Как рассчитывается потребление электроэнергии в зависимости от давления компрессора?

Основная зависимость между давлением в воздушном компрессоре и потреблением электроэнергии

В промышленном производстве настройка давления нагнетания воздушного компрессора тесно связана с потреблением электроэнергии. Основной принцип заключается в следующем:Чем выше давление на выпуске, тем больше потребляемая электрическая энергия.Согласно отраслевым оценкам, при повышении давления нагнетания воздуха на 1 бар (примерно 0, 1MPa), при этом энергопотребление возрастает примерно на 7%. Это объясняется тем, что повышение давления требует от компрессора затрат большей работы для сжатия газа, что непосредственно увеличивает нагрузку на электродвигатель и его энергопотребление.

Метод расчёта базового потребления электроэнергии воздушным компрессором

Чтобы рассчитать влияние изменений давления на потребление электроэнергии, прежде всего необходимо знать базовую формулу расчёта электропотребления воздушного компрессора. Базовое потребление электроэнергии в основном зависит от фактической мощности работы двигателя и продолжительности его эксплуатации.

• Базовый объём потребления электроэнергии (кВт·ч)= Фактическая мощность работы (kW) × Время работы (часы)
• Фактическая мощность в режиме эксплуатацииНеобходимо учитывать КПД электродвигателя, КПД передачи, а также режимы загрузки и разгрузки оборудования. В условиях полной нагрузки (загрузки) мощность близка к номинальной; в холостом режиме (разгрузке) мощность обычно составляет примерно 20–30% от номинальной.

Конкретный расчёт влияния изменения давления на объём потребления электроэнергии

Когда необходимо оценить конкретное влияние изменения заданного значения давления компрессора на потребление электроэнергии, можно произвести расчёт по следующей схеме:

• Определение базовых данных: Регистрирует текущее значение установленного давления и соответствующие среднесуточное потребление электроэнергии или среднюю эксплуатационную мощность.
• Расчёт разности давленийРассчитывается разность между заданным давлением и текущим давлением. Например, при снижении давления на 1 бар разность давлений составляет 1 бар.
• Применение коэффициента опыта: Расчёт производится с использованием отраслевого коэффициента, согласно которому снижение давления на 1 бар обеспечивает экономию энергии примерно на 7%. При снижении давления на 1 бар ожидается сокращение потребления электроэнергии в текущем режиме загрузки примерно на 7%.
• Получить прогнозируемое потребление электроэнергии: Прогнозируемое новое потребление электроэнергии = исходное потребление × [1 − (разность давлений × 7%)]. Следует отметить, что данная оценка касается в основном энергопотребления в режиме загрузки; фактический совокупный эффект энергосбережения необходимо рассчитывать с учётом соотношения загрузки и разгрузки оборудования.

Оптимизация настроек давления и рекомендации по энергосбережению

Конечной целью точного расчёта потреблённой электроэнергии является оптимизация работы системы. Чтобы при обеспечении производственных потребностей максимально снизить энергопотребление, рекомендуется принять следующие меры:

• Точный анализ потребности в газе: Провести всестороннюю проверку фактических минимальных требований к давлению на конечных газопотребляющих устройствах цеха, чтобы избежать необоснованного повышения давления в магистральной сети.
• Снижение потерь напора в трубопроводной сетиОптимизировать проект сети сжатого воздуха, регулярно очищать фильтры и уменьшать количество изгибов трубопроводов и потерь давления на запорной арматуре, тем самым снижая потери давления от компрессора до точки потребления.
• Устранение утечек в системе управленияУтечки в трубопроводной сети не только приводят к потере сжатого воздуха, но и вызывают снижение давления в системе, вынуждая компрессор повышать выпускное давление для компенсации утечек, что, в свою очередь, увеличивает дополнительное энергопотребление.
• Внедрение технологий частотного регулирования и совместного управленияВ условиях значительных колебаний расхода сжатого воздуха использование инверторных компрессоров или централизованное совместное управление несколькими установками позволяет эффективно избежать энергетических потерь, связанных с частыми включениями и выключениями оборудования.