【文章內(nèi)容簡介】 同壓力需求統(tǒng)計出各壓力下之空氣需求量。、壓縮空氣需求量統(tǒng)計表壓力等級空氣耗用量(Nm3/hr)占總量比率(%)最低質(zhì)量需求水份油份雜質(zhì)備注5kg/cm2G以下5～8kg/cm2G8～12kg/cm2G12kg/cm2G以上在有了以上各壓力等級之需求數(shù)據(jù)后，再加上以下三項考慮因素：%～20%的裕度即可決定出各壓力等級之安全需求量，當某一壓力等級存在有瞬間用氣量極大之機臺時，可藉由提高此壓力等級的裕度來因應。在完成以上的評估之后，再將以上各壓力等級依以下之原則做合并，再參照空氣壓縮機廠商所提供之機臺規(guī)范，即可大致決定出所需之空氣壓縮機馬力。191. 當大多數(shù)機臺的用氣壓力等級皆為低壓時，5kg/cm2G以下，對于少數(shù)高壓機臺用氣量亦可同時并入低壓系統(tǒng)中，但必須另購增壓機，提高壓縮供氣壓力供高壓設(shè)備使用。另也可不并入低壓系統(tǒng)中，但使用獨立之高壓空氣壓縮機供氣。2. 當大多數(shù)機臺的用氣壓力等級需求皆為高壓時，如皆在5～8 kg/cm2G，約占總量的80%以上時，對于少數(shù)低壓的需求可從其管在線直接接管，再安裝減壓閥支應需求量。3. 當兩壓力等級之用氣需求相當時且皆超過總用氣量的30%時，且單一壓力等級的空氣壓縮機馬力達100HP以上時，可考慮針對每一壓力等級，建置獨立的供氣系統(tǒng)。除以上對于氣量及壓力的考慮外，另由于空氣壓縮機型式的不同，在操作上、效率上、乃至于未來的保養(yǎng)上，亦有相當程度的差異，以下為型式選用時必須注意之事項：1. 以全負載狀態(tài)下而言，離心式空氣壓縮機效率較高，因此極適于做為基載機臺或負載變化不大之場合。2. 在負載變化大的使用場合，為達高效率運轉(zhuǎn)，可利用多部機臺調(diào)度運轉(zhuǎn)，避免空氣壓縮機處于低效率之低負載運轉(zhuǎn)。3. 空氣壓縮機的運轉(zhuǎn)成本極高，一全年運轉(zhuǎn)4000小時以上之空氣壓縮機，所耗用之電力費用，可能已足夠新購一機臺，為此購買空氣壓縮機時，必須特別注意其運轉(zhuǎn)效率。4. 有油式空氣壓縮機不但購買成本低，保養(yǎng)費用一般也較低。5. 具進氣閥門容量調(diào)節(jié)控制之機臺，雖能提供較為穩(wěn)定壓力的壓縮空氣輸出，但使用此類機臺時應使其能在高負載下運轉(zhuǎn)，即使其實際供氣量盡量接近額定供氣量。20除以上的各項考慮因素外，空氣壓縮機在加載時，馬達之負載高達100%或以上，因此馬達效率的良否，亦直接影響到空氣壓縮機的效率，就一般常見之馬達為例。、馬達效率值比較表馬力數(shù)東元馬達型錄值220V, 60HZ, 1800RPMGPSA*測試值460V, 60HZ, 1800RPM一般型(%)高效率(%)差值一般型(%)高效率(%)差值20 HP30 HP50 HP75 HP100 HP*：GPSA為Gas Processors Suppliers Association之縮寫。 按以上之數(shù)據(jù)，當在一20HP壓縮機上安裝上高效率馬達時，就整體壓縮機效率而言，～%之效率；而在100HP壓縮機上，～%之整體效率。以100HP之馬達為例，全年運轉(zhuǎn)時數(shù)8000小時。100HP 8000HR/年 %=20,291元/年100HP 8000HR/年 %=45,655元/年 因此，對于高負載率運轉(zhuǎn)之空氣壓縮機而言，選用高效率馬達，在經(jīng)濟性上，有其實質(zhì)的效益。、空氣壓縮機效率提升 為能有效提升空氣壓縮機本體的運轉(zhuǎn)效率起見，除以上極為重要的空氣壓縮機的選擇外，以下將從理論及實際上進行既設(shè)空氣壓縮機臺的效率提升探討。2空氣壓縮機型式與效率關(guān)系 理論上空氣壓縮機運轉(zhuǎn)所需動力可由下式計算得知。 L=K(a+1)/(K1) PsQs/229 [(Po/Ps)K1/K(a+1)1] d/hcht 上式中 L：所需動力(HP) Ps：吸入空氣絕對壓力(kg/cm2)Po：排出空氣絕對壓力(kg/cm2)Qs：單位時間吸入空氣量(Nft3/min)a：中間冷卻器數(shù)K：空氣斷熱系數(shù)hc：壓縮機的全斷熱效率ht：傳達效率d：裕度， 往復動作型壓縮機 給油式螺旋型壓縮機 無給油螺旋型壓縮機 離心式壓縮機 將上式移項，以能源效率表示，可得出下式。