【壓縮機網】GB/T 38182-2019壓縮空氣 能效 評估
Compressed air—Energy efficiency—Assessment
目 錄
前言
1 范圍
2 規范性引用文件
3 術語和定義
4 角色和職責
5 評估方法
6 參數及測量
7 原始數據收集和評估
8 評估數據的分析
9 評估結果的報告和文件
附錄A (資料性附錄) 能源評估介紹
附件B(資料性附錄) 評估活動 概述
附錄C(資料性附錄) 評估活動 供氣
附錄D(資料性附錄) 評估活動 送氣
附錄E(資料性附錄) 評估活動 用氣
附錄F(資料性附錄) 資質能力要求
前 言
本標準按照GB/T1.1—2009給出的規則起草。
本標準使用重新起草法修改采用ISO11011:2013《壓縮空氣 能效 評估》。
本標準與ISO11011:2013的技術性差異及其原因如下；
● 重新編寫了范圍章的條文，按GB/T1.1的要求進行規范；
● 關于規范性引用文件，本標準做了具有技術性差異的調整，以適應我國的技術條件，調整的情況集中反映在第2章“規范性引用文件”中，具體調整如下：
● 用GB/T3853代替ISO1217(見第3章)；
● 用GB/T17446代替ISO5598(見第3章)；
● 增加了需要引用的國家標準GB/T13277.1(見8.9.2、表C.8)；
● 按GB/T1.1的規則應避免使用懸置段,刪除4.1和附錄B中的懸置段,調整8.2中的懸置段至8.1,并增加條款編號(見8.1.4)；
● 按GB/T1.1 的規則,對4.1 以下各條結構進行調整,調整后,本標準4.1.1~4.1.4 對應ISO11011:2013的4.1.1.1~4.1.1.4(見4.1)；
● 刪除了關于英制單位的使用說明,因我國現行標準通常不采用英制單位(見6.2.1)。為了便于使用,本標準還做了下列編輯性修改：
● 壓力單位用“MPa”代替“bar”；
● 刪除了ISO11011:2013的參考文獻。
本標準由中國機械工業聯合會提出。
本標準由全國壓縮機標準化技術委員會(SAC/TC145)歸口。
本標準起草單位：合肥通用機械研究院有限公司、合肥通用環境控制技術有限責任公司、上海英格索蘭壓縮機有限公司、沈陽鼓風機集團往復機有限公司、深圳市宏日嘉凈化設備科技有限公司、廣東葆德科技有限公司、廣州市漢粵凈化科技有限公司、合肥科邁捷智能傳感技術有限公司。
本標準主要起草人：張成彥、任芳、于洋、何明、孫軍軍、孟文惠、劉柏藩、劉慶衛、王合廣、顧宇、潘志旸、宋云、李梓斌、葉才亮、李澤敏、葉寒生。
壓縮空氣 能效 評估
警示：本標準的使用者注意與能源有關的判斷不應危及安全問題。
1 范圍
本標準規定了壓縮空氣系統評估(以下簡稱評估)的基本要求和內容,包括術語和定義、角色和職責、評估方法、參數及測量、原始數據的收集和評估、評估數據的分析、評估結果的報告和文件。
本標準的附錄A 給出了評估的基本說明，附錄B~附錄E中提供了各類數據收集的指示信息。
本標準適用于壓縮空氣系統的能效評估活動，包括：
● 分析評估數據；
● 記錄和報告評估結果；
● 確定估算的節能效果。
注:本標準評估考慮的是整個系統，即從輸入能量一直到使用這些能量完成所需工作為止。
壓縮空氣系統具體可分為三個功能子系統：
● 供氣:初始能量到壓縮空氣能量的轉換;
● 送氣:壓縮空氣能量從生成點到使用點的傳輸;
● 用氣:所有壓縮空氣的消耗,包括生產性的使用和各種形式的損耗。
2 規范性引用文件
下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。
GB/T3853 容積式壓縮機 驗收試驗(GB/T3853—2017，ISO1217：2009，MOD)
GB/T13277.1 壓縮空氣 第1部分：污染物凈化等級(GB/T13277.1—2008，ISO8573-1:2001，MOD)
GB/T17446 流體傳動系統及元件 詞匯(GB/T17446—2012，ISO5598:2008，IDT)
3 術語和定義
GB/T3853和GB/T17446界定的以及下列術語和定義適用于本文件。
3.1 一般定義
3.1.1空氣凈化處理 air treatment
所有分離雜質和凈化壓縮空氣的流程。
3.1.2假性需求 artificial demand
在一個未調節或調節不良的系統內，由于設備在超過實際需求的壓力下運轉，而造成系統多余的空氣消耗。
3.1.3評估組 assessment team
具有適當的職能和知識,履行評估角色和責任的工作組。
3.1.4基準 baseline
用于評估和比較能效測量結果的一組典型的工作周期、工況條件和性能參數(曲線)。
3.1.5壓縮空氣使用點 compressed air point of use
利用氣動能量進行物理作用或化學反應的部件。
3.1.6壓縮空氣系統 compressed air systems
由部件組集成的一個子系統群,包括空氣壓縮機、儲氣罐、凈化設備、控制裝置、管道系統、氣動工具、氣動的動力機械和使用壓縮空氣的工藝流程。
3.1.7壓縮空氣系統評估 compressed air system assessment
考察供氣到用氣范圍內所有組件和功能的活動,包括對壓縮空氣系統進行觀察、測量并為系統節能和性能優化改進提供證明。
3.1.8數據記錄 data logging
物理參數的測量:為了記錄多個參數,使用時間參數作為排列坐標,用表格形式記錄一個周期內的數值參數。
注:數據記錄的兩種類型是:
a) 動態記錄:記錄周期內出現的頻率足夠高的數據,可用于核查被測物理參數隨時間而變化的情況。
b) 趨勢分析:在一個長期的持續時間期間,為了研究自始至終測量的物理參數的規律和不規律特性的目的而進行的數據記錄。
3.1.9(用氣)需求 demand
所有壓縮空氣消耗的總量,包括生產性的使用量和各種形式損耗。
3.1.10失壓 drawdown
壓縮空氣系統中空氣需求量超過供給能力而引起的持續壓力降低。
3.1.11操作周期 operating period
典型的時間周期,期間分配大致相同的壓縮空氣能量和壓縮空氣需求量。
注:見3.1.15。
3.1.12現場檢查測量 spot check measurement
生成數值記錄的物理參數的測量,這種測量可在任意的時間間隔內或有限的小區段內進行。
3.1.13供氣 supply
初始能量到壓縮空氣能量的轉換。
3.1.14送氣 transmission
壓縮空氣能量從生成點到使用點的傳輸。
3.1.15(典型)的運轉周期 typical operating period
典型裝置有代表性的一個運轉時間段。
3.2 流量
3.2.1需求流量 demand flow rate
用氣端消耗的總空氣流量。
注:用氣端消耗包含生產的消耗、不恰當的使用、假性的需求以及需求端的浪費。要考慮隨系統壓力降低,供氣量會增加,或者輔助儲存系統的氣量會減少。還要考慮隨系統壓力升高而進入輔助儲存系統的壓縮空氣流量。
3.2.2流量動態應用 flow dynamic application
最高空氣流量和最小壓力同時出現的終端使用點。
3.2.3流量靜態應用 flow static application
最高空氣流量和最小壓力不同時出現的終端使用點。
3.2.4輸出流量 generation flow rate
在所有空氣凈化設備和供氣端的任何損耗之前,空氣壓縮機產生的壓縮空氣流量。
3.2.5最高流量 peak airflow
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3.2.6存儲流量 storage flow rate
壓力增大時進入存儲容器的氣體流量,或者當壓力減小時離開存儲容器的氣體流量。
注:空氣流可以是進入或離開系統的氣流,或者是進入或離開主輔存儲容器的氣流。
3.2.7供氣流量 supply flow rate
離開供氣端的凈氣體流量。
3.3 壓力
3.3.1壓縮機吸氣壓力 compressor inlet pressure
壓縮機標準吸氣位置的進氣壓力,該點隨壓縮機設計和類型而改變。
注:該點處于裸裝壓縮機的法蘭處或箱裝壓縮機外殼上環境空氣進氣點處。
3.3.2失壓壓力 drawdown pressure
特定的失壓事件發生期間,壓縮空氣系統壓力的總下降量。
3.3.3壓力損失 pressure loss
氣流通過空氣系統元件時,受其固有結構的阻礙,引起氣流的互相作用,從而造成壓縮空氣壓力的減小(這種壓力減小即為壓力損失)。
注:見3.3.8。
3.3.4壓力特征 pressure signature
與特定使用端或生產作業相關的某一重復事件的壓力曲線。
3.3.5最小系統壓力 minimum system pressure
系統可能達到的最小壓力,低于此壓力,將對(生產)流程產生不利影響。
3.3.6 工作壓力
3.3.6.1用戶工作壓力 user operating pressure
依據說明書規定,壓縮空氣使用設備進氣點的空氣壓力。
3.3.6.2系統工作壓力 system operating pressure
進入到壓縮空氣用戶網入口點的空氣壓力。
3.3.7壓力梯度 pressure gradient
壓力隨距離變化而發生的改變率。
注1:在流體力學中,流體管道中沿著長度和距離方向壓力的改變P ,用ΔP/Δd 表示。
注2:傳輸管道中氣流速度取決于壓力梯度和管道阻力的大小。
注3:沒有梯度,就沒有氣流。在壓縮空氣系統中,空氣從高壓區向低壓區流動。
3.3.8 壓力曲線
3.3.8.1周期壓力曲線 cyclic pressure profile
位于壓縮空氣系統的某一特定位置點上,在每日或其他定期的運行周期內,因多個終端用戶不同的空氣消耗組合而引起的壓力/時間變化函數。
3.3.8.2沿程壓力曲線 distance pressure profile
在一定的運轉周期內,沿著壓縮空氣傳輸裝置和分配系統(管線),因系統部件內在的壓力損耗而引起的壓力逐步下降變化的函數。
注:部件,如空氣凈化設施、配件、空氣傳輸管道、分流壓力輸出裝置等。
3.3.9 壓差
3.3.9.1有效壓差 available pressure differential
部件出入口之間的空氣壓力差,表征著變化的氣流阻力。
注1:有效的壓縮空氣能量可表述為對系統有用的壓力較高的上游空氣流。
注2:見3.3.3。
3.3.9.2存儲壓差 storage pressure differential
存儲容器內的壓力和與之相連的系統或區段內的目標壓力之間的差異。
3.3.10目標壓力 target pressure
持續穩定供給壓縮空氣系統或其中某一區段的壓縮空氣壓力。
注:見3.3.5。
3.4 存儲
3.4.1主存儲容器 primary storage
位于壓縮空氣系統供氣側的壓縮空氣存儲系統。
3.4.2輔存儲容器 secondary storage
用以消除主空氣傳輸管線上的超載負荷和過大的壓力損耗,安裝在終端用戶設備附近的輔助存儲
容器。這些用戶設備具有較多的非連續性空氣消耗和細長的傳輸管線。
3.5 容積
3.5.1有效容積 effective volume
單個存儲元件或者壓縮空氣系統某一部分的內容積,反映其存儲壓縮空氣能量的能力。
3.5.2幾何容積/機械容積 geometrical volume/mechanical volume
通過累加系統內觀測得到的所有幾何形狀容積而計算得到的容積。
3.5.3系統容積 system volume
壓縮空氣系統的內容積,反映其存儲壓縮空氣能量和承受空氣壓力波動的能力。
4 角色和職責
4.1 評估小組成員要求
4.1.1 資源配置
評估小組的資源配置包括：
a) 決定現場和非現場參與者的可用性；
b) 用于計劃和執行評估所必要的資金和資源配置；
c) 執行資源問題上的最終決策權；
d) 監督外部人員的參與,包括合同、行程安排、保密協議、工作說明以及其他的項目。
4.1.2 協調、后勤和聯絡
評估小組的協調、后勤和聯絡工作主要包括：
a) 在評估期間向工廠工作人員和其他人獲取必要的幫助；
b) 參與評估小組的組建,協調相關人員、系統和設備；
c) 組織和安排評估活動。
4.1.3 壓縮空氣系統的知識
評估小組成員應具備的壓縮空氣系統知識包括:
a) 有執行評估活動、數據分析和報告準備的背景、經驗及認可的能力;
b) 熟悉壓縮空氣系統的運行和維護;
c) 有應用評估系統方法的經驗。
4.1.4 能力
評估人員應有執行評估的必要知識和技能,并能提供正式的證明文件以滿足國家(對某些資質審核)的要求。
在沒有要求的情況下,執行評估的人員也需要提供對于壓縮空氣系統的熟悉與認識的證明(例如某些公認的資質證或學歷等)以及參與相關評估的經歷證明。更多信息參見附錄F。其他評估成員的信息如4.6所示。
4.2 現場管理支持
現場管理支持是評估成功的關鍵,應確?，F場管理對評估目標的理解和支持?，F場人員在必要的范圍內參與評估。為順利進行評估,現場管理的支持應滿足以下兩點:
a) 提供必要的資金、人員和資源來支持評估;
b) 使現場人員清楚評估的重要性。
4.3 聯絡
應建立用于評估的各聯絡線路并提供清晰的指導說明,以利于評估成員之間的交流,使必要的信息和數據得以實時溝通。這些數據包括管理性數據、物流信息以及運行和維護參數。
4.4 設備、資源和信息的獲取權限
壓縮空氣系統的評估應全面完整地實施,需對系統組件進行實地觀測和特定測量。因此,需要獲取以下的內容:
a) 進行評估需要的廠房面積和壓縮空氣系統的組件數據。
b) 工廠人員(工程、操作、維護等等),相關設備的供應商、承包商及其他信息。這些收集的信息與評估活動相關并可用于數據分析及評估報告的準備。
c) 其他可用于評估的信息,例如圖紙、手冊、測試報告、相關歷史賬單、電腦檢測和控制數據、電器設備面板、校準記錄等。
