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壓縮空氣是非常優(yōu)質(zhì)的動(dòng)力源,在石油化工、冶金、礦山、電力、紡織、輕工、醫藥、電子、建筑、機械制造、交通運輸及國防軍工等各行業(yè)和經(jīng)濟部門(mén)中得到了廣泛應用,未來(lái)市場(chǎng)長(cháng)期仍將呈現增長(cháng)態(tài)勢。
近年進(jìn)入了螺桿機飛速發(fā)展的時(shí)代,質(zhì)量日趨穩定,能效水平逐步提高,近10 年能效水平提高了近10%。由于產(chǎn)品設計和加工工藝更加成熟,單臺螺桿機流量上限已達到近100m³/min,已跨入離心機的市場(chǎng)領(lǐng)域。
而由于量產(chǎn)水平的提高,在5.5kW以上的小機系列價(jià)格下降幅度很大,雖比活塞機價(jià)格仍然較高,但差距已經(jīng)很小,已在很多消費者能夠接受的范圍,也因此開(kāi)始逐步替代這一范圍的活塞機產(chǎn)品。
在未來(lái)相當長(cháng)的一段時(shí)間螺桿機仍將作為主要的空氣壓縮機產(chǎn)品,并逐步擴大在市場(chǎng)上的領(lǐng)先優(yōu)勢。國產(chǎn)品牌技術(shù)水平已經(jīng)達到國際先進(jìn)水平,能效值接近甚至優(yōu)于國外品牌,價(jià)格大幅下降。
近年來(lái),產(chǎn)品不斷創(chuàng )新,出現永磁一體變頻、兩級壓縮、噴水螺桿、無(wú)油潤滑等新技術(shù)、新產(chǎn)品。尤其是永磁變頻螺桿空壓機在市場(chǎng)上獲得了巨大成功,主要原因是其具有明顯的節能優(yōu)勢,這從JB/T13345-2017《一體式永磁變頻螺桿空氣壓縮機》對比其它幾個(gè)相關(guān)標準得到印證。
標準主要差異內容解析
1.1與相關(guān)產(chǎn)品的差異
一體式永磁變頻螺桿空氣壓縮機(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“永磁空壓機”)是一般用噴油螺桿空氣壓縮機(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“螺桿空壓機”)和一般用變頻噴油螺桿空氣壓縮機(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“變頻空壓機”)的特殊形式,其工作原理、主要結構及產(chǎn)品功能等與螺桿空壓機和變頻螺桿空壓機基本一致,只是驅動(dòng)電動(dòng)機采用永磁同步電動(dòng)機。
由于永磁同步電動(dòng)機與感應電動(dòng)機相比,不需要無(wú)功勵磁電流,可以顯著(zhù)提高功率因數(可達到1),減少了定子電流和定子電阻損耗,而且在穩定運行時(shí)沒(méi)有轉子銅耗,進(jìn)而可以減小風(fēng)扇(小容量電機甚至可以去掉風(fēng)扇)和相應的風(fēng)摩損耗,效率比同規格感應電動(dòng)機可提高2~8%。
而且,永磁同步電動(dòng)機在25~120% 額定負載范圍內均可保持較高的效率和功率因數,使輕載運行時(shí)節能效果更為顯著(zhù),因此永磁空壓機具有高效節能的效果。
1.2、與JB/T6430-2014的主要技術(shù)差異
(1)目前國內行業(yè)生產(chǎn)的永磁空壓機功率范圍在2.2~315kW左右,因此JB/T13345-2017的功率范圍為2.2~315kW;而螺桿空壓機功率范圍為2.2~630kW。JB/T13345-2017 功率范圍缺少功率630kW 的容積流量、機組輸入比功率等技術(shù)指標。
(2)JB/T 13345-2017規定工況下的冷卻水量額定排氣壓力為0.3MPa、0.5MPa 時(shí)分別為2.0L/m3、3.0L/m3, 而JB/T6430-2014 統一規定為3.0L/m3,其他排氣壓力檔冷卻水量?jì)蓸藴室恢隆?/span>
(3)由于永磁空壓機配有變頻器,隨著(zhù)頻率的變化,驅動(dòng)電動(dòng)機的實(shí)際功率也隨之變化,導致電機效率變化,因此JB/T13345-2017標準中沒(méi)有軸功率和比功率技術(shù)指標,但是JB/T 13345-2017標準中增加了基準頻率、中間頻率和低速頻率下機組輸入比功率指標,且基準頻率下機組輸入比功率指標明顯優(yōu)于GB19153-2009《容積式空氣壓縮機能效等級及能效限定值》標準中螺桿空壓機的指標。
基于JB/T 13345-2017標準中功率范圍為2.2~315kW,下面我們以市場(chǎng)上最常見(jiàn)的額定排氣壓力為0.8MPa 風(fēng)冷固定全罩式的螺桿壓縮機為例分別比較永磁空壓機(基準頻率下)、螺桿空壓機機組輸入比功率。
從表1 中的數據可以看出永磁螺桿空壓機在驅動(dòng)電動(dòng)機功率2.2~45kW時(shí)基準頻率和中間頻率下的機組輸入比功率與螺桿空壓機2級能效指標一致,由此可見(jiàn),在電動(dòng)機功率2.2~45kW時(shí)永磁空壓機必須為GB19153-2009 標準中的節能產(chǎn)品。
但是在55~315kW時(shí)基準頻率和中間頻率下的機組輸入比功率指標明顯增加,處于螺桿空壓機2級能效與3級能效之間,甚至在110~315kW中間頻率下指標還高于3級能效要求。
由此可見(jiàn)永磁空壓機節能效果隨驅動(dòng)電動(dòng)機功率增加而顯著(zhù)下降。
1.3、與JB/T10972-2010的主要技術(shù)差異
(1)JB/T13345-2017標準中按額定排氣壓力分別為:0.3/0.5/0.7/0.8/1.0/1.25MPa, 給出容積流量、機組輸入比功率等指標,而JB/T10972-2010標準則按額定排氣壓力分別為:0.7/0.8/1.0/1.25MPa 給出容積流量、機組輸入比功率等指標,由此可見(jiàn)JB/T 13345-2017標準適用范圍更廣泛,比JB/T10972-2010標準多出了0.3MPa 和0.5MPa 技術(shù)指標。
(2)永磁空壓機標準JB/T13345-2017在基準頻率、中間頻率下和低速頻率下的機
由表中數據可以看出均明顯優(yōu)于變頻空壓機JB/T10972-2010標準中的相關(guān)值,在驅動(dòng)電機功率2.2~45kW 時(shí)節能(JB/T10972-2010 標準中的機組輸入比功率值減去JB/T13345-2017標準中的機組輸入比功率值,除于JB/T10972-2010 標準中的機組輸入比功率值)效果非常明顯,在9.0 ~ 12.7%之間,在其他功率時(shí)節能效果也較好,均優(yōu)于5% 以上。
具體節能率詳見(jiàn)表3。在低速頻率下的機組輸入比功率指標兩項標準完全一致。
(3)由于永磁電動(dòng)機噪聲低,因此永磁空壓機標準JB/T13345-2017中的噪聲聲功率指標比螺桿空壓機標準JB/T6430-2014 和變頻空壓機標準JB/T10972-2010中的要求低5~13dB。