Qs/L= 229(K1)hcht / {[(Po/Ps)K1/K(a+1)1]K(a+1)Psd}在假設(shè)被壓縮氣體為理想氣體時，另斷熱效率及傳達效率值皆為1時，而裕度也為1時，此時可得出壓縮機的理論最高效率。2各種段數(shù)空氣壓縮機輸出壓力與理論效率關(guān)系圖由以上理論計算可得知，以一般空氣壓縮機之輸出壓力而言，7kg/cm2G時， CFM/HP。但在實際上，在其上針對不同類型之空氣壓縮機有不同之效率；以最為常見之單段式有油螺旋式空氣壓縮機為例，其在100PSIG(約7kg/cm2G)。、各種類型空氣壓縮機效率基準2空氣壓縮機輸出壓力與效率關(guān)系另對于輸出壓力降低所造成之效率提升而言。在常見之7kg/cm2G輸出壓力下，降低輸出壓力至6kg/cm2G，～%，此一數(shù)據(jù)較經(jīng)驗上每降低1kg/cm2之輸出壓力可提升效率4～8%相當。由此可知空氣壓縮機輸出壓力的降低的確有助于效率上的提升與能源上的節(jié)約。、各種輸出壓力調(diào)降1kg/cm2G對于壓縮機效率之提升比率壓力降效率提升比率(%)一段壓縮二段壓縮三段壓縮43546576879810911101211舉例來說，當壓縮空氣使用場合中所需之壓力只有3kg/cm2G時，以7kg/cm2G減壓至3kg/cm2G所需之電力消耗比4kg/cm2G減壓至3kg/cm2G，以常見之一段壓縮機而言，%，不可不注意。 [(1+)(1+)(1+)－1] 100% = %24 但實際上對于以上之數(shù)據(jù)，本中心經(jīng)過多次驗證，以下為兩部單段式有油螺旋30HP機臺，在進氣閥全開狀態(tài)下，壓力下降時之效率提升比率。因此壓縮空氣的供氣壓力，必須配合現(xiàn)場用氣設(shè)備的壓力而有所變更。另例如壓縮空氣僅使用于冷卻或排塵時，但如使用7kg/cm2G之壓縮空氣則每Nm3/min所需之電力消耗高達7～8KW；而當其改用鼓風機時，其差距高達20倍，不可不注意。、兩部有油螺旋30HP空氣壓縮機由于壓力降所造成之效率提升壓力降效率提升比率(%)機臺1機臺2766525 另對只需低壓壓縮空氣的場合，但使用一般之鼓風機又無法達到之壓力等級，1～3 kg/cm2G的壓力范圍內(nèi)，為滿足此一需求，在空氣壓縮機的購買上，必須事先告知供貨商，進行空氣壓縮機輸出壓力調(diào)降，而不是在事后于出氣管上安裝減壓閥進行降低壓力；另也可在各類型空氣壓縮機中選擇適合于此壓力范圍運轉(zhuǎn)者，如魯氏鼓風機，；由此圖上可明顯得知，在2kg/cm2G()時之效率約為6CFM/HP，此效率值比起常見空氣壓縮機(輸出壓力7kg/cm2G)之可接受效率值，～，高出約50%以上，即使用前者之設(shè)備會比后者節(jié)約1/3的電能消耗。(1/4 － 1/6) / (1/4) = 1/某兩段魯式鼓風機性能曲線圖、容量調(diào)節(jié)(穩(wěn)壓)機臺之效率26 為求空氣壓縮機的供氣壓力穩(wěn)定，目前大多數(shù)空氣壓縮機制造商皆提供有穩(wěn)壓機臺，其控制方式常見者有進氣閥門節(jié)流方式及較為先進之變頻控制兩種，無論那一種控制方式皆能達到穩(wěn)壓的需求，但在機臺的能源使用效率上則有相當?shù)牟罹?，此空氣壓縮機之容調(diào)設(shè)定壓力約為97PSIG，即排氣量呈明顯下降之位置，而在此時用電量仍呈微幅上升；因此之故，此空氣壓縮機臺的產(chǎn)氣能源效率也開始急速下降。這也說明了操作此類穩(wěn)壓機臺時，為何必須盡可能操作在高負載之下，即進氣閥門全開之狀態(tài)。、某30HP容量調(diào)整空氣壓縮機性能曲線圖、變頻(穩(wěn)壓)機臺之效率27 除以上藉由進氣閥門節(jié)流方式進行穩(wěn)壓控制之空氣壓縮機臺外，目前已有制造廠商利用變頻器開發(fā)出壓力更加穩(wěn)定，且不犧牲空氣壓縮機運轉(zhuǎn)效率之機臺，以下為本中心檢測過之兩變頻機臺，(壓縮機額定轉(zhuǎn)速為3000RPM)以控制馬達轉(zhuǎn)速，在各個不同轉(zhuǎn)速下所計算出之產(chǎn)氣能源效率，由其上明顯得知當轉(zhuǎn)速低至額定轉(zhuǎn)速的70% (即2100RPM) 以下時，能源效率急速下降，此現(xiàn)象主要由于空氣壓縮機的產(chǎn)氣量急速減少所致。由此試驗機臺之效率數(shù)據(jù)，說明了變頻器在空氣壓縮機的應用上并不單純，可能需在空氣壓縮機的設(shè)計上(如:低轉(zhuǎn)速高效率轉(zhuǎn)子的采用或潤滑系統(tǒng)上)做改變，