4.5 評估目標和范圍
總評估目標和范圍在初始階段就應在評估團隊內討論和確定下來。總的評估目標應該包括鑒別壓縮空氣系統有無提升性能的可能性。待評估的區域由評估范圍決定。
4.6 評估小組其他成員要求
評估考慮的是整個系統,即從輸入能量一直到使用這些能量完成所需工作為止。通過與設備人員的溝通,可以辨別出哪些制造設備或工藝流程使用了壓縮空氣。為了更詳盡地研究,則要求具有這些設備專業知識的人員參與進來。
4.7 目標檢查
在執行評估之前,為確保行動符合陳述的評估目標,需要再次檢查評估計劃。評估計劃需在關聯性、成本效率和得出理想結果的能力等方面進行審核。
5 評估方法
5.1 通則
系統評估包括收集分析系統設計、運行、能量輸入、能量使用和運行參數以及鑒別在系統優化方面提高能源績效的可能性。評估也可能包括一些附加信息,例如對提高資源利用率、降低單位生產成本、減少生命周期成本以及提升環?？冃У慕ㄗh。
評估時應采用以下的一種或幾種方法進行:
a) 觀察和調研;
b) 現場檢查測量;
c) 數據記錄(包括動態和趨勢)。
5.2 系統工程法
本標準將系統工程法應用于壓縮空氣系統的評估。要求如下:
a) 了解壓縮空氣的應用點,它對整個工廠的生產至關重要;
b) 修正目前性能差的或者是擾亂系統運行的設備;
c) 消除浪費、泄漏、假性的需求和使用不當;
d) 創造并維持供求間的能量平衡;
e) 優化壓縮空氣能量的存儲和空氣壓縮機的控制。
系統工程法在壓縮空氣系統評估上的運用注重的是整個系統的性能而不是單個組件的效率。
注:系統工程法注重在開發周期的早期定義用戶需求和所需的系統性能,記錄系統需求,并在考慮整個系統的情況下開始系統設計。
5.3 系統工程流程
系統工程法流程包括如下10個步驟:
a) 確認需要完成的事情;
b) 確認需要被評價的事物;
c) 建立組織機制,確定評估小組,獲得工廠背景信息;
d) 明確目前的系統;
e) 陳述現場規定的系統評估目標;
f) 設計系統評估(做什么、怎樣做、何時做);
g) 從相關性、完備性和成本效率幾個方面測試評估的設計;
h) 開始評估工作,收集事實和數據;
i) 分析數據、提出解決方法并預測成本和節約所得;
j) 撰寫報告,記錄發現和建議的結果。
注1:壓縮空氣系統工程法是一個反復的過程,包括需求定義,評估程序和結果評估。這是一個流動的過程,由此可能實現預定的目標,也可能會產生新的或修訂的結果。
注2:壓縮空氣系統有很多綜合因素。對系統中某一組件或子系統作出相關的決定時,很可能會影響到其他組件或子系統。在做出最終結論之前,宜提出備選的方案并予以分析。
5.4 系統評估流程
5.4.1 概述
評估應該記錄壓縮空氣使用中的各種的問題、關鍵生產功能和性能差的壓縮空氣系統。評估應確
定和量化能源浪費,壓縮空氣供給與需求的平衡,能源利用和總壓縮空氣需求。這些概述可以指導主體目標的選擇和初始數據的收集。
5.4.2 系統評估流程
系統評估流程如圖1所示。
6 參數及測量
6.1 通則
壓力、流量和功率是評估壓縮空氣系統能量平衡時的重要參數。此外,這些參數都受到安裝的控制系統的影響。
6.2 測量
6.2.1 單位
本標準應使用國際單位SI或國家規定的法定計量單位。評估報告中參數的單位應保持一致。
6.2.2 精度
為確保結果有效,應在規定的周期或在使用前對測量設備與能夠溯源到的國際或國家測量標準進行校準和檢定,不存在上述溯源標準時,應對校準或檢定的基準進行說明。包括永久安裝在內的所有用于測量的儀器應具有最近一次校準信息的記錄,報告中應給出所有設備的校準精度及校準細節。具體參數的測量精度可以根據該參數與評估結論的敏感程度以及6.3、6.4、6.5所陳述的精度而有所不同。
6.2.3 數據記錄間隔
數據記錄間隔是獲取壓縮空氣系統事件的動態特性所需的記錄數據之間的時間間隔。記錄動態特性時,數據記錄間隔應比被測量事件的持續時間至少小一個數量級。一般來說,動態事件持續時間很短。一天內平均空氣消耗量和變化不是一個動態事件。
注:舉例來說,如果要研究持續一秒的系統動態事件,數據記錄間隔就不能大于十分之一秒,也就是一秒鐘內至少記錄十個數據。
6.3 壓力
6.3.1 壓力曲線
壓力曲線是用于評估終端用戶在一段時間內的需求,確定壓力損失并有助于確定潛在的改進機會的重要工具。通過所收集的數據可以分析系統的瞬態和動態變化。
注:壓力曲線可以有多種表述形式,包括但不限于圖、表或文字。
6.3.2 壓力監測點
壓力監測點如表C.1、表D.1、表E.1所示,并在評估時記錄。系統中不是所有的點都是有效點,必要時要增加額外的監測點。因此,實際用到的監測點應按照評估計劃設置。
6.3.3 壓力類別
通常所討論的壓力是供氣壓力。其他壓力變化也應考慮在內。
功能系統的評價應考慮以下幾種壓力變化:
a) 最小系統壓力;
b) 實際工作壓力;
c) 目標壓力;
d) 壓力梯度;
e) 失壓壓力;
f) 壓力損失;
g) 有效壓差;
h) 存儲壓差;
i) 壓縮機吸氣壓力。
注:壓縮空氣系統中壓力被視為驅動終端設備的主要因素。
6.4 流量
6.4.1 流量曲線
流量曲線是用于評估終端用戶在一段時間內的需求、確定流動阻力并有助于確定潛在的改進機會的重要工具。通過所收集的數據可以分析系統的瞬態和動態變化。
注:流量曲線可以有多種表述形式,包括但不限于圖、表或文字。
6.4.2 流量監測點
流量監測點如表C.1、表D.1、表E.1所示,并在在評估時記錄。系統中不是所有的點都是有效點,必要時要增加額外的監測點。因此,實際用到的監測點應按照評估計劃設置。
6.4.3 流量類別
通常所討論的流量是供氣流量。其他的流量變化也應考慮在內。
功能系統的評價應考慮以下幾種流量變化:
a) 供氣流量;
b) 存儲流量(系統,主要的,或者輔助的);
c) 需求流量;
d) 峰值流量;
e) 動態流量;
f) 靜態流量;
g) 輸出流量。
注:壓縮空氣系統中空氣流量是維持終端設備最佳能力的主要因素。
6.5 功率
6.5.1 功率曲線
功率曲線是在輸入能量轉化成壓縮空氣有效能的過程中用于評估系統能量需求、辨識能量轉換以及確定系統優化設計機會的重要工具。通過所收集的數據可以分析系統的瞬態和動態變化。消耗功率是指壓縮機和輔助設備消耗的總功率或單個功率。
注:功率曲線可以有多種表述形式,包括但不限于圖、表或文字。
6.5.2 功率監測點
功率監測點如表C.1、表D.1、表E.1所示,并在評估時記錄。系統中不是所有的點都是有效點,必要時要增加額外的監測點。因此,實際用到的監測點應按照評估計劃設置。功率的測試點應全部用于產生或處理壓縮空氣的有效電力輸入。
注:在許多情況下,一個因素的重要性是由該因素的值是否大于某一給定因素值的10%來決定的。
6.5.3 功率類別
6.5.3.1 電力
可操作系統的評價應考慮以下幾種電力輸入:
a) 壓縮機(單機);
b) 壓縮機機組;
c) 壓縮機控制設備;
d) 空氣凈化設備;
e) 冷卻系統;
f) 電力驅動的冷凝液系統。
應明確功率的測量方法?？刹僮飨到y的評估也應考慮到間接影響壓縮空氣系統的效率的項目(如泵冷卻系統)。其中,若使用開路冷卻水系統,應測量并記錄排放至下水道的水流量。
注:電力是用來轉換到壓縮空氣的最主要能源。電力也是直接處理壓縮空氣或是間接處理壓縮空氣副產品(如熱量)設備的動力。
6.5.3.2 非電力能源
采用其他非電力形式的能源生產或處理壓縮空氣時應按照能量守恒原則計算功率。
7 原始數據收集和評估
7.1 通則
為滿足客戶的需求和系統評估的要求,應確定評估活動的程序。這個程序應規定評估時客觀證據的使用要求,確定評估活動項目,包括但不限于以下項目:
a) 原始數據收集;
b) 主要系統運行參數測量;
c) 設備人員訪談;
d) 審核以前的評估、審計、基準線或者標準(參見表B.7);
e) 識別已由客戶批準/啟動的系統項目;
f) 審查水電費和能源成本;
g) 審查控制系統;
h) 參數監測裝置;
i) 數據初評估。
7.2 工廠背景
記錄工廠的背景信息,包括目前生產水平、生產過程及產品的簡單描述(參見附錄B)。
7.3 工廠功能
描述工廠的位置、規模、周邊環境和壓縮空氣系統的功能(參見附錄B和表D.2)。
7.4 壓縮空氣系統確認
確認工廠的壓縮空氣系統,包括系統供氣側、傳送設備和用氣側特性(參見附錄B)。
7.5 終端用戶壓縮空氣需求清單
為了識別和優化節能機會,應根據按照7.2、7.3及7.4相關的調查得到的信息,編列終端用戶壓縮空氣需求(參見表E.3)。
7.6 熱量回收
找出把壓縮機的散熱轉移到現有加熱設備及在工藝過程中增強加熱需求的潛力。
評估諸如采暖、通風和空調(HVAC)裝置的性能和能耗影響。研究在降低能耗總量同時,提高性能和可靠性的機會。提出具體的改進措施,估算節能量。
7.7 數據記錄的基準期和持續時間
7.7.1 活動
確定基準是測量的第一個步驟。確定基準時需要在不同的工作條件下測量功率、壓力、流量和溫度,并估計泄漏量。
基準期應包括工廠的“典型運行”周期。典型的周期應包含工廠的計劃內外的變化。根據周工作天數、市場條件、原料的供給及其他因素,這種變化可以是季節性的。壓縮空氣系統能耗特性將隨時間和產量的變化而變化。根據一個具體時期的生產運行不同,工廠的壓縮空氣能耗基線在按生產產量的變化的圖中呈現出了不同的特點。
注:基線或基準的目的是確定壓縮空氣系統的性能水平和能源消耗并與工廠的生產產量關聯起來。由于改進是根據預期的改進記錄而進行的系統改進,可以通過將來的測量值與原來的基準對比來評價改進的成功與否(參見表B.7)。
7.7.2 時間周期
將類似的壓縮空氣能耗曲線(典型的時段)按照不同的“運行時間”分組。在確定基準測量的持續時間時,應對所有典型期間的運行進行測量。但某些特殊時期,如節假日,可能只是代表工廠壓縮空氣能量年運行的一小部分?？梢愿鶕v史運行信息確定一個典型期間的基準性能。規定的基準性能不應超過該廠基準年能耗量的10% 。
7.8 能耗
測量并記錄包含在該系統中每臺空氣壓縮機的功率消耗。測量并記錄空氣干燥器、換氣扇、冷卻泵等輔助設備的功率消耗。測量并記錄所有供氣端設備的能耗和成本(參見表B.5)。
使用如7.7所述的基準周期,按年度計算基準年能耗量和成本。核查驅動空氣壓縮機的主要能源成本。
7.9 壓縮空氣系統供氣效率
測量并記錄整個壓縮空氣系統的供氣效率,包括比功率、比能(單位產出消耗的功率和能量)。
7.10 系統容積
計算整個壓縮空氣的系統容積。有兩個方法確定系統的容積:機械容積和有效容積。系統的有效容積可以通過計算來確定。如果無法通過測試確定有效容積,則可以通過系統的機械容積進行估算。
注:系統容積是該系統的實際容積,該容積可能與計算出的機械容積不同。這種差異可能是由于腐蝕物積聚在管道中、實際管路尺寸與計算管路尺寸的不同以及儲氣罐中的水所占據的容積等造成。
7.11 壓力
7.11.1 壓力曲線
記錄系統壓力曲線。供氣端按照表C.1、送氣系統按照表D.1、用氣端按照表E.1所列的部分或全部測點測取壓力并獲取壓力曲線。
7.11.2 名義高壓需求
當識別出名義高壓需求時,需評估這些高壓需求時的性能。
7.12 流量
7.12.1 壓縮空氣流量曲線
測量記錄向系統供給壓縮空氣的量。
7.12.2 需求曲線
測量記錄動態需求,包括空氣流量以及現有壓縮空氣的有效存儲量。
7.13 特殊空氣需求
評估特殊空氣需求以及用氣效率較低的現有終端設備的使用情況。
7.14 壓縮空氣的浪費
7.14.1 概述
壓縮空氣浪費可以包括泄漏、不合理的終端使用及假性需求等幾個方面(參見表E.2)。
7.14.2 泄漏
檢查和記錄系統中實際出現的壓縮空氣泄漏,計算總泄漏。
7.14.3 不合理的終端使用
確認和記錄那些被認為不合理的終端使用過程。
注:當有更節能的措施可以證明壓縮空氣的使用不那么必要時,則這個過程就是不合理的。
7.14.4 假性需求
識別、測量并記錄需求側在用系統或部位壓力及目標壓力的假性需求。
7.15 空氣凈化處理
根據系統的壓力曲線、能量平衡和空氣凈化要求,評估空氣凈化處理。應識別一般用壓縮空氣系統的空氣凈化等級要求。此外,應識別出空氣純度要求更高的使用點(參見表C.8、表D.4、表E.4)。
注:壓縮空氣系統的處理設備可能放在供氣端、送氣系統或者在一個或多個空氣需求端。
7.16 壓縮機控制
評估在用壓縮機的控制策略和對現行需求曲線的響應。對于多臺壓縮機系統,分別評估所有壓縮機的控制方法。
7.17 存儲
7.17.1 主存儲
測量并記錄主存儲設備對壓縮空氣系統供氣側可用壓縮空氣進行有效維持及控制的能力。主存儲設備一般由存儲容積(儲氣罐)和適當的(壓力/流量)控制器組成,儲氣罐用來提供存儲壓差(即存儲壓力減去系統的目標壓力)。
7.17.2 輔助存儲
當安裝有輔助存儲部件時,也應對其進行測量和記錄,并識別它們(例如管道)的存儲作用。
7.18 維護
記錄維護保養活動,并注意這些活動是否是計劃保養程序的一部分(參見表B.6)。
7.19 吸氣環境工況
測量并記錄壓縮機所處位置的吸氣環境條件,特別注意:
● 溫度;
● 壓力;
● 濕度;
● 海拔(可行的話)。
上述參數會因為季節不同而有差異并且會對壓縮機的性能產生影響,因而需要考慮這些因素造成的結果(見表B.4)。
8 評估數據的分析
8.1 通則
8.1.1 使用評估過程中收集到的數據,獲得基準曲線和基準的年度數據預測。
8.1.2 需注意,對于特定的流程,在滿足要求的前提下應盡量使用較低廉的壓縮空氣。
8.1.3 評估應分析以下事件:
a) 分析壓縮空氣供給與需求的平衡,以確定改進和提高能源效率的可能性;
b) 分析系統壓力曲線,確定消除壓力損失的可能性;
c) 分析動態氣流的變化和對應的瞬態壓力,以評估其對用氣端性能的影響和危害;
d) 分析用氣設備以及通過降低潛在的系統壓力、消除壓縮空氣浪費、改進用氣設備性能等措施對比能改進的可能性;
