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压缩机/分离/过滤机械 |
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压缩空气的节能过滤方案 |
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作者：Mann+Hummel公司 |
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工业应用中，由螺杆式压缩机生产的压缩空气有多种不同的质量等级，保证了从机械加工到房屋建筑等不同工业应用的要求。但由于其所消耗的能源高达企业总费用的75％左右，因此在能源价格不断上涨的趋势下，减少螺杆压缩机的能耗就成为一项非常有意义的工作。螺杆式空气压缩机的生产厂商也都在努力尝试着如何实现机械能或者电能向热能转换的理想途径，以减少压缩空气生产中的能源消耗。为了实现较高的能源利用率，不仅要考虑到压缩机所有的固定零部件，而且也要考虑压缩机中那些可以更换的零部件，例如空气滤清器、机油过滤器以及油雾器等。这3个元器件构成了一个相互关联的过滤链。
高效的研发设计工具
40多年来，Mann+Hummel公司一直从事空气压缩机中油雾器的研发和生产。其研发工作的重点是：在功率提高的同时减少残留油量、延长设备使用寿命并提高效率。为了实现这一目标，Mann+Hummel公司使用了现代化的软件工具。减少压缩空气压力损失的优化工作已经在最早的研发项目中得到解决，如利用CFD模拟软件工具解决（图）。模拟时，利用图像中的不同颜色表示流速，在流速高时带来的压力损失也就相对较大。通过设计改进可以有目的的对发现的薄弱部位进行改进，避免压力损失。同时，模拟分析也表明，即使是在微米级和超微米级大小的油雾或粉尘颗粒范围内，也会对过滤器和过滤元器件的负荷带来很大影响，使其能源利用效率降低。根据模拟分析的经验和动态分离过程的显示可以明显改进过滤器的性能。
利用CFD模拟软件对压缩空气压力损失的模拟
系统中需要的元器件一部分是可以在市场上购买到的，但也有Mann+Hummel公司利用模拟软件根据模拟情况专门研发的元器件。优化改进工作中涉及到科学技术层次的优化措施得到了一些著名大学研究所的支持和帮助。研发成果包括结构和形状都进行了优化改进的过滤元器件，在过滤精度和纳污能力提高之后，仍能保持很小的压力损失，从而减少了能源消耗。此设计和优化工具不仅对主要压缩机产品中的过滤器和过滤系统的各零部件进行了单独优化，同时也对压缩空气生产系统的整个过滤链进行了优化改进。
压缩机空气过滤器
空气压缩机的第一关就是吸取环境空气时的空气滤清器。而恰恰在过滤链的第一关就存在提高效率和节约能源的可能性。例如通过减小空气滤清器中1?MPa的压力差就可能实现每年节约36欧元的能源费用。由较高的空气过滤效率得到一个辅助效应就是更好的进行颗粒分离，从而对后续过滤等级产生有利影响。这使得节能不仅仅是在第一级空气滤清器中实现，而是在第一级“下的种子到后面的过滤链中有了收获”。
压缩空气除油节能潜力巨大
吸入新鲜空气时空气滤清器中的绝对压力损失相对其他过滤等级来讲是比较少的，因此所能实现的节能也非常有限。注意考查压缩空气的除油器就能够了解：其所带来的压力差是非常大的。除油器中的压力差可以达到10?MPa，因此这里的节能潜力非常大。10MPa的压力差能够带来的节能费用相当于45欧元。可以用不同方法减小压力差，最简单的办法就是加大除油器除油元件的表面积。但这种做法与除油器原本的设计目标是相背离的：尽可能减小机床体积，尤其是要尽可能保持压力容器较小的体积。另一种可能的方法就是使用除油性能更好的除油介质。
另外，油的质量，尤其是喷射到螺杆压缩机中润滑油量的多少，也对压力损失有着重要影响。例如，通过预除油器的设计来减少压缩空气中的含油量。因为油量越少，除油器效果越好，同时除油器的压力差也减小，但能保证可靠的管道防锈蚀油量。(end)
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(8/30/2010) |
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