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1、面向智慧工廠的壓縮空氣系統優化技術CAEC王小華 博士 杭州哲達科技股份有限公司壓縮空氣是流程工業第四大能源壓縮空氣是流程工業第四大能源 壓縮空氣40%的能耗浪費在動力設備負載不匹配、末端設備用氣不合理、供氣管網配置不科學上。機械制造機械制造石化行業石化行業鋼鐵行業半導體行業食品行業建筑行業紡織行業鋼鐵行業半導體行業食品行業建筑行業紡織行業輪胎行業輪胎行業電力行業電力行業壓縮空氣應用壓縮空氣應用 壓縮空氣的運行能耗壓縮空氣的運行能耗 壓縮空氣系統構成壓縮空氣系統構成壓縮空氣系統組成壓縮空氣系統組成 1、設備效率低2、管網損耗大 僅為滿足生產需要，存在空壓機與終端設備不匹配現象。調節方式落后，無2、集中控制。末端設備用氣不合理，效率低，設備用氣存在浪費。氣體輸配管網設計不合理，造成管網阻尼過大。復雜管網的泄漏隱患多，用氣成本意識薄弱，計量缺失。空壓系統存在問題空壓系統存在問題 3、供氣壓力不合理4、余熱浪費嚴重 整個空壓系統設計簡單，缺少分級供氣規劃。需求側用氣量變化引起管網壓力波動，造成機組的頻繁加減載運行。大范圍的壓力調節設定值，造成空壓機出口壓力的大幅波動，增加了空壓系統的運行能耗。壓縮空氣制備過程中，有7090%的電力轉化為熱量。缺少空氣壓縮機余熱綜合利用技術，造成空氣壓縮機系統的系統整體能效偏低。空壓系統存在問題空壓系統存在問題 主機高效化主機高效化：高效化，臺數控制，變頻控制3、，能效分析臺數控制，變頻控制，能效分析智慧管控智慧管控：電、氣的計量，專家診斷，智慧運維電、氣的計量，專家診斷，智慧運維余熱利用：熱水余熱利用，干燥機余熱利用熱水余熱利用，干燥機余熱利用高低壓分級：根據工藝分級壓力局部增壓：對特定高壓用氣點增壓智能供氣：高低壓氣體之間的高效調配和利用智慧氣體閥門氣缸節氣閥吹掃節氣裝置泄漏檢測信息化自動化智能化管理節能技術節能工藝節能系統節能方案系統節能方案 部分更換高效節能空壓機，提高單機效率。1.主機高效化1.主機高效化智慧空壓站智慧空壓站 2.空壓群控2.空壓群控智慧空壓站智慧空壓站 工業4.0智能空壓智能聯網優化配置智能聯網優化配置 模式匹配模式匹配 （4、自動/手動、鎖/獨立）減少卸載安全控制。空壓智能群控器空壓智能群控器智慧空壓站智慧空壓站 智慧空壓站智慧空壓站 空壓智能群控器空壓智能群控器3.智能變頻3.智能變頻智慧空壓站智慧空壓站 3.智能變頻控制3.智能變頻控制變頻空壓機實現無限次模擬加載，卸載率接近零智慧空壓站智慧空壓站 4.空壓機余熱回收4.空壓機余熱回收哲達直熱式熱回收系統示意 圖傳統熱回收系統示意 圖智慧空壓站智慧空壓站 空壓機余熱回收機組空壓機余熱回收機組哲達直熱式熱回收系統示意 圖傳統熱回收系統示意 圖智慧空壓站智慧空壓站 直熱式換熱高出水溫度云服務平臺零能源余熱再生干燥機零能源余熱再生干燥機智慧空壓站智慧空壓站 零加熱電耗5、零再生氣耗低露點溫度零能源余熱再生干燥機零能源余熱再生干燥機 加熱解析階段加熱解析階段 吹冷階段吹冷階段 自冷卻階段自冷卻階段智慧空壓站智慧空壓站 處理氣量處理氣量電耗（kW）電耗（kW）氣耗（m/min)氣耗（m/min)綜合能耗（KW）綜合能耗（KW）無熱型無熱型 微熱型微熱型 余熱型余熱型 無熱型無熱型 微熱型微熱型 余熱型余熱型 無熱型無熱型 微熱型微熱型 余熱型余熱型50500 018180 07 73.53.50 050.450.434.234.20 060600 022220 08.48.44.24.20 060.4860.4841.2441.240 090900 027270 6、012.612.66.36.30 090.7290.7258.8658.860 01001000 036360 014147 70 0100.8100.868.468.40 01201200 042420 016.816.88.48.40 0120.96120.9681.4881.480 01501500 054540 0212110.510.50 0151.2151.2102.6102.60 02002000 072720 0282814140 0201.6201.6136.8136.80 02502500 01001000 0353517.517.50 02522521761760 0307、03000 01201200 0424221210 0302.4302.4211.2211.20 0智慧空壓站智慧空壓站 5.壓縮機除濕降溫增效機組5.