e) 分析現行運行方式,確定能源效率補救措施、確定比能指標改進機會,對節能進行定量預測。
8.1.4 為獲得基準曲線,評估應:
a) 獲得系統功率曲線以及與之相關聯的空氣流量需求;
b) 通過分析能耗和總空氣需求來獲得基準性能;
c) 確定系統壓縮空氣供給效率的基準,分析基準性能趨勢,確定典型運行周期的特性曲線;
d) 根據獲得的各典型周期曲線對各種運行周期進行年度化數據預測(見8.2.6);
e) 預測基準年能耗和總空氣需求。
8.2 基準曲線
8.2.1 壓縮機控制優化
識別改進壓縮機控制的可能性,優化其對系統需求的反應,定量預測節能量。
8.2.2 功率與能耗曲線
研究空氣壓縮機功率對系統性能動態變化的響應。
評估應:
a) 通過對單臺壓縮機和多臺壓縮機的響應分析來識別控制缺陷;
b) 識別具有相似能耗曲線的工作日,并與工廠的功能信息關聯;
c) 獲取小時能耗和總空氣需求以建立運行曲線。
8.2.3 需求曲線
評估應:
a) 分析動態空氣需求以識別系統性能需求和對應的空氣壓縮機功率;
b) 識別需要詳細分析動態需求曲線的效率低下的操作階段;
c) 將一定時間的空氣流量測量和與其代表的需求趨勢結合,建立運行曲線;
d) 識別相近空氣需求的運行周期并與工廠功能信息關聯。
8.2.4 供氣效率
評估應:
a) 將測量的功率和能量數據與測量的空氣流量和總空氣需求數據結合,獲取基本壓縮空氣供氣
效率基準：
b) 獲取空氣需求趨勢與供氣效率的關系,識別需要進一步研究的供氣效率低下的階段;
c) 對系統運行進行分析,評價供求的動態平衡關系和相應的壓縮機控制系統。
注:這是整個系統的測試而不是單個組件的測試。
8.2.5 運行周期類型
評估應:
a) 將總的能量消耗和總的空氣消耗曲線與工廠功能信息結合起來,找出典型運行階段;
b) 對類似典型運行階段進行分組。
8.2.6 年度能耗量和壓縮空氣需求量
8.2.6.1 概述
根據工廠的能源成本來確定年度的壓縮空氣能源成本和單位壓縮空氣成本。任何適當的時間周期均可，只要所有時間段的總和相當于年運行時間總和。
8.2.6.2 工廠和運行曲線
評估應:
a) 獲得工廠的概況以獲得基準年的表現、總的能量使用和總的壓縮空氣需求;
b) 對每個識別的運行階段,根據一系列工廠運行階段曲線進行年度預測;
c) 根據每個典型運行階段曲線和工廠各個典型階段計算出的基準年總數據。
8.2.6.3 基準年度績效
為了計算基準年度績效,評估要獲得:
a) 各單獨運行階段;
b) 測量每個運行階段的能耗量;
c) 每個運行階段的壓縮空氣需求量;
d) 每個運行階段每年的運行天數;
e) 基準年績效對應的能耗;
f) 基準年績效對應的空氣需求量。
8.3 系統容積
評估整個壓縮空氣系統總容積的有效性。
注:系統容積是評估系統事件和對應的壓縮機控制的重要參數。隨著系統壓力的升高,壓縮空氣的能量進入存儲,隨著系統壓力的降低,能量從存儲中釋放出來。在計算系統空氣泄漏或有關的壓縮循環的次數時,會使用到系統容積的信息。
8.4 壓力曲線
8.4.1 概述
評估應:
a) 識別由消除壓力損失而帶來能耗減少和性能改進的可能性；
b) 進行分析以確定流量變化的影響及系統部件和管道阻力的反作用以及相應的動態壓力曲線；
c) 獲得壓力性能曲線,分析其對壓縮機控制、空氣供需平衡以及終端用戶需求的影響；
d) 根據所有改進措施的累計結果,推薦出改進后的系統壓力曲線。該曲線減輕以下的影響：
1) 壓力變化;
2) 失壓事件;
3) 動態壓力不穩定;
4) 壓力損失;
5) 過多的終端動態壓力損失。
e) 給出需求的目標壓力推薦值及不同需求側的壓力波動范圍;
f) 提供按照需求及需求曲線的正常波動范圍變化進行控制的策略。
8.4.2 影響壓力曲線的要素
推薦的壓力曲線應考慮從供氣到終端使用的所有壓力需求，包括:
a) 壓縮機壓力控制范圍，包括對多臺壓縮機控制策略的適應。
b) 在考慮最大空氣流量以及按要求定期更換濾芯的過濾器最大壓力降的情況下,空氣凈化設備壓力降。
c) 推薦的儲存容積下的主存儲壓差，可有效進行壓縮機控制的必要的壓縮空氣質量流量，備用壓縮機的許可啟動時間和啟動要求。
d) 最大空氣流量下，壓縮空氣傳輸到工廠的一個或多個區域的傳輸壓力損失。壓力損失應該包括管道壓力損失、凈化設備的壓降和傳輸系統中輔助存儲部件的壓差。
e) 考慮了用氣端流量靜態或動態特性的使用點壓力曲線。使用點壓力曲線應包括從設備連接點到使用點的凈化設備、管道和控制的壓力損失。如果建議使用輔助存儲，壓力曲線應當注明必的存儲壓差。
8.4.3 平均壓力和壓力波動
評估應:
a) 采用評估中搜集的數據,對系統壓力曲線進行分析;
b) 獲得與能量和總空氣需求曲線有關的系統平均壓力;
c) 調查動態壓力波動,并將其與流量的供需平衡進行關聯;
d) 識別需要進行深入研究的事件的特性,確定采用儲氣罐對供需平衡進行改進的可能性,計算改
進壓力曲線所帶來的節能效果。
8.4.4 最高流量對壓力曲線的影響
評估應:
a) 查找深層原因,識別壓力曲線與峰值流量的因果關系;
b) 研究儲氣和/或減少系統阻力的改進措施;
c) 識別預期的性能影響,計算由壓力曲線改進帶來的節能量。
注:最高流量以及失壓和(或)壓力不穩定的后果可能導致壓力曲線低于工廠的系統最低壓力要求。增加整個系統
的壓力,以彌補失壓和壓力不穩定可能是一個非常耗能的解決方案。
8.4.5 過度的壓力損失
評估應:
a) 獲取各種系統組件的壓力降并將其與動態壓力和需求曲線相關聯;
b) 將組件的壓力降與最低、平均和最高空氣需求相關聯;
c) 識別通過消除浪費、避免不恰當的使用或者采用可控的輔助存儲降低空氣流量峰值來減少流
量的改進措施;
d) 推薦滿足適當流量的系統組件規格,提出降低空氣流量的預算;
e) 識別具體的改進措施,評估考慮到整個壓縮空氣系統壓力曲線改進對性能的影響和節能效益。
8.4.6 壓力梯度過大
評估應:
a) 對管道壓力梯度進行分析,識別是否因氣流速率過大、傳輸距離過長或者是否存在限制性堵塞
點而造成的過度的壓力損失;
b) 識別氣體傳輸系統中存在的壓力損失過大的區段;
c) 如果發現存在壓力損失過大,需進行以下補充活動:
1) 評估受影響區段的空氣需求,以便識別通過消除浪費、避免不恰當的使用或者采用可控的
輔助存儲降低空氣流量峰值來減少流量的改進措施;
2) 根據減少通過受影響管道的空氣流量的預測,計算減少空氣流量后的壓力梯度;
3) 識別減少區段需求的具體改進措施,修改管路消除阻扼點,同時鑒別開展下述工作的可能
性:建立新的管道回路并使之連接到現有不正常流量的管道或完全重新設計新的管道;
4) 評估壓力曲線改進對性能的影響和節能效益。
8.5 非真實高壓需求
8.5.1 概述
應根據評估過程中收集的數據辨認出存在非真實高壓需求狀況的用氣設備,并予以驗證證實。
注:系統問題會影響終端空氣需求,從而造成非真實高壓需求。
8.5.2 給定/推薦終端壓力
評估應:
a) 根據實際需求指標,提出終端壓縮空氣需求的推薦運行數據;
b) 通過對常規的運行數據進行檢查,驗證與實際生產情況相關的所需壓力沒有被夸大;
c) 根據已經安裝的終端要求,驗證推薦的終端壓力。
8.5.3 動態流量/壓力關系
評估應:
a) 利用評估過程中獲得的高頻數據,分析終端用戶需求的動態指標。這包括對從設備的連接點
到實際終端使用設備的動態用戶的壓力曲線的調查;
b) 分析終端設備的靜態或動態特性;
c) 評估當前的終端設備的壓力曲線和動態壓力特征的恰當性。
8.5.4 供氣壓力的穩定性
評估應:
a) 確定設備連接點的輸送壓力的穩定性；
b) 排除上游壓力不穩定造成非真實高壓力需求的原因。
注:壓力不穩定可能由傳輸系統的動態性能或者是其他系統事件對設備連接壓力的影響造成的。
8.5.5 改進措施和節能計算
8.5.5.1 概述
評估應:
a) 明確高壓空氣需求,識別具體的改進措施;
b) 評估壓力曲線改進對性能指標的影響;
c) 評估壓力曲線改進后的節能量。
8.5.5.2 存在的壓力異常
如果系統或使用點壓力異常是造成非真實高壓需求的根本原因,應給出改進措施以消除問題的根源。
8.5.5.3 有效的高壓使用
評估應:
a) 識別終端應用是否是代表總空氣需求一部分的有效高壓需求,或者是否使得系統壓力過高,然后給出降低系統能耗的替代方法;
b) 分析改動終端設備使其在較低的空氣壓力下成功運行的可能性;
c) 分析改動終端使用設備是否可行或成本有效,否則識別出滿足空氣需求的替代方法。
8.6 需求曲線
8.6.1 概述
評估應:
a) 識別與壓縮空氣需求曲線有關的能量和性能改進;
b) 評估減少需求、改進供需平衡潛力和優化壓縮機根據正常需求變動進行相應控制的可能性;
c) 將氣體供應系統(產生和存儲)、氣體傳輸系統以及終端使用綜合起來進行分析,識別更好地控制和滿足系統需求曲線的可能性;
d) 識別在壓縮空氣需求管理中具體的改進措施并計算節能量。
8.6.2 平均空氣流量和空氣流量波動
識別評估過程中收集的數據、空氣需求曲線(包括與其對應的能源消耗曲線)和平均系統壓力。
評估應:
a) 識別氣量需求的高低時間段以及能夠維持系統最佳供需平衡的氣量;
b) 識別需要更多詳細分析的特殊運行階段;
c) 分析供求不平衡的階段,識別能維持供求平衡的改進措施;
d) 制定應對工廠壓縮空氣需求正常變化的措施;
e) 審核空氣流量變化、系統空氣需求的動態指標以及系統的動態壓力曲線;
f) 分析需求的事件及其響應,包括失壓速率和存儲部件的氣體流量;
g) 量化需求事件、總的空氣流量和持續時間;
h) 作為調查的結果,演示重復事件的特點,如果可能,將事件與相應的生產裝和/或活動相聯系。
8.6.3 輸送系統性能
評估應:
a) 研究在需求事件中的傳輸性能,并識別其對系統壓力曲線的影響;
b) 判斷壓縮機控制反應是否有效;
c) 分析需求事件在壓力信號的控制下如何反應并導致供氣響應的;
d) 分析需求事件是如何反映在終端設備的壓力上;
e) 確定壓力波動對終端需求有沒有不良影響。
8.6.4 改進措施和節能量計算
評估應:
a) 評估壓縮機控制、主/輔儲氣罐和流量壓力控制的改進方案,以更有效地應對空氣流量的變化;
b) 識別具體改進措施,計算預期節能量。
8.7 特定空氣需求
8.7.1 特定終端用戶的特點
評估應:
a) 判斷與特定終端使用相關的壓縮空氣系統性能是否被視為一個可以變化的過程;
b) 記錄空氣流量的動態性能和特性和/或特定終端使用設備的壓力;
c) 分析終端用戶數據和性能,比較正常運行階段與低效運行階段的特點;
d) 分析終端使用數據,計算終端壓力值和波動范圍和/或支持終端設備正常運行的空氣流量。
深入分析以識別影響特定壓縮空氣性能的原因。如果可能,分析同時還應考慮消除機械振動或者終端氣動裝置上的反作用力。
注1:在某些情況下,分析的結果可以排除與壓縮空氣性能有關的不利影響。
注2:確定需求的流量和壓力特性有助于對特定空氣需求的分析。
8.7.2 過程限制的分析
確定對壓縮空氣作為可變過程進行監視和控制的需求。如果需要,應制定對過程監視的適當方法、報警器和性能記錄方案。
8.7.3 改進措施和節能量計算
識別對特定空氣需求的具體改進措施和預期的節能量,如果需要,應識別落實過程監控所采取的措施。經濟分析應包括控制和監測的成本。凈節省應包括實施改進措施的產量影響和凈能量消耗改變。
注:特定空氣需求是那些有潛力改變產品質量、生產效率、廢品率、返工成本以及消費者滿意度的終端使用的壓縮空氣需要。特定空氣需求性能的改進與提高生產經營的所謂非能源效益本身就是密切相關的。當然,也存在與改進特定空氣需求性能的相關的能源效益。
8.8 壓縮空氣浪費
8.8.1 概述
采用從評估過程中得到的數據,識別各種設備的壓縮空氣浪費。識別消除浪費的具體改進措施,計算實行改進措施得到的節能量。
8.8.2 泄漏
評估目前系統的總泄漏量。觀察目前的管道鋪設和維護措施,它們與泄漏的漏點數量和泄漏規模有關。提出改進現行不當管道管路鋪設的建議。設立短期泄漏減少目標,找出達到目標的具體改進措施。根據短期泄漏減少目標,提供估算的節能量。
注:可以預期,與眾多的小泄漏相比,減少為數不多的大的泄漏,可以實現更好的減漏效果。不當的管路鋪設通常是產生眾多小泄漏的原因。
8.8.3 不當使用
使用評估得到的數據時,應識別不當使用并提出改進措施。計算改進措施的預期的能耗量,計算使用改進措施后總的凈能源節省量。即使壓縮空氣被認為是必需的,也可以考慮選擇更節能的壓縮空氣方案來替代。
8.8.4 假性需求
根據評估得到的需求側壓力數據以及由獲得的系統壓力推薦曲線確定的需求側目標壓力,計算潛在的假性需求減少量。
評估應包括:
a) 實現和維持系統(或每個需求部門)確立的需求側目標壓力所必需的具體改進措施的概要;
b) 實施上述措施預計的節能量。
8.9 優化空氣凈化處理
8.9.1 概述
考慮終端使用設備、當前壓縮空氣處理方法以及由評估得到的壓力露點數據,決定全系統的壓縮空氣處理策略。
識別優化空氣處理的具體改進措施所帶來的能量節省以及性能提升。相對于目前的運行方法,評估應給出改進運行方法后預估的節能量。
8.9.2 適當的空氣凈化等級
應考慮壓縮空氣的終端使用設備和它們各自的空氣凈化等級要求。當污染物對終端使用有影響時,應由具有該設備專業知識的評估小組成員確定壓縮空氣中允許的污染物等級。
如果壓縮空氣凈化等級規定過高,在去除污染物諸如顆粒、水分、總含油量和其他相關雜質過程中會導致壓降過大。應按照GB/T13277.1規定的凈化等級確定允許的污染物水平。
壓縮空氣凈化等級應按空氣凈化設備制造商的建議,而非根據實際測量的結果,除非明確要求將實測數據作為凈化等級。
8.9.3 多余的凈化處理設備
評估應:
a) 評價多余空氣凈化處理設備及終端設備的風險因素;
