1、面向智慧工厂的压缩空气系统优化技术CAEC王小华 博士 杭州哲达科技股份有限公司压缩空气是流程工业第四大能源压缩空气是流程工业第四大能源 压缩空气40%的能耗浪费在动力设备负载不匹配、末端设备用气不合理、供气管网配置不科学上。机械制造机械制造石化行业石化行业钢铁行业半导体行业食品行业建筑行业纺织行业钢铁行业半导体行业食品行业建筑行业纺织行业轮胎行业轮胎行业电力行业电力行业压缩空气应用压缩空气应用 压缩空气的运行能耗压缩空气的运行能耗 压缩空气系统构成压缩空气系统构成压缩空气系统组成压缩空气系统组成 1、设备效率低2、管网损耗大 仅为满足生产需要，存在空压机与终端设备不匹配现象。调节方式落后，无2、集中控制。末端设备用气不合理，效率低，设备用气存在浪费。气体输配管网设计不合理，造成管网阻尼过大。复杂管网的泄漏隐患多，用气成本意识薄弱，计量缺失。空压系统存在问题空压系统存在问题 3、供气压力不合理4、余热浪费严重 整个空压系统设计简单，缺少分级供气规划。需求侧用气量变化引起管网压力波动，造成机组的频繁加减载运行。大范围的压力调节设定值，造成空压机出口压力的大幅波动，增加了空压系统的运行能耗。压缩空气制备过程中，有7090%的电力转化为热量。缺少空气压缩机余热综合利用技术，造成空气压缩机系统的系统整体能效偏低。空压系统存在问题空压系统存在问题 主机高效化主机高效化：高效化，台数控制，变频控制3、，能效分析台数控制，变频控制，能效分析智慧管控智慧管控：电、气的计量，专家诊断，智慧运维电、气的计量，专家诊断，智慧运维余热利用：热水余热利用，干燥机余热利用热水余热利用，干燥机余热利用高低压分级：根据工艺分级压力局部增压：对特定高压用气点增压智能供气：高低压气体之间的高效调配和利用智慧气体阀门气缸节气阀吹扫节气装置泄漏检测信息化自动化智能化管理节能技术节能工艺节能系统节能方案系统节能方案 部分更换高效节能空压机，提高单机效率。1.主机高效化1.主机高效化智慧空压站智慧空压站 2.空压群控2.空压群控智慧空压站智慧空压站 工业4.0智能空压智能联网优化配置智能联网优化配置 模式匹配模式匹配 （4、自动/手动、锁/独立）减少卸载安全控制。空压智能群控器空压智能群控器智慧空压站智慧空压站 智慧空压站智慧空压站 空压智能群控器空压智能群控器3.智能变频3.智能变频智慧空压站智慧空压站 3.智能变频控制3.智能变频控制变频空压机实现无限次模拟加载，卸载率接近零智慧空压站智慧空压站 4.空压机余热回收4.空压机余热回收哲达直热式热回收系统示意 图传统热回收系统示意 图智慧空压站智慧空压站 空压机余热回收机组空压机余热回收机组哲达直热式热回收系统示意 图传统热回收系统示意 图智慧空压站智慧空压站 直热式换热高出水温度云服务平台零能源余热再生干燥机零能源余热再生干燥机智慧空压站智慧空压站 零加热电耗5、零再生气耗低露点温度零能源余热再生干燥机零能源余热再生干燥机 加热解析阶段加热解析阶段 吹冷阶段吹冷阶段 自冷却阶段自冷却阶段智慧空压站智慧空压站 处理气量处理气量电耗（kW）电耗（kW）气耗（m/min)气耗（m/min)综合能耗（KW）综合能耗（KW）无热型无热型 微热型微热型 余热型余热型 无热型无热型 微热型微热型 余热型余热型 无热型无热型 微热型微热型 余热型余热型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智慧空压站智慧空压站 5.压缩机除湿降温增效机组5.压缩机除湿降温增效机组集成了超导热管ORC循环的新一代空气处理机组，安装在压缩机入口管道上，实现对空压机或者流程压缩机的增效。集成了超导热管ORC循环的新一代空气处理机组，安装在压缩机入口管道上，实现对空压机或者流程压缩机的增效。智慧空压站智慧空压站 高低压分级：高低压分级：根据工艺分级压力根据工艺分级压力局部增压：局部增压：对特定高压用气点增压对特定高压用气点增压智能供气：智能供气：高低压气体之间的高效调配和利用 高低压气体之间的高效调配和利8、用通过高通过高/低压分级输配减少管网压降，降低管网输送压力，合理分配气源，减少泄漏量、提高输配效率。