智慧節能技術是利用數字建模、大數據、AI分析等技術優化運行策略,解決常規調節無法精準節能的缺點的方法。智慧節能主要從以下三方面來降低空壓機系統的能耗:
第一,設定經濟的運行目標,保證生產的同時降低能耗。智慧節能系統根據生產工藝預測用氣量及用氣壓力,隨時設定滿足工藝需求的zui低用氣壓力,避免空壓機做無用功。
第二、通過大數據模型調整空壓機運行策略。智慧節能系統會建立各臺空壓機的模型,并不斷收集每臺空壓機在不同負荷下的能耗,提高模型準確度。運行時,根據預測目標提前進行系統模擬,尋找zui佳調節策略,降低能耗。例如,在用氣量較少時,根據機組性能選擇全部機組低頻運行,還是停止部分機組;如需停止部分機組,系統會判斷能效差的空壓機,并停止該設備。
第三、建立冷卻系統模型,優化冷卻系統的控制策略。大型空壓機多采用水冷方式冷卻,大多建有多臺冷卻塔系統,采用智慧節能系統建立準確的冷卻塔、冷卻水泵模型,并監測濕球溫度。當濕球溫度變化時,機組會通過模擬的方式提前篩選多種調節策略,比如增加水泵或減少水泵、提高冷卻塔風機轉速或降低轉速、增加或降低冷卻塔臺數等,以達到zui低的冷卻系統能耗。
冷卻塔的分類:按通風方式分為自然通風和機械通風;按水與空氣的流動方向分為逆流式、橫流式和混流式;按水與空氣接觸方式分為濕式、干濕和干濕式。冷卻塔的主要組成部分有:
傳動系統:電機、減速機、風機;布水系統:例如旋轉布水器、固定散水頭、散水槽、分水板、塔體及支架、風筒、收水器、填料、雨區、集水池、導風板等幾部分組成。電機:目前品牌的有大同、東元、金日;一般常用電機防護等級為IP54。減速機分為皮帶傳動和齒輪傳動,風機分為軸流式和離心式,一般用軸流式。
目前市場使用冷卻塔大多為FRP材質,冷卻塔的填料是冷卻塔重要組成部分,其占所產生溫降占整個塔溫降的60%-70%,填料材料有聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、聚丙烯等。冷卻塔屬于熱交換設備系統,進行熱交換的兩種介質是:水和空氣,整個過程是接觸散熱和蒸發散熱共同作用使水冷卻,冷卻后的水回流到空壓機冷卻器和油冷卻器中,交換熱量后,熱水通過冷卻水泵增加動力,又再次進行冷卻塔系統中進行降溫,如此往復循環,當一臺冷卻塔降溫不足時需要增加冷卻塔的臺數。
通常情況下在冷卻塔降溫37-32-27溫度條件下,1RT(冷噸)=13LPM,根據熱量計算公司:
Q為冷卻塔的散熱量,C為水的比熱容,△T為冷卻塔溫降。
除了以上三方面,智慧節能系統還在很多細節上進行精細化控制,保證整體系統的zui佳能效。這樣的控制策略,需要在整個空壓機站房及輸送氣管理系統、終端用戶加裝若干傳感器,如管道壓力傳感器、管路流量計、溫度傳感器、電壓表、電流表、電能計量表,需要對數據進行采集、分析、計算、按要求分類控制、其數據量和計算量是巨大的,只有采用AI大數據才能完成,這也是智慧節能技術的核心。
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