b) 在保證風險管理目標和壓縮空氣系統需求的情況下,確定刪減多余空氣凈化處理設備的適當方案。
8.9.4 空氣凈化處理對壓力曲線的影響
評估現有空氣凈化處理設備及其對壓力曲線影響。識別消除壓力損失的機會。評估應包括分析隨著壓縮機供氣流量的變化對供應側空氣凈化處理設備的動態阻力反應及對壓力控制信號的影響。應評估氣體傳輸系統內空氣凈化處理設備的壓力損失。
如果發現在空氣輸送系統的壓縮空氣凈化處理設備的下游可能會引入不可接受的污染物,則應考慮是否能將空氣凈化設備安裝在更靠近終端設備的位置。
評估判斷用氣點對壓縮空氣后處理設備需求情況及壓縮空氣的合適純度等級。應分析后處理設備對動態壓力曲線的影響,并確定適當的規格,以保證可以滿足終端設備在最高流量下以合理的壓力損失運行。應識別出整個壓縮空氣系統及使用點的空氣純度修改方案(見表C.8)。
8.9.5 改進措施和節能量計算
應給出系統的整個壓縮空氣的凈化處理方案,其中包括優化壓縮空氣處理所采取的具體改進措施。
評估應包括:
a) 對供氣側的氣體處理建議;
b) 如有需要,分區進行不同的凈化處理;
c) 對空氣傳輸系統影響的處理;
d) 用氣點的空氣處理建議。
根據測量和評估過程中收集到的數據,計算現有的壓縮空氣后處理方法的能耗。根據建議的壓縮空氣(改進)處理方案的能耗,計算與現有方法相比的凈節能量。
8.10 降低系統工作壓力
評估應:
a) 制定系統操作的建議目標壓力;
b) 分析記錄的系統壓力曲線、與系統壓力曲線有關的所有改進措施(包括減少壓力變化、失壓事件、動態壓力不穩定、壓力損失和過多的終端動態壓力損失的影響),提出滿足適當的壓力曲線的具體建議;
c) 提出各種需求區域的需求側目標壓力和壓力變化允許范圍;
d) 對目標壓力降低后的系統運行進行評估,計算減小目標壓力的節能量。
8.11 平衡供需
8.11.1 概述
評估應:
a) 根據系統的動態特性,分析將壓縮空氣能量以足夠的傳輸能力從供氣端轉移到用戶端,并保持供需之間實時平衡的壓縮空氣系統控制方法;
b) 評估采用適當控制的主要和/或輔助存儲器來滿足峰值空氣需求,延緩或避免短期需求時的備用壓縮機啟動;
c) 分析壓縮空氣需求降低(包括消除不合理的空氣利用、泄漏和假性需求)的影響,以及推薦的壓縮空氣存儲對供氣峰值的影響;
d) 根據基準需求曲線,對實施改進措施后的建議需求曲線進行評估。
8.11.2 壓縮機控制方案
針對建議的需求曲線,分析優化的控制方案,并考慮:
a) 需求降低時,關閉不需要空氣壓縮機;
b) 使所有空氣壓縮機盡可能在其最大效率工況下運行(通常是全負荷設計點);
c) 采用不同規格的壓縮機及控制方式提供最有效的部分負荷氣量的壓縮機調整氣量;
d) 多臺壓縮機系統中,考慮采用自動控制以維持在需求曲線正常波動范圍內的供需平衡。
8.11.3 改進措施
評估應:
a) 識別必要的改進措施以貫徹建議的控制方案,計算預期節能量;
b) 確認在整個階段內按照運行時期分步貫徹改進措施;
c) 描述能有效滿足各種實施階段需求曲線的可能變化的控制方案的靈活性;
d) 需要給出合適的節點控制方案和在實施控制方案有具體變化時的應對預案。
8.12 維護保養時機
維護保養應按計劃予以實施,保養的時機和頻次應合理合適。應提供具體的改進措施并計算節能量。改進措施應促進系統性能的持續改進和效率的提升。評估應:
a) 提供對壓縮空氣系統所進行的維護保養以及維護保養對系統能效、性能和可靠性影響的評價;
b) 評價壓縮機吸氣過濾器和管道系統的維護保養情況以便評估其對系統能效、性能和可靠性的影響;
c) 調查冷凝液排放裝置的安裝和維護,以評價冷凝液排放裝置操作不當導致的壓縮空氣浪費以及能源浪費;
d) 識別改進性能和可靠性的可能性,評估其對總能耗的影響;
e) 注意壓縮機的頻繁冷卻對性能和可靠性的影響。因此,應對可能影響系統性能和可靠性的采暖、通風和空調(HVAC)等裝置的相互影響進評估。只有當在現場具體的維護保養作業會影響壓縮機冷卻時才需要進行本項活動。
8.13 熱回收的可能性
評估應:
a) 分析潛在的可能利用壓縮機回收熱量的年度運行曲線;
b) 評估根據適宜的傳熱系統設計方案可以回收的能量值;
c) 計算諸如風機、泵、熱泵等與傳熱系統有關的輔助裝置凈節能量。
9 評估結果的報告和文件
9.1 評估報告
評估報告應包括以下信息:
a) 綜合結論;
b) 工廠信息;
c) 評估目標和范圍;
d) 被評估系統的描述以及明顯的系統問題;
e) 評估數據收集及測量;
f) 數據分析:
1) 包括壓力、流量和功率的系統特性曲線;
2) 推薦壓力曲線;
3) 必要時,對主要終端使用進行審核并提出建議;
4) 如果存在的話,計算由泄漏、假性需求和使用不當導致的浪費;
g) 年度能耗基準;
h) 性能提升可能性及優先次序;
i) 改進措施的貫徹建議;
j) 節能機會;
k) 背景及支持信息的附件。
評估報告應明確計算方法并明確說明了假設的軟件模型。報告應以打印、電子文檔或任何其他合適的媒體形式給出。
9.2 保密性
報告是客戶的獨有財產。因而,評估人員以及報告收件人應尊重機密性并適當保密。報告的分發按照客戶的決定進行。
9.3 節約能源的可能性
報告應包括根據具體的場地的評價目標、操作評估計劃以及工作說明進行的測量結果。所有活動中有意義的測量或者觀察都應進行記錄。
報告應列出評估過程和數據分析過程中識別出的節能措施。應根據影響、重要性和可能性對節能機會進行排序。識別貫徹改進的策略。
9.4 第三方對數據的檢查
報告或隨報告交付的其他文件應包括從評估中得到的充分的原始數據,以便按照第8章進行的分析可以由第三方進行確認。文件應歸類有序,便于沒有參與評估工作的第三方證實者或者其他人員閱讀。
附 錄 A
(資料性附錄)
能源評估介紹
A.1 能源損失和碳排放
能源評估關注的是測量和改進,起始于對壓縮空氣系統的詳細調查,特別關注提高壓縮空氣的使用效率。從(壓縮空氣)使用點或工作點開始返回到壓縮機機房,這是一個合乎邏輯的調查途徑。
采用工業工程方法,其目的就是通過確定的解決方案,“關掉”冗余的空氣壓縮機驅動電機,在既降低系統壓縮空氣需求的同時,又維持了(正常的)生產要求。這在很大程度上減少了工廠的用電成本和碳排放。
考慮的關鍵是使用點的壓縮空氣使用、泄漏和操作壓力。
一旦壓力要求、實際空氣需求以及泄漏被鑒別和定量化,則降低工廠空氣消耗的最好能效解決方案就可被提出。減少泄漏非常重要。由于生產設備的復雜性泄漏不能完全消除,但是可以控制。
A.2 生命周期成本
空氣壓縮系統在所有的工業系統中不可或缺,估計將消耗5%~25%的工業電力供給。
(人們)對節能技術的興趣正在不斷增長,用戶不斷地對壓縮機廠家和相關設備制造廠提出要求,期望能開發出優化現有壓縮空氣系統和設計新的更高效壓縮空氣系統的技術和工具。
如今,投資受制于生命周期成本的分析,對于新建的壓縮空氣系統尤為如此。當把能效作為一個主要參數考慮于新系統設計時,在壓縮空氣系統的優化中就能實現有效的能源節約。
A.3 能源消耗降低
降低能耗通常是開展評估的原動力。然而,對壓縮空氣系統性能評估還有其他有益之處:
———改善工廠和工藝的生產效率;
———改善產品質量;
———改善設備可靠性;
———降低維護成本;
———降低廢品率和成本。
能源效率的提高也有益于改善環境。
A.4 評估和測量
評估需要考慮從產生到終端使用的壓縮空氣系統的所有單元,不僅能夠提供運行的當前狀態,還可提供對系統的建議和改進。無論結果顯示是要進行泄漏管理從而使能效提高,還是需要采用更為復雜的解決方案,如節能電機,可調速度控制系統,這些都需要成為整體方案的一部分。所用的各類數據則來源于對壓縮空氣系統關鍵區域的測量所得。
現今,可以采用多種方式來進行測量,這些測量會產生不同的結果。解釋這些結果對于壓縮空氣使用者來說并不容易,因此需要標準的測量方法。
A.5 報告和活動
報告是對消費者目前狀況進行的獨立的調查,會促進(系統的)改進。從壓縮空氣系統評估中獲得的非排他性的管理和技術活動列表能被用作節能優化的指標。
壓縮空氣系統具有極強的相互作用性,通常需要組合幾種不同的活動才能獲得成功的結果。
如果以協調的方式進行下述活動,列出的選項可以提供一個優化系統的解決方案并實現最大的節約。
管理活動：
———提高所有用戶合理使用壓縮空氣和控制空氣損耗的意識;
———制定并實施整個系統的維護保養計劃;
———安裝測量裝置并實施監控;
———使用在安裝、服務和系統升級方面經過培訓可以勝任的員工;
———開發并實施考慮生命周期成本的采購政策。
技術活動：
———發現泄漏進行報告并實施修復程序;
———非生產期間不對系統加壓;
———安裝合適的干燥器(冷凍式和吸附式);
———安裝壓縮機驅動和智能控制系統;
———實施降低壓縮空氣需求和優化生產工藝的各種措施;
———在合適的地方安裝熱量回收設施,可彌補現有的能量消耗;
———識別并排除不適當的壓縮空氣使用;
———改進管道配置并減少過多的壓降;
———降低/穩定操作壓力;
———增加額外的存儲設備(供氣端和使用點);
———選擇規格合適的壓縮機,改進供需平衡。
附 錄 B
(資料性附錄)
評估活動 概述
B.1 來自現場的信息
B.1.1 公司簡介
公司簡介(見7.3)的細節內容如表B.1所列。
B.1.2 公司運營的工業部門
工業部門(見7.2)的特征包含了由標準工業規范定義的產品類型信息。
B.1.3 壓縮空氣的應用
壓縮空氣的用途(見7.5)包括控制氣/儀表氣、氣動工具和工藝流程等。某些流程會在短時間內使用大量的空氣,而其他的則在較長的時間段內使用空氣。這些運行狀態應包含在內。
B.1.4 員工
在上一年度末財務報表中顯示的公司(或某個支撐評估的營業部門)雇員數量(見7.3)。
B.1.5 工作時間
工作時間(見7.2)如表B.2所示。
B.1.6 生產
生產信息(見7.2)如表B.3所示。
B.1.7 設備
應繪制評估設施的示意圖,以幫助理解所有連接的壓縮空氣相關設備之間的相互關系。
B.1.8 氣候環境
季節性氣候環境(見7.19)工況如表B.4所示。
B.1.9 能源成本
和評估有關的典型能源成本(見7.8)如表B.5所示。
B.1.10 維護
維護級別信息(見7.18)如表B.6所示。
B.1.11 評估信息
評估信息[見7.1d)]如表B.7所示。
B.1.12 利用率
系統或裝置在最大壓縮機流量下,或在負載層面下的利用率(見7.7)如表B.8所示。
附 錄 C
(資料性附錄)
評估活動 供氣
C.1 測試點
供氣端測試點(見6.3.2、6.4.2和6.5.2)應該包括表C.1所列之點并如圖C.1、圖C.2和圖C.3所示。
C.2 供氣側壓縮機信息
C.2.1 總體壓縮機資料
安裝在現場的各種壓縮機(見6.5.3)的相關信息如表C.2所示。
C.2.2 單臺壓縮機
單獨的壓縮機(見6.5.3.1)的相關信息如表C.3所示。
C.2.3 壓縮機總流量
由供氣端數據或實測數據所顯示的與壓縮機流量相關的信息如表C.4所示。
C.2.4 內燃機驅動壓縮機
內燃機驅動壓縮機信息顯示如表C.5所示。
C.2.5 后冷卻器
后冷卻器(見6.5.3.1)參數,包括運行介質類型,如表C.6所示。
C.2.6 儲氣罐
按規則,壓縮空氣存儲(見7.17)在儲氣罐內,其參數如表C.7所示。
C.3 空氣凈化處理
C.3.1 空氣凈化等級
空氣凈化等級由空氣凈化設備制造商標示,空氣凈化等級信息見表C.8。
C.3.2 空氣凈化設備
供氣端包含的空氣凈化設備,是評估必須考慮的設備,其參數參考表D.3所列信息。
附 錄 D
(資料性附錄)
評估活動 送氣
D.1 測試點
送氣系統的測點(見6.3.2、6.4.2和6.5.2)應該包含表D.1給出的內容。
壓力測試點應該包括配氣管道遠端的壓力點,并視情況而定,還包括與關鍵的終端用戶相連的設備壓力點。典型的壓縮空氣送氣系統如圖D.1所示。
D.2 送氣信息
D.2.1 管道系統
管道系統(見7.4)中有不同的布局和制造材料。用于管道系統評估的信息見表D.2。
D.2.2 儲氣罐
送氣系統包含的儲氣罐(見7.17),其用作評估的信息參考表C.7所列。
D.2.3 空氣凈化處理
D.2.3.1 凈化
送氣系統包含的凈化設備(見7.15),其用作評估的信息參考表C.8所列。
D.2.3.2 干燥器
大氣中存有的水分,可以用合適類型的干燥器加以除去,并達到不同的露點等級。
詳細信息見表D.3。
D.2.3.3 過濾
采用各種過濾方式,濾除包含在壓縮空氣系統內以固態、液態和氣態形式存在的污染物。
這些可能對能量平衡產生影響。如有要求,表D.4給出的信息可以包括在內。
D.2.3.4 冷凝液排放
可以采用手動或者自動裝置排出系統中各部件內的壓縮空氣冷凝液。這些排液裝置是壓縮空氣泄漏的主體。如有要求,表D.5給出的信息可以包括在內。
附 錄 E
(資料性附錄)
評估活動 用氣
E.1 測試點
用氣端的測試點(見6.3.2、6.4.2和6.5.2)應包括(但不限于)表E.1給出的測量點。典型的用氣端。如圖E.1所示。
E.2 用氣信息
E.2.1 壓縮空氣損耗
壓縮空氣損耗(見7.4)有不同的表現形式,典型的損耗類型見表E.2。
E.2.2 終端應用
終端應用的信息在評估中發揮重要作用,表E.3提供了典型的信息。
E.2.3 空氣凈化
E.2.3.1 用氣端的空氣凈化
空氣凈化設備(見7.15)包含在用氣端時,其供評估用的信息參見表D.3和表D.4。
E.2.3.2 空氣凈化設備
性能特征(如流量和壓降)會影響系統效率,相關數據見表E.4和D.2.3所示。
E.2.4 儲氣罐———輔助存儲
靠近用氣端的儲氣罐(見7.17.2),其供評估用的信息參見表C.7。
附 錄 F
(資料性附錄)
資質能力要求
F.1 評估者
從事壓縮空氣系統評估的人員應受過教育和培訓,具有相應的技能和經驗。