低压分级输配减少管网压降，降低管网输送压力，合理分配气源，减少泄漏量、提高输配效率。解决方案解决方案-智慧输配智慧输配 1.零电耗气体增压柜1.零电耗气体增压柜智慧输配智慧输配 高低管网的智能联通，可以有效消除高低压机组的卸载时间，大幅提升系统能效。高低管网的智能联通，可以有效消除高低压机组的卸载时间，大幅提升系统能效。2.气体智慧溢流装置2.气体智慧溢流装置智慧输配智慧输配 1.打壳气缸节气阀1.打壳气缸节气阀智慧末端智慧末端 气路自动切换压力自动控制压力参数可调1）打壳气缸锤头击打过程，智慧9、节气阀输出高压气体；）打壳气缸锤头击打过程，智慧节气阀输出高压气体；2）打壳气缸锤头提升过程，智慧节气阀输出低压气体；）打壳气缸锤头提升过程，智慧节气阀输出低压气体；3）打壳气缸锤头缩回不工作时，智慧节气阀输出低压气体。）打壳气缸锤头缩回不工作时，智慧节气阀输出低压气体。智慧末端智慧末端 智慧末端智慧末端 1.安装方便1.安装方便2.不需停气，20分钟完成2.不需停气，20分钟完成3.节气率高达40%3.节气率高达40%2.冷吹节气装置2.冷吹节气装置智慧末端智慧末端 节能率高达50%智慧末端智慧末端 实时多路监控自动控制数据查询声光报警参数设置 智慧末端智慧末端 3.气体智慧阀门3.气体智慧10、阀门管网压力控制管网流量监测数据远程传输智慧末端智慧末端 案例分享案例分享-酒泉钢铁喷煤空压站酒泉钢铁喷煤空压站改造前现状改造前现状2台100m3/min活塞机单耗为165kWh/km3 案例分享案例分享主机高效化改造主机高效化改造 案例分享案例分享零气耗干燥机改造零气耗干燥机改造 案例分享案例分享空压机群控改造空压机群控改造电单耗：165kWh/km3电单耗：115kWh/km3年节电量：500万kWh节电率：30.3%案例分享案例分享神马股份空压站神马股份空压站改造前现状改造前现状单耗为155kWh/km3空压站品牌台数类型产气量(m3/min)一期阿特拉斯1离心机130寿力2离心机12011、寿力1螺杆机49.8三期阿特拉斯1离心机130寿力2离心机120阿特拉斯3螺杆机40 案例分享案例分享零气耗干燥机改造零气耗干燥机改造一期空压站：3台130m3/min零气耗干燥机三期空压站：3台130m3/min零气耗干燥机 案例分享案例分享管网的高效输配管网的高效输配高压系统：0.8MPa一期1台寿力螺杆机新增15m3/min英格索兰螺杆机三期3台阿特拉斯螺杆机(备用)低压系统：0.65-0.7MPa一期、三期6台离心机 案例分享案例分享智能群控系统智能群控系统 案例分享案例分享空压能源管理系统空压能源管理系统 案例分享案例分享神马股份智慧空压站改造项目 年耗气量2.06亿Nm3 年节电：12、866万度 折标准煤:2771吨 案例分享案例分享序号类型申请号名称1发明专利2011 10458194.6压缩空气系统管网泄露智能检测方法及系统2发明专利2013 10310237.5用于插入式均速管流量计的引压管3发明专利2013 10360165.5打壳气缸专用智慧节气仪及供气方法4发明专利2013 10360398.5 利用空压余热提高空压机运行效率的装置及方法5发明专利2013 10068755.0一种打壳气缸节气阀及其测试装置和测试方法6实用新型2013 20098685.9一种打壳气缸节气阀7实用新型2013 20098025.0一种打壳气缸气控节气阀8实用新型2013 20800298.5超高效智慧压缩空气站集成系统知识产权知识产权云服务云服务云服务云服务通过运行大数据和节能经验积累，智能化预测用能负荷需求，对能源站设备进行全集成自动化的能源调度、用能管理与能耗控制能耗管控通过对实时能源数据的能效分析与运行优化，持续提高能源站的系统效率，实现节能增效智慧化能效优化结合移动物联网和大数据，通过对能源站的运行状态进行智能分析优化、设备健康诊断、绿色能源智造与设备安全运行，实现能源站的机器换人。绿色智造云服务云服务能源管控节能服务健康服务云服务云服务感 谢！