壓縮機除濕降溫增效機組集成了超導熱管ORC循環的新一代空氣處理機組，安裝在壓縮機入口管道上，實現對空壓機或者流程壓縮機的增效。集成了超導熱管ORC循環的新一代空氣處理機組，安裝在壓縮機入口管道上，實現對空壓機或者流程壓縮機的增效。智慧空壓站智慧空壓站 高低壓分級：高低壓分級：根據工藝分級壓力根據工藝分級壓力局部增壓：局部增壓：對特定高壓用氣點增壓對特定高壓用氣點增壓智能供氣：智能供氣：高低壓氣體之間的高效調配和利用 高低壓氣體之間的高效調配和利8、用通過高通過高/低壓分級輸配減少管網壓降，降低管網輸送壓力，合理分配氣源，減少泄漏量、提高輸配效率。低壓分級輸配減少管網壓降，降低管網輸送壓力，合理分配氣源，減少泄漏量、提高輸配效率。解決方案解決方案-智慧輸配智慧輸配 1.零電耗氣體增壓柜1.零電耗氣體增壓柜智慧輸配智慧輸配 高低管網的智能聯通，可以有效消除高低壓機組的卸載時間，大幅提升系統能效。高低管網的智能聯通，可以有效消除高低壓機組的卸載時間，大幅提升系統能效。2.氣體智慧溢流裝置2.氣體智慧溢流裝置智慧輸配智慧輸配 1.打殼氣缸節氣閥1.打殼氣缸節氣閥智慧末端智慧末端 氣路自動切換壓力自動控制壓力參數可調1）打殼氣缸錘頭擊打過程，智慧9、節氣閥輸出高壓氣體；）打殼氣缸錘頭擊打過程，智慧節氣閥輸出高壓氣體；2）打殼氣缸錘頭提升過程，智慧節氣閥輸出低壓氣體；）打殼氣缸錘頭提升過程，智慧節氣閥輸出低壓氣體；3）打殼氣缸錘頭縮回不工作時，智慧節氣閥輸出低壓氣體。）打殼氣缸錘頭縮回不工作時，智慧節氣閥輸出低壓氣體。智慧末端智慧末端 智慧末端智慧末端 1.安裝方便1.安裝方便2.不需停氣，20分鐘完成2.不需停氣，20分鐘完成3.節氣率高達40%3.節氣率高達40%2.冷吹節氣裝置2.冷吹節氣裝置智慧末端智慧末端 節能率高達50%智慧末端智慧末端 實時多路監控自動控制數據查詢聲光報警參數設置 智慧末端智慧末端 3.氣體智慧閥門3.氣體智慧10、閥門管網壓力控制管網流量監測數據遠程傳輸智慧末端智慧末端 案例分享案例分享-酒泉鋼鐵噴煤空壓站酒泉鋼鐵噴煤空壓站改造前現狀改造前現狀2臺100m3/min活塞機單耗為165kWh/km3 案例分享案例分享主機高效化改造主機高效化改造 案例分享案例分享零氣耗干燥機改造零氣耗干燥機改造 案例分享案例分享空壓機群控改造空壓機群控改造電單耗：165kWh/km3電單耗：115kWh/km3年節電量：500萬kWh節電率：30.3%案例分享案例分享神馬股份空壓站神馬股份空壓站改造前現狀改造前現狀單耗為155kWh/km3空壓站品牌臺數類型產氣量(m3/min)一期阿特拉斯1離心機130壽力2離心機12011、壽力1螺桿機49.8三期阿特拉斯1離心機130壽力2離心機120阿特拉斯3螺桿機40 案例分享案例分享零氣耗干燥機改造零氣耗干燥機改造一期空壓站：3臺130m3/min零氣耗干燥機三期空壓站：3臺130m3/min零氣耗干燥機 案例分享案例分享管網的高效輸配管網的高效輸配高壓系統：0.8MPa一期1臺壽力螺桿機新增15m3/min英格索蘭螺桿機三期3臺阿特拉斯螺桿機(備用)低壓系統：0.65-0.7MPa一期、三期6臺離心機 案例分享案例分享智能群控系統智能群控系統 案例分享案例分享空壓能源管理系統空壓能源管理系統 案例分享案例分享神馬股份智慧空壓站改造項目 年耗氣量2.06億Nm3 年節電：12、866萬度 折標準煤:2771噸 案例分享案例分享序號類型申請號名稱1發明專利2011 10458194.6壓縮空氣系統管網泄露智能檢測方法及系統2發明專利2013 10310237.5用于插入式均速管流量計的引壓管3發明專利2013 10360165.5打殼氣缸專用智慧節氣儀及供氣方法4發明專利2013 10360398.5 利用空壓余熱提高空壓機運行效率的裝置及方法5發明專利2013 10068755.0一種打殼氣缸節氣閥及其測試裝置和測試方法6實用新型2013 20098685.9一種打殼氣缸節氣閥7實用新型2013 20098025.0一種打殼氣缸氣控節氣閥8實用新型2013 20800298.5超高效智慧壓縮空氣站集成系統知識產權知識產權云服務云服務云服務云服務通過運行大數據和節能經驗積累，智能化預測用能負荷需求，對能源站設備進行全集成自動化的能源調度、用能管理與能耗控制能耗管控通過對實時能源數據的能效分析與運行優化，持續提高能源站的系統效率，實現節能增效智慧化能效優化結合移動物聯網和大數據，通過對能源站的運行狀態進行智能分析優化、設備健康診斷、綠色能源智造與設備安全運行，實現能源站的機器換人。綠色智造云服務云服務能源管控節能服務健康服務云服務云服務感 謝！