了解和熟悉性能測定流程及空氣的需求情況,會使用相關的國際標準和規程,以及能應用目前最先進的測量技術。至少應具有五年以上壓縮空氣系統規劃和設計方面的專業經驗,包括實際操作和理論知識。
F.2 能力的保持
評估者和那些助理人員應該通過定期的評估實踐和不斷的專業發展去保持、發展和促進他們的勝任能力。只有這樣,才能勝任對日益復雜的壓縮空氣工廠的評估和計算,從而提出改進或拓展能源利用的優化方案。
F.3 持續性專業發展
持續性專業發展與個人知識、技能及素質的保持和改進息息相關。這可以通過增加工作經驗、培訓、自學、接受輔導、參加會議或研討會以及其他相關活動來達到。評估者及助理人員應該證明他們持續性的專業發展。
持續性專業發展活動應該適應個人、組織、評估實踐和其他要求的變化需要。
F.4 資質
評估人員或助理人員應提供基于壓縮空氣技術方面的正規資格證和從事評估活動的履歷。建議最低的專業資質為:在壓縮空氣技術領域內工作且具有認證證書的技術或應用工程師。
來源：全國標準公共信息服務平臺
【壓縮機網】GB/T 38182-2019壓縮空氣 能效 評估
Compressed air—Energy efficiency—Assessment
目 錄
前言
1 范圍
2 規范性引用文件
3 術語和定義
4 角色和職責
5 評估方法
6 參數及測量
7 原始數據收集和評估
8 評估數據的分析
9 評估結果的報告和文件
附錄A (資料性附錄) 能源評估介紹
附件B(資料性附錄) 評估活動 概述
附錄C(資料性附錄) 評估活動 供氣
附錄D(資料性附錄) 評估活動 送氣
附錄E(資料性附錄) 評估活動 用氣
附錄F(資料性附錄) 資質能力要求
前 言
本標準按照GB/T1.1—2009給出的規則起草。
本標準使用重新起草法修改采用ISO11011:2013《壓縮空氣 能效 評估》。
本標準與ISO11011:2013的技術性差異及其原因如下；
● 重新編寫了范圍章的條文，按GB/T1.1的要求進行規范；
● 關于規范性引用文件，本標準做了具有技術性差異的調整，以適應我國的技術條件，調整的情況集中反映在第2章“規范性引用文件”中，具體調整如下：
● 用GB/T3853代替ISO1217(見第3章)；
● 用GB/T17446代替ISO5598(見第3章)；
● 增加了需要引用的國家標準GB/T13277.1(見8.9.2、表C.8)；
● 按GB/T1.1的規則應避免使用懸置段,刪除4.1和附錄B中的懸置段,調整8.2中的懸置段至8.1,并增加條款編號(見8.1.4)；
● 按GB/T1.1 的規則,對4.1 以下各條結構進行調整,調整后,本標準4.1.1~4.1.4 對應ISO11011:2013的4.1.1.1~4.1.1.4(見4.1)；
● 刪除了關于英制單位的使用說明,因我國現行標準通常不采用英制單位(見6.2.1)。為了便于使用,本標準還做了下列編輯性修改：
● 壓力單位用“MPa”代替“bar”；
● 刪除了ISO11011:2013的參考文獻。
本標準由中國機械工業聯合會提出。
本標準由全國壓縮機標準化技術委員會(SAC/TC145)歸口。
本標準起草單位：合肥通用機械研究院有限公司、合肥通用環境控制技術有限責任公司、上海英格索蘭壓縮機有限公司、沈陽鼓風機集團往復機有限公司、深圳市宏日嘉凈化設備科技有限公司、廣東葆德科技有限公司、廣州市漢粵凈化科技有限公司、合肥科邁捷智能傳感技術有限公司。
本標準主要起草人：張成彥、任芳、于洋、何明、孫軍軍、孟文惠、劉柏藩、劉慶衛、王合廣、顧宇、潘志旸、宋云、李梓斌、葉才亮、李澤敏、葉寒生。
壓縮空氣 能效 評估
警示：本標準的使用者注意與能源有關的判斷不應危及安全問題。
1 范圍
本標準規定了壓縮空氣系統評估(以下簡稱評估)的基本要求和內容,包括術語和定義、角色和職責、評估方法、參數及測量、原始數據的收集和評估、評估數據的分析、評估結果的報告和文件。
本標準的附錄A 給出了評估的基本說明，附錄B~附錄E中提供了各類數據收集的指示信息。
本標準適用于壓縮空氣系統的能效評估活動，包括：
● 分析評估數據；
● 記錄和報告評估結果；
● 確定估算的節能效果。
注:本標準評估考慮的是整個系統，即從輸入能量一直到使用這些能量完成所需工作為止。
壓縮空氣系統具體可分為三個功能子系統：
● 供氣:初始能量到壓縮空氣能量的轉換;
● 送氣:壓縮空氣能量從生成點到使用點的傳輸;
● 用氣:所有壓縮空氣的消耗,包括生產性的使用和各種形式的損耗。
2 規范性引用文件
下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。
GB/T3853 容積式壓縮機 驗收試驗(GB/T3853—2017，ISO1217：2009，MOD)
GB/T13277.1 壓縮空氣 第1部分：污染物凈化等級(GB/T13277.1—2008，ISO8573-1:2001，MOD)
GB/T17446 流體傳動系統及元件 詞匯(GB/T17446—2012，ISO5598:2008，IDT)
3 術語和定義
GB/T3853和GB/T17446界定的以及下列術語和定義適用于本文件。
3.1 一般定義
3.1.1空氣凈化處理 air treatment
所有分離雜質和凈化壓縮空氣的流程。
3.1.2假性需求 artificial demand
在一個未調節或調節不良的系統內，由于設備在超過實際需求的壓力下運轉，而造成系統多余的空氣消耗。
3.1.3評估組 assessment team
具有適當的職能和知識,履行評估角色和責任的工作組。
3.1.4基準 baseline
用于評估和比較能效測量結果的一組典型的工作周期、工況條件和性能參數(曲線)。
3.1.5壓縮空氣使用點 compressed air point of use
利用氣動能量進行物理作用或化學反應的部件。
3.1.6壓縮空氣系統 compressed air systems
由部件組集成的一個子系統群,包括空氣壓縮機、儲氣罐、凈化設備、控制裝置、管道系統、氣動工具、氣動的動力機械和使用壓縮空氣的工藝流程。
3.1.7壓縮空氣系統評估 compressed air system assessment
考察供氣到用氣范圍內所有組件和功能的活動,包括對壓縮空氣系統進行觀察、測量并為系統節能和性能優化改進提供證明。
3.1.8數據記錄 data logging
物理參數的測量:為了記錄多個參數,使用時間參數作為排列坐標,用表格形式記錄一個周期內的數值參數。
注:數據記錄的兩種類型是:
a) 動態記錄:記錄周期內出現的頻率足夠高的數據,可用于核查被測物理參數隨時間而變化的情況。
b) 趨勢分析:在一個長期的持續時間期間,為了研究自始至終測量的物理參數的規律和不規律特性的目的而進行的數據記錄。
3.1.9(用氣)需求 demand
所有壓縮空氣消耗的總量,包括生產性的使用量和各種形式損耗。
3.1.10失壓 drawdown
壓縮空氣系統中空氣需求量超過供給能力而引起的持續壓力降低。
3.1.11操作周期 operating period
典型的時間周期,期間分配大致相同的壓縮空氣能量和壓縮空氣需求量。
注:見3.1.15。
3.1.12現場檢查測量 spot check measurement
生成數值記錄的物理參數的測量,這種測量可在任意的時間間隔內或有限的小區段內進行。
3.1.13供氣 supply
初始能量到壓縮空氣能量的轉換。
3.1.14送氣 transmission
壓縮空氣能量從生成點到使用點的傳輸。
3.1.15(典型)的運轉周期 typical operating period
典型裝置有代表性的一個運轉時間段。
3.2 流量
3.2.1需求流量 demand flow rate
用氣端消耗的總空氣流量。
注:用氣端消耗包含生產的消耗、不恰當的使用、假性的需求以及需求端的浪費。要考慮隨系統壓力降低,供氣量會增加,或者輔助儲存系統的氣量會減少。還要考慮隨系統壓力升高而進入輔助儲存系統的壓縮空氣流量。
3.2.2流量動態應用 flow dynamic application
最高空氣流量和最小壓力同時出現的終端使用點。
3.2.3流量靜態應用 flow static application
最高空氣流量和最小壓力不同時出現的終端使用點。
3.2.4輸出流量 generation flow rate
在所有空氣凈化設備和供氣端的任何損耗之前,空氣壓縮機產生的壓縮空氣流量。
3.2.5最高流量 peak airflow
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3.2.6存儲流量 storage flow rate
壓力增大時進入存儲容器的氣體流量,或者當壓力減小時離開存儲容器的氣體流量。
注:空氣流可以是進入或離開系統的氣流,或者是進入或離開主輔存儲容器的氣流。
3.2.7供氣流量 supply flow rate
離開供氣端的凈氣體流量。
3.3 壓力
3.3.1壓縮機吸氣壓力 compressor inlet pressure
壓縮機標準吸氣位置的進氣壓力,該點隨壓縮機設計和類型而改變。
注:該點處于裸裝壓縮機的法蘭處或箱裝壓縮機外殼上環境空氣進氣點處。
3.3.2失壓壓力 drawdown pressure
特定的失壓事件發生期間,壓縮空氣系統壓力的總下降量。
3.3.3壓力損失 pressure loss
氣流通過空氣系統元件時,受其固有結構的阻礙,引起氣流的互相作用,從而造成壓縮空氣壓力的減小(這種壓力減小即為壓力損失)。
注:見3.3.8。
3.3.4壓力特征 pressure signature
與特定使用端或生產作業相關的某一重復事件的壓力曲線。
3.3.5最小系統壓力 minimum system pressure
系統可能達到的最小壓力,低于此壓力,將對(生產)流程產生不利影響。
3.3.6 工作壓力
3.3.6.1用戶工作壓力 user operating pressure
依據說明書規定,壓縮空氣使用設備進氣點的空氣壓力。
3.3.6.2系統工作壓力 system operating pressure
進入到壓縮空氣用戶網入口點的空氣壓力。
3.3.7壓力梯度 pressure gradient
壓力隨距離變化而發生的改變率。
注1:在流體力學中,流體管道中沿著長度和距離方向壓力的改變P ,用ΔP/Δd 表示。
注2:傳輸管道中氣流速度取決于壓力梯度和管道阻力的大小。
注3:沒有梯度,就沒有氣流。在壓縮空氣系統中,空氣從高壓區向低壓區流動。
3.3.8 壓力曲線
3.3.8.1周期壓力曲線 cyclic pressure profile
位于壓縮空氣系統的某一特定位置點上,在每日或其他定期的運行周期內,因多個終端用戶不同的空氣消耗組合而引起的壓力/時間變化函數。
3.3.8.2沿程壓力曲線 distance pressure profile
在一定的運轉周期內,沿著壓縮空氣傳輸裝置和分配系統(管線),因系統部件內在的壓力損耗而引起的壓力逐步下降變化的函數。
注:部件,如空氣凈化設施、配件、空氣傳輸管道、分流壓力輸出裝置等。
3.3.9 壓差
3.3.9.1有效壓差 available pressure differential
部件出入口之間的空氣壓力差,表征著變化的氣流阻力。
注1:有效的壓縮空氣能量可表述為對系統有用的壓力較高的上游空氣流。
注2:見3.3.3。
3.3.9.2存儲壓差 storage pressure differential
存儲容器內的壓力和與之相連的系統或區段內的目標壓力之間的差異。
3.3.10目標壓力 target pressure
持續穩定供給壓縮空氣系統或其中某一區段的壓縮空氣壓力。
注:見3.3.5。
3.4 存儲
3.4.1主存儲容器 primary storage
位于壓縮空氣系統供氣側的壓縮空氣存儲系統。
3.4.2輔存儲容器 secondary storage
用以消除主空氣傳輸管線上的超載負荷和過大的壓力損耗,安裝在終端用戶設備附近的輔助存儲
容器。這些用戶設備具有較多的非連續性空氣消耗和細長的傳輸管線。
3.5 容積
3.5.1有效容積 effective volume
單個存儲元件或者壓縮空氣系統某一部分的內容積,反映其存儲壓縮空氣能量的能力。
3.5.2幾何容積/機械容積 geometrical volume/mechanical volume
通過累加系統內觀測得到的所有幾何形狀容積而計算得到的容積。
3.5.3系統容積 system volume
壓縮空氣系統的內容積,反映其存儲壓縮空氣能量和承受空氣壓力波動的能力。
4 角色和職責
4.1 評估小組成員要求
4.1.1 資源配置
評估小組的資源配置包括：
a) 決定現場和非現場參與者的可用性；
b) 用于計劃和執行評估所必要的資金和資源配置；
c) 執行資源問題上的最終決策權；
d) 監督外部人員的參與,包括合同、行程安排、保密協議、工作說明以及其他的項目。
4.1.2 協調、后勤和聯絡
評估小組的協調、后勤和聯絡工作主要包括：
a) 在評估期間向工廠工作人員和其他人獲取必要的幫助；
b) 參與評估小組的組建,協調相關人員、系統和設備；
c) 組織和安排評估活動。
4.1.3 壓縮空氣系統的知識
評估小組成員應具備的壓縮空氣系統知識包括:
a) 有執行評估活動、數據分析和報告準備的背景、經驗及認可的能力;
b) 熟悉壓縮空氣系統的運行和維護;
c) 有應用評估系統方法的經驗。
4.1.4 能力
評估人員應有執行評估的必要知識和技能,并能提供正式的證明文件以滿足國家(對某些資質審核)的要求。
在沒有要求的情況下,執行評估的人員也需要提供對于壓縮空氣系統的熟悉與認識的證明(例如某些公認的資質證或學歷等)以及參與相關評估的經歷證明。更多信息參見附錄F。其他評估成員的信息如4.6所示。
4.2 現場管理支持
