.6中壓82.4合計484.8改善方案提升空壓機效率降低壓縮空氣洩漏量降低系統運轉壓力修改管路配置增設監控系統，調配空壓機的負載節能效益評估單位產氣成本(M)＝(P×U)/Q節能效益(元/min)＝Q2×[(1-N2)/(1-N1)]×M1－Q2×M2Q1:改善前總用氣量(CFM)Q2:改善後總用氣量(CFM)N1:改善前洩漏比例(%)N2:改善後洩漏比例(%)M1:改善前單位產氣成本(元/ft3)M2:改善後單位產氣成本(元/ft3)P1:改善前用電量(空壓機及冷乾機的KW)P2:改善後用電量(空壓機及冷乾機的KW)U：電費單價(元/KWH)台灣東電化公司案例說明改善前壓力需求：低壓：70psig以上，平日維持在80～86psig。中壓：84psig以上，平日維持在90～95psig。改善前馬力需求：低壓：平日運轉500hp，假日350hp。中壓：平日運轉80～100hp。節能改善目標：(80萬元/年)低壓：一年節省66.7萬元電費。低壓：一年節省13.3萬元電費。台灣東電化公司改善方案檢修管路洩漏點，降低壓縮空氣洩漏量。增設壓縮空氣監控系統，可以遠端監視或控制空壓機，空壓機有異常狀況時，自動啟動備份機台投入運轉，確保供氣壓力穩定，並逐步調降操作壓力。自動控制空壓機的開關機，減少空壓機卸載耗電量。記錄各廠用氣量、耗電量及壓力，統計分析合理的用量，判斷使用是否異常。洩漏位置檢查及改善西側工廠洩漏位置表：漏氣設備名稱漏氣位置圓筒磨床減壓閥前快速接頭端面鏡面研磨-28噴槍接頭E'GAP檢查桌下軟管ERR/W中溝二分割噴槍快速接頭突合鏡面接合-9噴槍快速接頭R/W鏡面研磨機減壓閥廢液傾倒處二個減壓閥均漏氣廠區位置洩漏點數目一廠一樓20一廠二樓15二廠一樓1二廠二樓15三廠一樓8三廠二樓3四廠一樓3西側工廠7合計72洩漏物件統計表台灣東電化股份有限公司洩漏物件百分比圖表三點組合17%快速或軟管接頭42%軟管8%噴槍17%電磁閥9%其他7%洩漏位置圖片西側工廠之圓筒磨床：減壓閥前快速接頭監控系統控制後運轉狀況改善後壓力：低壓：初期控制在77～84psig。逐步下降至75～82psig。中壓：初期控制在87.5～91.5psig。逐步下降至87～91psig。改善後中低壓總用電量：平日480～560HP，假日320～380HP平均降低70～80HP改善後中低壓總用氣量：改善前平均用氣量為1611CFM，改善前平均用氣量為1345CFM，平均降低266CFM的洩漏量，減少16.5%用氣量改善後低壓壓力分佈圖台灣東電化股份有限公司壓縮空氣系統壓力記錄圖表758085907/257/267/277/287/297/307/318/18/28/38/48/58/68/78/88/98/108/118/128/138/148/158/168/178/188/198/208/21日期壓力(PSI)低壓控制壓力低壓控制壓力下限低壓控制壓力上限(記錄期間:90年7月25日11:00～90年8月21日12:00)低壓控制壓力下限低壓控制壓力上限改善後中壓壓力分佈圖台灣東電化股份有限公司壓縮空氣系統壓力記錄圖表8590957/257/267/277/287/297/307/318/18/28/38/48/58/68/78/88/98/108/118/128/138/148/158/168/178/188/198/208/21日期壓力(PSI)中壓控制壓力中壓控制壓力下限中壓控制壓力上限(記錄