現場管理支持是評估成功的關鍵,應確?，F場管理對評估目標的理解和支持?，F場人員在必要的范圍內參與評估。為順利進行評估,現場管理的支持應滿足以下兩點:
a) 提供必要的資金、人員和資源來支持評估;
b) 使現場人員清楚評估的重要性。
4.3 聯絡
應建立用于評估的各聯絡線路并提供清晰的指導說明,以利于評估成員之間的交流,使必要的信息和數據得以實時溝通。這些數據包括管理性數據、物流信息以及運行和維護參數。
4.4 設備、資源和信息的獲取權限
壓縮空氣系統的評估應全面完整地實施,需對系統組件進行實地觀測和特定測量。因此,需要獲取以下的內容:
a) 進行評估需要的廠房面積和壓縮空氣系統的組件數據。
b) 工廠人員(工程、操作、維護等等),相關設備的供應商、承包商及其他信息。這些收集的信息與評估活動相關并可用于數據分析及評估報告的準備。
c) 其他可用于評估的信息,例如圖紙、手冊、測試報告、相關歷史賬單、電腦檢測和控制數據、電器設備面板、校準記錄等。
4.5 評估目標和范圍
總評估目標和范圍在初始階段就應在評估團隊內討論和確定下來。總的評估目標應該包括鑒別壓縮空氣系統有無提升性能的可能性。待評估的區域由評估范圍決定。
4.6 評估小組其他成員要求
評估考慮的是整個系統,即從輸入能量一直到使用這些能量完成所需工作為止。通過與設備人員的溝通,可以辨別出哪些制造設備或工藝流程使用了壓縮空氣。為了更詳盡地研究,則要求具有這些設備專業知識的人員參與進來。
4.7 目標檢查
在執行評估之前,為確保行動符合陳述的評估目標,需要再次檢查評估計劃。評估計劃需在關聯性、成本效率和得出理想結果的能力等方面進行審核。
5 評估方法
5.1 通則
系統評估包括收集分析系統設計、運行、能量輸入、能量使用和運行參數以及鑒別在系統優化方面提高能源績效的可能性。評估也可能包括一些附加信息,例如對提高資源利用率、降低單位生產成本、減少生命周期成本以及提升環?？冃У慕ㄗh。
評估時應采用以下的一種或幾種方法進行:
a) 觀察和調研;
b) 現場檢查測量;
c) 數據記錄(包括動態和趨勢)。
5.2 系統工程法
本標準將系統工程法應用于壓縮空氣系統的評估。要求如下:
a) 了解壓縮空氣的應用點,它對整個工廠的生產至關重要;
b) 修正目前性能差的或者是擾亂系統運行的設備;
c) 消除浪費、泄漏、假性的需求和使用不當;
d) 創造并維持供求間的能量平衡;
e) 優化壓縮空氣能量的存儲和空氣壓縮機的控制。
系統工程法在壓縮空氣系統評估上的運用注重的是整個系統的性能而不是單個組件的效率。
注:系統工程法注重在開發周期的早期定義用戶需求和所需的系統性能,記錄系統需求,并在考慮整個系統的情況下開始系統設計。
5.3 系統工程流程
系統工程法流程包括如下10個步驟:
a) 確認需要完成的事情;
b) 確認需要被評價的事物;
c) 建立組織機制,確定評估小組,獲得工廠背景信息;
d) 明確目前的系統;
e) 陳述現場規定的系統評估目標;
f) 設計系統評估(做什么、怎樣做、何時做);
g) 從相關性、完備性和成本效率幾個方面測試評估的設計;
h) 開始評估工作,收集事實和數據;
i) 分析數據、提出解決方法并預測成本和節約所得;
j) 撰寫報告,記錄發現和建議的結果。
注1:壓縮空氣系統工程法是一個反復的過程,包括需求定義,評估程序和結果評估。這是一個流動的過程,由此可能實現預定的目標,也可能會產生新的或修訂的結果。
注2:壓縮空氣系統有很多綜合因素。對系統中某一組件或子系統作出相關的決定時,很可能會影響到其他組件或子系統。在做出最終結論之前,宜提出備選的方案并予以分析。
5.4 系統評估流程
5.4.1 概述
評估應該記錄壓縮空氣使用中的各種的問題、關鍵生產功能和性能差的壓縮空氣系統。評估應確
定和量化能源浪費,壓縮空氣供給與需求的平衡,能源利用和總壓縮空氣需求。這些概述可以指導主體目標的選擇和初始數據的收集。
5.4.2 系統評估流程
系統評估流程如圖1所示。
6 參數及測量
6.1 通則
壓力、流量和功率是評估壓縮空氣系統能量平衡時的重要參數。此外,這些參數都受到安裝的控制系統的影響。
6.2 測量
6.2.1 單位
本標準應使用國際單位SI或國家規定的法定計量單位。評估報告中參數的單位應保持一致。
6.2.2 精度
為確保結果有效,應在規定的周期或在使用前對測量設備與能夠溯源到的國際或國家測量標準進行校準和檢定,不存在上述溯源標準時,應對校準或檢定的基準進行說明。包括永久安裝在內的所有用于測量的儀器應具有最近一次校準信息的記錄,報告中應給出所有設備的校準精度及校準細節。具體參數的測量精度可以根據該參數與評估結論的敏感程度以及6.3、6.4、6.5所陳述的精度而有所不同。
6.2.3 數據記錄間隔
數據記錄間隔是獲取壓縮空氣系統事件的動態特性所需的記錄數據之間的時間間隔。記錄動態特性時,數據記錄間隔應比被測量事件的持續時間至少小一個數量級。一般來說,動態事件持續時間很短。一天內平均空氣消耗量和變化不是一個動態事件。
注:舉例來說,如果要研究持續一秒的系統動態事件,數據記錄間隔就不能大于十分之一秒,也就是一秒鐘內至少記錄十個數據。
6.3 壓力
6.3.1 壓力曲線
壓力曲線是用于評估終端用戶在一段時間內的需求,確定壓力損失并有助于確定潛在的改進機會的重要工具。通過所收集的數據可以分析系統的瞬態和動態變化。
注:壓力曲線可以有多種表述形式,包括但不限于圖、表或文字。
6.3.2 壓力監測點
壓力監測點如表C.1、表D.1、表E.1所示,并在評估時記錄。系統中不是所有的點都是有效點,必要時要增加額外的監測點。因此,實際用到的監測點應按照評估計劃設置。
6.3.3 壓力類別
通常所討論的壓力是供氣壓力。其他壓力變化也應考慮在內。
功能系統的評價應考慮以下幾種壓力變化:
a) 最小系統壓力;
b) 實際工作壓力;
c) 目標壓力;
d) 壓力梯度;
e) 失壓壓力;
f) 壓力損失;
g) 有效壓差;
h) 存儲壓差;
i) 壓縮機吸氣壓力。
注:壓縮空氣系統中壓力被視為驅動終端設備的主要因素。
6.4 流量
6.4.1 流量曲線
流量曲線是用于評估終端用戶在一段時間內的需求、確定流動阻力并有助于確定潛在的改進機會的重要工具。通過所收集的數據可以分析系統的瞬態和動態變化。
注:流量曲線可以有多種表述形式,包括但不限于圖、表或文字。
6.4.2 流量監測點
流量監測點如表C.1、表D.1、表E.1所示,并在在評估時記錄。系統中不是所有的點都是有效點,必要時要增加額外的監測點。因此,實際用到的監測點應按照評估計劃設置。
6.4.3 流量類別
通常所討論的流量是供氣流量。其他的流量變化也應考慮在內。
功能系統的評價應考慮以下幾種流量變化:
a) 供氣流量;
b) 存儲流量(系統,主要的,或者輔助的);
c) 需求流量;
d) 峰值流量;
e) 動態流量;
f) 靜態流量;
g) 輸出流量。
注:壓縮空氣系統中空氣流量是維持終端設備最佳能力的主要因素。
6.5 功率
6.5.1 功率曲線
功率曲線是在輸入能量轉化成壓縮空氣有效能的過程中用于評估系統能量需求、辨識能量轉換以及確定系統優化設計機會的重要工具。通過所收集的數據可以分析系統的瞬態和動態變化。消耗功率是指壓縮機和輔助設備消耗的總功率或單個功率。
注:功率曲線可以有多種表述形式,包括但不限于圖、表或文字。
6.5.2 功率監測點
功率監測點如表C.1、表D.1、表E.1所示,并在評估時記錄。系統中不是所有的點都是有效點,必要時要增加額外的監測點。因此,實際用到的監測點應按照評估計劃設置。功率的測試點應全部用于產生或處理壓縮空氣的有效電力輸入。
注:在許多情況下,一個因素的重要性是由該因素的值是否大于某一給定因素值的10%來決定的。
6.5.3 功率類別
6.5.3.1 電力
可操作系統的評價應考慮以下幾種電力輸入:
a) 壓縮機(單機);
b) 壓縮機機組;
c) 壓縮機控制設備;
d) 空氣凈化設備;
e) 冷卻系統;
f) 電力驅動的冷凝液系統。
應明確功率的測量方法?？刹僮飨到y的評估也應考慮到間接影響壓縮空氣系統的效率的項目(如泵冷卻系統)。其中,若使用開路冷卻水系統,應測量并記錄排放至下水道的水流量。
注:電力是用來轉換到壓縮空氣的最主要能源。電力也是直接處理壓縮空氣或是間接處理壓縮空氣副產品(如熱量)設備的動力。
6.5.3.2 非電力能源
采用其他非電力形式的能源生產或處理壓縮空氣時應按照能量守恒原則計算功率。
7 原始數據收集和評估
7.1 通則
為滿足客戶的需求和系統評估的要求,應確定評估活動的程序。這個程序應規定評估時客觀證據的使用要求,確定評估活動項目,包括但不限于以下項目:
a) 原始數據收集;
b) 主要系統運行參數測量;
c) 設備人員訪談;
d) 審核以前的評估、審計、基準線或者標準(參見表B.7);
e) 識別已由客戶批準/啟動的系統項目;
f) 審查水電費和能源成本;
g) 審查控制系統;
h) 參數監測裝置;
i) 數據初評估。
7.2 工廠背景
記錄工廠的背景信息,包括目前生產水平、生產過程及產品的簡單描述(參見附錄B)。
7.3 工廠功能
描述工廠的位置、規模、周邊環境和壓縮空氣系統的功能(參見附錄B和表D.2)。
7.4 壓縮空氣系統確認
確認工廠的壓縮空氣系統,包括系統供氣側、傳送設備和用氣側特性(參見附錄B)。
7.5 終端用戶壓縮空氣需求清單
為了識別和優化節能機會,應根據按照7.2、7.3及7.4相關的調查得到的信息,編列終端用戶壓縮空氣需求(參見表E.3)。
7.6 熱量回收
找出把壓縮機的散熱轉移到現有加熱設備及在工藝過程中增強加熱需求的潛力。
評估諸如采暖、通風和空調(HVAC)裝置的性能和能耗影響。研究在降低能耗總量同時,提高性能和可靠性的機會。提出具體的改進措施,估算節能量。
7.7 數據記錄的基準期和持續時間
7.7.1 活動
確定基準是測量的第一個步驟。確定基準時需要在不同的工作條件下測量功率、壓力、流量和溫度,并估計泄漏量。
基準期應包括工廠的“典型運行”周期。典型的周期應包含工廠的計劃內外的變化。根據周工作天數、市場條件、原料的供給及其他因素,這種變化可以是季節性的。壓縮空氣系統能耗特性將隨時間和產量的變化而變化。根據一個具體時期的生產運行不同,工廠的壓縮空氣能耗基線在按生產產量的變化的圖中呈現出了不同的特點。
注:基線或基準的目的是確定壓縮空氣系統的性能水平和能源消耗并與工廠的生產產量關聯起來。由于改進是根據預期的改進記錄而進行的系統改進,可以通過將來的測量值與原來的基準對比來評價改進的成功與否(參見表B.7)。
7.7.2 時間周期
將類似的壓縮空氣能耗曲線(典型的時段)按照不同的“運行時間”分組。在確定基準測量的持續時間時,應對所有典型期間的運行進行測量。但某些特殊時期,如節假日,可能只是代表工廠壓縮空氣能量年運行的一小部分?？梢愿鶕v史運行信息確定一個典型期間的基準性能。規定的基準性能不應超過該廠基準年能耗量的10% 。
7.8 能耗
測量并記錄包含在該系統中每臺空氣壓縮機的功率消耗。測量并記錄空氣干燥器、換氣扇、冷卻泵等輔助設備的功率消耗。測量并記錄所有供氣端設備的能耗和成本(參見表B.5)。
使用如7.7所述的基準周期,按年度計算基準年能耗量和成本。核查驅動空氣壓縮機的主要能源成本。
7.9 壓縮空氣系統供氣效率
測量并記錄整個壓縮空氣系統的供氣效率,包括比功率、比能(單位產出消耗的功率和能量)。
7.10 系統容積
計算整個壓縮空氣的系統容積。有兩個方法確定系統的容積:機械容積和有效容積。系統的有效容積可以通過計算來確定。如果無法通過測試確定有效容積,則可以通過系統的機械容積進行估算。
注:系統容積是該系統的實際容積,該容積可能與計算出的機械容積不同。這種差異可能是由于腐蝕物積聚在管道中、實際管路尺寸與計算管路尺寸的不同以及儲氣罐中的水所占據的容積等造成。
7.11 壓力
7.11.1 壓力曲線
記錄系統壓力曲線。供氣端按照表C.1、送氣系統按照表D.1、用氣端按照表E.1所列的部分或全部測點測取壓力并獲取壓力曲線。
7.11.2 名義高壓需求
當識別出名義高壓需求時,需評估這些高壓需求時的性能。
7.12 流量
7.12.1 壓縮空氣流量曲線
測量記錄向系統供給壓縮空氣的量。
7.12.2 需求曲線
測量記錄動態需求,包括空氣流量以及現有壓縮空氣的有效存儲量。
7.13 特殊空氣需求
評估特殊空氣需求以及用氣效率較低的現有終端設備的使用情況。
7.14 壓縮空氣的浪費
7.14.1 概述
壓縮空氣浪費可以包括泄漏、不合理的終端使用及假性需求等幾個方面(參見表E.2)。
7.14.2 泄漏
檢查和記錄系統中實際出現的壓縮空氣泄漏,計算總泄漏。
7.14.3 不合理的終端使用
確認和記錄那些被認為不合理的終端使用過程。
注:當有更節能的措施可以證明壓縮空氣的使用不那么必要時,則這個過程就是不合理的。
7.14.4 假性需求
識別、測量并記錄需求側在用系統或部位壓力及目標壓力的假性需求。
7.15 空氣凈化處理
根據系統的壓力曲線、能量平衡和空氣凈化要求,評估空氣凈化處理。應識別一般用壓縮空氣系統的空氣凈化等級要求。此外,應識別出空氣純度要求更高的使用點(參見表C.8、表D.4、表E.4)。
注:壓縮空氣系統的處理設備可能放在供氣端、送氣系統或者在一個或多個空氣需求端。
7.16 壓縮機控制
評估在用壓縮機的控制策略和對現行需求曲線的響應。對于多臺壓縮機系統,分別評估所有壓縮機的控制方法。
7.17 存儲
7.17.1 主存儲
測量并記錄主存儲設備對壓縮空氣系統供氣側可用壓縮空氣進行有效維持及控制的能力。主存儲設備一般由存儲容積(儲氣罐)和適當的(壓力/流量)控制器組成,儲氣罐用來提供存儲壓差(即存儲壓力減去系統的目標壓力)。
7.17.2 輔助存儲
當安裝有輔助存儲部件時,也應對其進行測量和記錄,并識別它們(例如管道)的存儲作用。
7.18 維護
記錄維護保養活動,并注意這些活動是否是計劃保養程序的一部分(參見表B.6)。
7.19 吸氣環境工況
測量并記錄壓縮機所處位置的吸氣環境條件,特別注意:
● 溫度;
● 壓力;
● 濕度;
● 海拔(可行的話)。
上述參數會因為季節不同而有差異并且會對壓縮機的性能產生影響,因而需要考慮這些因素造成的結果(見表B.4)。
8 評估數據的分析
8.1 通則
8.1.1 使用評估過程中收集到的數據,獲得基準曲線和基準的年度數據預測。
8.1.2 需注意,對于特定的流程,在滿足要求的前提下應盡量使用較低廉的壓縮空氣。
8.1.3 評估應分析以下事件:
a) 分析壓縮空氣供給與需求的平衡,以確定改進和提高能源效率的可能性;
b) 分析系統壓力曲線,確定消除壓力損失的可能性;
c) 分析動態氣流的變化和對應的瞬態壓力,以評估其對用氣端性能的影響和危害;
d) 分析用氣設備以及通過降低潛在的系統壓力、消除壓縮空氣浪費、改進用氣設備性能等措施對比能改進的可能性;
e) 分析現行運行方式,確定能源效率補救措施、確定比能指標改進機會,對節能進行定量預測。
8.1.4 為獲得基準曲線,評估應:
a) 獲得系統功率曲線以及與之相關聯的空氣流量需求;
b) 通過分析能耗和總空氣需求來獲得基準性能;
c) 確定系統壓縮空氣供給效率的基準,分析基準性能趨勢,確定典型運行周期的特性曲線;
d) 根據獲得的各典型周期曲線對各種運行周期進行年度化數據預測(見8.2.6);
e) 預測基準年能耗和總空氣需求。
8.2 基準曲線
8.2.1 壓縮機控制優化
識別改進壓縮機控制的可能性,優化其對系統需求的反應,定量預測節能量。
8.2.2 功率與能耗曲線
研究空氣壓縮機功率對系統性能動態變化的響應。
評估應:
a) 通過對單臺壓縮機和多臺壓縮機的響應分析來識別控制缺陷;
b) 識別具有相似能耗曲線的工作日,并與工廠的功能信息關聯;
c) 獲取小時能耗和總空氣需求以建立運行曲線。
8.2.3 需求曲線
評估應:
a) 分析動態空氣需求以識別系統性能需求和對應的空氣壓縮機功率;
b) 識別需要詳細分析動態需求曲線的效率低下的操作階段;
c) 將一定時間的空氣流量測量和與其代表的需求趨勢結合,建立運行曲線;
d) 識別相近空氣需求的運行周期并與工廠功能信息關聯。
8.2.4 供氣效率
評估應:
a) 將測量的功率和能量數據與測量的空氣流量和總空氣需求數據結合,獲取基本壓縮空氣供氣
效率基準：
b) 獲取空氣需求趨勢與供氣效率的關系,識別需要進一步研究的供氣效率低下的階段;
c) 對系統運行進行分析,評價供求的動態平衡關系和相應的壓縮機控制系統。
注:這是整個系統的測試而不是單個組件的測試。
8.2.5 運行周期類型
評估應:
a) 將總的能量消耗和總的空氣消耗曲線與工廠功能信息結合起來,找出典型運行階段;
b) 對類似典型運行階段進行分組。
8.2.6 年度能耗量和壓縮空氣需求量
8.2.6.1 概述
根據工廠的能源成本來確定年度的壓縮空氣能源成本和單位壓縮空氣成本。任何適當的時間周期均可，只要所有時間段的總和相當于年運行時間總和。
8.2.6.2 工廠和運行曲線
評估應:
a) 獲得工廠的概況以獲得基準年的表現、總的能量使用和總的壓縮空氣需求;
b) 對每個識別的運行階段,根據一系列工廠運行階段曲線進行年度預測;
c) 根據每個典型運行階段曲線和工廠各個典型階段計算出的基準年總數據。
8.2.6.3 基準年度績效
為了計算基準年度績效,評估要獲得:
a) 各單獨運行階段;
b) 測量每個運行階段的能耗量;
c) 每個運行階段的壓縮空氣需求量;
d) 每個運行階段每年的運行天數;
e) 基準年績效對應的能耗;
f) 基準年績效對應的空氣需求量。
8.3 系統容積
評估整個壓縮空氣系統總容積的有效性。
注:系統容積是評估系統事件和對應的壓縮機控制的重要參數。隨著系統壓力的升高,壓縮空氣的能量進入存儲,隨著系統壓力的降低,能量從存儲中釋放出來。在計算系統空氣泄漏或有關的壓縮循環的次數時,會使用到系統容積的信息。
8.4 壓力曲線
8.4.1 概述
評估應:
a) 識別由消除壓力損失而帶來能耗減少和性能改進的可能性；
b) 進行分析以確定流量變化的影響及系統部件和管道阻力的反作用以及相應的動態壓力曲線；
c) 獲得壓力性能曲線,分析其對壓縮機控制、空氣供需平衡以及終端用戶需求的影響；
d) 根據所有改進措施的累計結果,推薦出改進后的系統壓力曲線。該曲線減輕以下的影響：
1) 壓力變化;
2) 失壓事件;
3) 動態壓力不穩定;
4) 壓力損失;
5) 過多的終端動態壓力損失。
e) 給出需求的目標壓力推薦值及不同需求側的壓力波動范圍;
f) 提供按照需求及需求曲線的正常波動范圍變化進行控制的策略。
8.4.2 影響壓力曲線的要素
推薦的壓力曲線應考慮從供氣到終端使用的所有壓力需求，包括:
a) 壓縮機壓力控制范圍，包括對多臺壓縮機控制策略的適應。
b) 在考慮最大空氣流量以及按要求定期更換濾芯的過濾器最大壓力降的情況下,空氣凈化設備壓力降。
c) 推薦的儲存容積下的主存儲壓差，可有效進行壓縮機控制的必要的壓縮空氣質量流量，備用壓縮機的許可啟動時間和啟動要求。
d) 最大空氣流量下，壓縮空氣傳輸到工廠的一個或多個區域的傳輸壓力損失。壓力損失應該包括管道壓力損失、凈化設備的壓降和傳輸系統中輔助存儲部件的壓差。
e) 考慮了用氣端流量靜態或動態特性的使用點壓力曲線。使用點壓力曲線應包括從設備連接點到使用點的凈化設備、管道和控制的壓力損失。如果建議使用輔助存儲，壓力曲線應當注明必的存儲壓差。
8.4.3 平均壓力和壓力波動
評估應:
a) 采用評估中搜集的數據,對系統壓力曲線進行分析;
b) 獲得與能量和總空氣需求曲線有關的系統平均壓力;
c) 調查動態壓力波動,并將其與流量的供需平衡進行關聯;
d) 識別需要進行深入研究的事件的特性,確定采用儲氣罐對供需平衡進行改進的可能性,計算改
進壓力曲線所帶來的節能效果。
8.4.4 最高流量對壓力曲線的影響
評估應:
a) 查找深層原因,識別壓力曲線與峰值流量的因果關系;
b) 研究儲氣和/或減少系統阻力的改進措施;
c) 識別預期的性能影響,計算由壓力曲線改進帶來的節能量。
注:最高流量以及失壓和(或)壓力不穩定的后果可能導致壓力曲線低于工廠的系統最低壓力要求。增加整個系統
的壓力,以彌補失壓和壓力不穩定可能是一個非常耗能的解決方案。
8.4.5 過度的壓力損失
評估應:
a) 獲取各種系統組件的壓力降并將其與動態壓力和需求曲線相關聯;
b) 將組件的壓力降與最低、平均和最高空氣需求相關聯;
c) 識別通過消除浪費、避免不恰當的使用或者采用可控的輔助存儲降低空氣流量峰值來減少流
量的改進措施;
d) 推薦滿足適當流量的系統組件規格,提出降低空氣流量的預算;
e) 識別具體的改進措施,評估考慮到整個壓縮空氣系統壓力曲線改進對性能的影響和節能效益。
8.4.6 壓力梯度過大
評估應:
a) 對管道壓力梯度進行分析,識別是否因氣流速率過大、傳輸距離過長或者是否存在限制性堵塞
點而造成的過度的壓力損失;
b) 識別氣體傳輸系統中存在的壓力損失過大的區段;
c) 如果發現存在壓力損失過大,需進行以下補充活動:
1) 評估受影響區段的空氣需求,以便識別通過消除浪費、避免不恰當的使用或者采用可控的
輔助存儲降低空氣流量峰值來減少流量的改進措施;
2) 根據減少通過受影響管道的空氣流量的預測,計算減少空氣流量后的壓力梯度;
3) 識別減少區段需求的具體改進措施,修改管路消除阻扼點,同時鑒別開展下述工作的可能
性:建立新的管道回路并使之連接到現有不正常流量的管道或完全重新設計新的管道;
4) 評估壓力曲線改進對性能的影響和節能效益。
8.5 非真實高壓需求
8.5.1 概述
應根據評估過程中收集的數據辨認出存在非真實高壓需求狀況的用氣設備,并予以驗證證實。
注:系統問題會影響終端空氣需求,從而造成非真實高壓需求。
8.5.2 給定/推薦終端壓力
評估應:
a) 根據實際需求指標,提出終端壓縮空氣需求的推薦運行數據;
b) 通過對常規的運行數據進行檢查,驗證與實際生產情況相關的所需壓力沒有被夸大;
c) 根據已經安裝的終端要求,驗證推薦的終端壓力。
8.5.3 動態流量/壓力關系
評估應:
a) 利用評估過程中獲得的高頻數據,分析終端用戶需求的動態指標。這包括對從設備的連接點
到實際終端使用設備的動態用戶的壓力曲線的調查;
b) 分析終端設備的靜態或動態特性;
c) 評估當前的終端設備的壓力曲線和動態壓力特征的恰當性。
8.5.4 供氣壓力的穩定性
評估應:
a) 確定設備連接點的輸送壓力的穩定性；
b) 排除上游壓力不穩定造成非真實高壓力需求的原因。
注:壓力不穩定可能由傳輸系統的動態性能或者是其他系統事件對設備連接壓力的影響造成的。
8.5.5 改進措施和節能計算
8.5.5.1 概述
評估應:
a) 明確高壓空氣需求,識別具體的改進措施;
b) 評估壓力曲線改進對性能指標的影響;
c) 評估壓力曲線改進后的節能量。
8.5.5.2 存在的壓力異常
如果系統或使用點壓力異常是造成非真實高壓需求的根本原因,應給出改進措施以消除問題的根源。
8.5.5.3 有效的高壓使用
評估應:
a) 識別終端應用是否是代表總空氣需求一部分的有效高壓需求,或者是否使得系統壓力過高,然后給出降低系統能耗的替代方法;
b) 分析改動終端設備使其在較低的空氣壓力下成功運行的可能性;
c) 分析改動終端使用設備是否可行或成本有效,否則識別出滿足空氣需求的替代方法。
8.6 需求曲線
8.6.1 概述
評估應:
a) 識別與壓縮空氣需求曲線有關的能量和性能改進;
b) 評估減少需求、改進供需平衡潛力和優化壓縮機根據正常需求變動進行相應控制的可能性;
c) 將氣體供應系統(產生和存儲)、氣體傳輸系統以及終端使用綜合起來進行分析,識別更好地控制和滿足系統需求曲線的可能性;
d) 識別在壓縮空氣需求管理中具體的改進措施并計算節能量。
8.6.2 平均空氣流量和空氣流量波動
識別評估過程中收集的數據、空氣需求曲線(包括與其對應的能源消耗曲線)和平均系統壓力。
評估應:
a) 識別氣量需求的高低時間段以及能夠維持系統最佳供需平衡的氣量;
b) 識別需要更多詳細分析的特殊運行階段;
c) 分析供求不平衡的階段,識別能維持供求平衡的改進措施;
d) 制定應對工廠壓縮空氣需求正常變化的措施;
e) 審核空氣流量變化、系統空氣需求的動態指標以及系統的動態壓力曲線;
f) 分析需求的事件及其響應,包括失壓速率和存儲部件的氣體流量;
g) 量化需求事件、總的空氣流量和持續時間;
h) 作為調查的結果,演示重復事件的特點,如果可能,將事件與相應的生產裝和/或活動相聯系。
8.6.3 輸送系統性能
評估應:
a) 研究在需求事件中的傳輸性能,并識別其對系統壓力曲線的影響;
b) 判斷壓縮機控制反應是否有效;
c) 分析需求事件在壓力信號的控制下如何反應并導致供氣響應的;
d) 分析需求事件是如何反映在終端設備的壓力上;
e) 確定壓力波動對終端需求有沒有不良影響。
8.6.4 改進措施和節能量計算
評估應:
a) 評估壓縮機控制、主/輔儲氣罐和流量壓力控制的改進方案,以更有效地應對空氣流量的變化;
b) 識別具體改進措施,計算預期節能量。
8.7 特定空氣需求
8.7.1 特定終端用戶的特點
評估應:
a) 判斷與特定終端使用相關的壓縮空氣系統性能是否被視為一個可以變化的過程;
b) 記錄空氣流量的動態性能和特性和/或特定終端使用設備的壓力;
c) 分析終端用戶數據和性能,比較正常運行階段與低效運行階段的特點;
d) 分析終端使用數據,計算終端壓力值和波動范圍和/或支持終端設備正常運行的空氣流量。
深入分析以識別影響特定壓縮空氣性能的原因。如果可能,分析同時還應考慮消除機械振動或者終端氣動裝置上的反作用力。
注1:在某些情況下,分析的結果可以排除與壓縮空氣性能有關的不利影響。
注2:確定需求的流量和壓力特性有助于對特定空氣需求的分析。
8.7.2 過程限制的分析
確定對壓縮空氣作為可變過程進行監視和控制的需求。如果需要,應制定對過程監視的適當方法、報警器和性能記錄方案。
8.7.3 改進措施和節能量計算
識別對特定空氣需求的具體改進措施和預期的節能量,如果需要,應識別落實過程監控所采取的措施。經濟分析應包括控制和監測的成本。凈節省應包括實施改進措施的產量影響和凈能量消耗改變。
注:特定空氣需求是那些有潛力改變產品質量、生產效率、廢品率、返工成本以及消費者滿意度的終端使用的壓縮空氣需要。特定空氣需求性能的改進與提高生產經營的所謂非能源效益本身就是密切相關的。當然,也存在與改進特定空氣需求性能的相關的能源效益。
8.8 壓縮空氣浪費
8.8.1 概述
采用從評估過程中得到的數據,識別各種設備的壓縮空氣浪費。識別消除浪費的具體改進措施,計算實行改進措施得到的節能量。
8.8.2 泄漏
評估目前系統的總泄漏量。觀察目前的管道鋪設和維護措施,它們與泄漏的漏點數量和泄漏規模有關。提出改進現行不當管道管路鋪設的建議。設立短期泄漏減少目標,找出達到目標的具體改進措施。根據短期泄漏減少目標,提供估算的節能量。
注:可以預期,與眾多的小泄漏相比,減少為數不多的大的泄漏,可以實現更好的減漏效果。不當的管路鋪設通常是產生眾多小泄漏的原因。
8.8.3 不當使用
使用評估得到的數據時,應識別不當使用并提出改進措施。計算改進措施的預期的能耗量,計算使用改進措施后總的凈能源節省量。即使壓縮空氣被認為是必需的,也可以考慮選擇更節能的壓縮空氣方案來替代。
8.8.4 假性需求
根據評估得到的需求側壓力數據以及由獲得的系統壓力推薦曲線確定的需求側目標壓力,計算潛在的假性需求減少量。
評估應包括:
a) 實現和維持系統(或每個需求部門)確立的需求側目標壓力所必需的具體改進措施的概要;
b) 實施上述措施預計的節能量。
8.9 優化空氣凈化處理
8.9.1 概述
考慮終端使用設備、當前壓縮空氣處理方法以及由評估得到的壓力露點數據,決定全系統的壓縮空氣處理策略。
識別優化空氣處理的具體改進措施所帶來的能量節省以及性能提升。相對于目前的運行方法,評估應給出改進運行方法后預估的節能量。
8.9.2 適當的空氣凈化等級
應考慮壓縮空氣的終端使用設備和它們各自的空氣凈化等級要求。當污染物對終端使用有影響時,應由具有該設備專業知識的評估小組成員確定壓縮空氣中允許的污染物等級。
如果壓縮空氣凈化等級規定過高,在去除污染物諸如顆粒、水分、總含油量和其他相關雜質過程中會導致壓降過大。應按照GB/T13277.1規定的凈化等級確定允許的污染物水平。
壓縮空氣凈化等級應按空氣凈化設備制造商的建議,而非根據實際測量的結果,除非明確要求將實測數據作為凈化等級。
8.9.3 多余的凈化處理設備
評估應:
a) 評價多余空氣凈化處理設備及終端設備的風險因素;
b) 在保證風險管理目標和壓縮空氣系統需求的情況下,確定刪減多余空氣凈化處理設備的適當方案。
8.9.4 空氣凈化處理對壓力曲線的影響
評估現有空氣凈化處理設備及其對壓力曲線影響。識別消除壓力損失的機會。評估應包括分析隨著壓縮機供氣流量的變化對供應側空氣凈化處理設備的動態阻力反應及對壓力控制信號的影響。應評估氣體傳輸系統內空氣凈化處理設備的壓力損失。
如果發現在空氣輸送系統的壓縮空氣凈化處理設備的下游可能會引入不可接受的污染物,則應考慮是否能將空氣凈化設備安裝在更靠近終端設備的位置。
評估判斷用氣點對壓縮空氣后處理設備需求情況及壓縮空氣的合適純度等級。應分析后處理設備對動態壓力曲線的影響,并確定適當的規格,以保證可以滿足終端設備在最高流量下以合理的壓力損失運行。應識別出整個壓縮空氣系統及使用點的空氣純度修改方案(見表C.8)。
8.9.5 改進措施和節能量計算
應給出系統的整個壓縮空氣的凈化處理方案,其中包括優化壓縮空氣處理所采取的具體改進措施。
評估應包括:
a) 對供氣側的氣體處理建議;
b) 如有需要,分區進行不同的凈化處理;
c) 對空氣傳輸系統影響的處理;
d) 用氣點的空氣處理建議。
根據測量和評估過程中收集到的數據,計算現有的壓縮空氣后處理方法的能耗。根據建議的壓縮空氣(改進)處理方案的能耗,計算與現有方法相比的凈節能量。
8.10 降低系統工作壓力
評估應:
a) 制定系統操作的建議目標壓力;
b) 分析記錄的系統壓力曲線、與系統壓力曲線有關的所有改進措施(包括減少壓力變化、失壓事件、動態壓力不穩定、壓力損失和過多的終端動態壓力損失的影響),提出滿足適當的壓力曲線的具體建議;
c) 提出各種需求區域的需求側目標壓力和壓力變化允許范圍;
d) 對目標壓力降低后的系統運行進行評估,計算減小目標壓力的節能量。
8.11 平衡供需
8.11.1 概述
評估應:
a) 根據系統的動態特性,分析將壓縮空氣能量以足夠的傳輸能力從供氣端轉移到用戶端,并保持供需之間實時平衡的壓縮空氣系統控制方法;
b) 評估采用適當控制的主要和/或輔助存儲器來滿足峰值空氣需求,延緩或避免短期需求時的備用壓縮機啟動;
c) 分析壓縮空氣需求降低(包括消除不合理的空氣利用、泄漏和假性需求)的影響,以及推薦的壓縮空氣存儲對供氣峰值的影響;
d) 根據基準需求曲線,對實施改進措施后的建議需求曲線進行評估。
8.11.2 壓縮機控制方案
針對建議的需求曲線,分析優化的控制方案,并考慮:
a) 需求降低時,關閉不需要空氣壓縮機;
b) 使所有空氣壓縮機盡可能在其最大效率工況下運行(通常是全負荷設計點);
c) 采用不同規格的壓縮機及控制方式提供最有效的部分負荷氣量的壓縮機調整氣量;
d) 多臺壓縮機系統中,考慮采用自動控制以維持在需求曲線正常波動范圍內的供需平衡。
8.11.3 改進措施
評估應:
a) 識別必要的改進措施以貫徹建議的控制方案,計算預期節能量;
b) 確認在整個階段內按照運行時期分步貫徹改進措施;
c) 描述能有效滿足各種實施階段需求曲線的可能變化的控制方案的靈活性;
d) 需要給出合適的節點控制方案和在實施控制方案有具體變化時的應對預案。
8.12 維護保養時機
維護保養應按計劃予以實施,保養的時機和頻次應合理合適。應提供具體的改進措施并計算節能量。改進措施應促進系統性能的持續改進和效率的提升。評估應:
a) 提供對壓縮空氣系統所進行的維護保養以及維護保養對系統能效、性能和可靠性影響的評價;
b) 評價壓縮機吸氣過濾器和管道系統的維護保養情況以便評估其對系統能效、性能和可靠性的影響;
c) 調查冷凝液排放裝置的安裝和維護,以評價冷凝液排放裝置操作不當導致的壓縮空氣浪費以及能源浪費;
d) 識別改進性能和可靠性的可能性,評估其對總能耗的影響;
e) 注意壓縮機的頻繁冷卻對性能和可靠性的影響。因此,應對可能影響系統性能和可靠性的采暖、通風和空調(HVAC)等裝置的相互影響進評估。只有當在現場具體的維護保養作業會影響壓縮機冷卻時才需要進行本項活動。
8.13 熱回收的可能性
評估應:
a) 分析潛在的可能利用壓縮機回收熱量的年度運行曲線;
b) 評估根據適宜的傳熱系統設計方案可以回收的能量值;
c) 計算諸如風機、泵、熱泵等與傳熱系統有關的輔助裝置凈節能量。
9 評估結果的報告和文件
9.1 評估報告
評估報告應包括以下信息:
a) 綜合結論;
b) 工廠信息;
c) 評估目標和范圍;
d) 被評估系統的描述以及明顯的系統問題;
e) 評估數據收集及測量;
f) 數據分析:
1) 包括壓力、流量和功率的系統特性曲線;
2) 推薦壓力曲線;
3) 必要時,對主要終端使用進行審核并提出建議;
4) 如果存在的話,計算由泄漏、假性需求和使用不當導致的浪費;
g) 年度能耗基準;
h) 性能提升可能性及優先次序;
i) 改進措施的貫徹建議;
j) 節能機會;
k) 背景及支持信息的附件。
評估報告應明確計算方法并明確說明了假設的軟件模型。報告應以打印、電子文檔或任何其他合適的媒體形式給出。
9.2 保密性
報告是客戶的獨有財產。因而,評估人員以及報告收件人應尊重機密性并適當保密。報告的分發按照客戶的決定進行。
9.3 節約能源的可能性
報告應包括根據具體的場地的評價目標、操作評估計劃以及工作說明進行的測量結果。所有活動中有意義的測量或者觀察都應進行記錄。
報告應列出評估過程和數據分析過程中識別出的節能措施。應根據影響、重要性和可能性對節能機會進行排序。識別貫徹改進的策略。
9.4 第三方對數據的檢查
報告或隨報告交付的其他文件應包括從評估中得到的充分的原始數據,以便按照第8章進行的分析可以由第三方進行確認。文件應歸類有序,便于沒有參與評估工作的第三方證實者或者其他人員閱讀。
附 錄 A
(資料性附錄)
能源評估介紹
A.1 能源損失和碳排放
能源評估關注的是測量和改進,起始于對壓縮空氣系統的詳細調查,特別關注提高壓縮空氣的使用效率。從(壓縮空氣)使用點或工作點開始返回到壓縮機機房,這是一個合乎邏輯的調查途徑。
采用工業工程方法,其目的就是通過確定的解決方案,“關掉”冗余的空氣壓縮機驅動電機,在既降低系統壓縮空氣需求的同時,又維持了(正常的)生產要求。這在很大程度上減少了工廠的用電成本和碳排放。
考慮的關鍵是使用點的壓縮空氣使用、泄漏和操作壓力。
一旦壓力要求、實際空氣需求以及泄漏被鑒別和定量化,則降低工廠空氣消耗的最好能效解決方案就可被提出。減少泄漏非常重要。由于生產設備的復雜性泄漏不能完全消除,但是可以控制。
A.2 生命周期成本
空氣壓縮系統在所有的工業系統中不可或缺,估計將消耗5%~25%的工業電力供給。
(人們)對節能技術的興趣正在不斷增長,用戶不斷地對壓縮機廠家和相關設備制造廠提出要求,期望能開發出優化現有壓縮空氣系統和設計新的更高效壓縮空氣系統的技術和工具。
如今,投資受制于生命周期成本的分析,對于新建的壓縮空氣系統尤為如此。當把能效作為一個主要參數考慮于新系統設計時,在壓縮空氣系統的優化中就能實現有效的能源節約。
A.3 能源消耗降低
降低能耗通常是開展評估的原動力。然而,對壓縮空氣系統性能評估還有其他有益之處:
———改善工廠和工藝的生產效率;
———改善產品質量;
———改善設備可靠性;
———降低維護成本;
———降低廢品率和成本。
能源效率的提高也有益于改善環境。
A.4 評估和測量
評估需要考慮從產生到終端使用的壓縮空氣系統的所有單元,不僅能夠提供運行的當前狀態,還可提供對系統的建議和改進。無論結果顯示是要進行泄漏管理從而使能效提高,還是需要采用更為復雜的解決方案,如節能電機,可調速度控制系統,這些都需要成為整體方案的一部分。所用的各類數據則來源于對壓縮空氣系統關鍵區域的測量所得。
現今,可以采用多種方式來進行測量,這些測量會產生不同的結果。解釋這些結果對于壓縮空氣使用者來說并不容易,因此需要標準的測量方法。
A.5 報告和活動
報告是對消費者目前狀況進行的獨立的調查,會促進(系統的)改進。從壓縮空氣系統評估中獲得的非排他性的管理和技術活動列表能被用作節能優化的指標。
壓縮空氣系統具有極強的相互作用性,通常需要組合幾種不同的活動才能獲得成功的結果。
如果以協調的方式進行下述活動,列出的選項可以提供一個優化系統的解決方案并實現最大的節約。
管理活動：
———提高所有用戶合理使用壓縮空氣和控制空氣損耗的意識;
———制定并實施整個系統的維護保養計劃;
———安裝測量裝置并實施監控;
———使用在安裝、服務和系統升級方面經過培訓可以勝任的員工;
———開發并實施考慮生命周期成本的采購政策。
技術活動：
———發現泄漏進行報告并實施修復程序;
———非生產期間不對系統加壓;
———安裝合適的干燥器(冷凍式和吸附式);
———安裝壓縮機驅動和智能控制系統;
———實施降低壓縮空氣需求和優化生產工藝的各種措施;
———在合適的地方安裝熱量回收設施,可彌補現有的能量消耗;
———識別并排除不適當的壓縮空氣使用;
———改進管道配置并減少過多的壓降;
———降低/穩定操作壓力;
———增加額外的存儲設備(供氣端和使用點);
———選擇規格合適的壓縮機,改進供需平衡。
附 錄 B
(資料性附錄)
評估活動 概述
B.1 來自現場的信息
B.1.1 公司簡介
公司簡介(見7.3)的細節內容如表B.1所列。
B.1.2 公司運營的工業部門
工業部門(見7.2)的特征包含了由標準工業規范定義的產品類型信息。
B.1.3 壓縮空氣的應用
壓縮空氣的用途(見7.5)包括控制氣/儀表氣、氣動工具和工藝流程等。某些流程會在短時間內使用大量的空氣,而其他的則在較長的時間段內使用空氣。這些運行狀態應包含在內。
B.1.4 員工
在上一年度末財務報表中顯示的公司(或某個支撐評估的營業部門)雇員數量(見7.3)。
B.1.5 工作時間
工作時間(見7.2)如表B.2所示。
B.1.6 生產
生產信息(見7.2)如表B.3所示。
B.1.7 設備
應繪制評估設施的示意圖,以幫助理解所有連接的壓縮空氣相關設備之間的相互關系。
B.1.8 氣候環境
季節性氣候環境(見7.19)工況如表B.4所示。
B.1.9 能源成本
和評估有關的典型能源成本(見7.8)如表B.5所示。
B.1.10 維護
維護級別信息(見7.18)如表B.6所示。
B.1.11 評估信息
評估信息[見7.1d)]如表B.7所示。
B.1.12 利用率
系統或裝置在最大壓縮機流量下,或在負載層面下的利用率(見7.7)如表B.8所示。
附 錄 C
(資料性附錄)
評估活動 供氣
C.1 測試點
供氣端測試點(見6.3.2、6.4.2和6.5.2)應該包括表C.1所列之點并如圖C.1、圖C.2和圖C.3所示。
C.2 供氣側壓縮機信息
C.2.1 總體壓縮機資料
安裝在現場的各種壓縮機(見6.5.3)的相關信息如表C.2所示。
C.2.2 單臺壓縮機
單獨的壓縮機(見6.5.3.1)的相關信息如表C.3所示。
C.2.3 壓縮機總流量
由供氣端數據或實測數據所顯示的與壓縮機流量相關的信息如表C.4所示。
C.2.4 內燃機驅動壓縮機
內燃機驅動壓縮機信息顯示如表C.5所示。
C.2.5 后冷卻器
后冷卻器(見6.5.3.1)參數,包括運行介質類型,如表C.6所示。
C.2.6 儲氣罐
按規則,壓縮空氣存儲(見7.17)在儲氣罐內,其參數如表C.7所示。
C.3 空氣凈化處理
C.3.1 空氣凈化等級
空氣凈化等級由空氣凈化設備制造商標示,空氣凈化等級信息見表C.8。
C.3.2 空氣凈化設備
供氣端包含的空氣凈化設備,是評估必須考慮的設備,其參數參考表D.3所列信息。
附 錄 D
(資料性附錄)
評估活動 送氣
D.1 測試點
送氣系統的測點(見6.3.2、6.4.2和6.5.2)應該包含表D.1給出的內容。
壓力測試點應該包括配氣管道遠端的壓力點,并視情況而定,還包括與關鍵的終端用戶相連的設備壓力點。典型的壓縮空氣送氣系統如圖D.1所示。
D.2 送氣信息
D.2.1 管道系統
管道系統(見7.4)中有不同的布局和制造材料。用于管道系統評估的信息見表D.2。
D.2.2 儲氣罐
送氣系統包含的儲氣罐(見7.17),其用作評估的信息參考表C.7所列。
D.2.3 空氣凈化處理
D.2.3.1 凈化
送氣系統包含的凈化設備(見7.15),其用作評估的信息參考表C.8所列。
D.2.3.2 干燥器
大氣中存有的水分,可以用合適類型的干燥器加以除去,并達到不同的露點等級。
詳細信息見表D.3。
D.2.3.3 過濾
采用各種過濾方式,濾除包含在壓縮空氣系統內以固態、液態和氣態形式存在的污染物。
這些可能對能量平衡產生影響。如有要求,表D.4給出的信息可以包括在內。
D.2.3.4 冷凝液排放
可以采用手動或者自動裝置排出系統中各部件內的壓縮空氣冷凝液。這些排液裝置是壓縮空氣泄漏的主體。如有要求,表D.5給出的信息可以包括在內。
附 錄 E
(資料性附錄)
評估活動 用氣
E.1 測試點
用氣端的測試點(見6.3.2、6.4.2和6.5.2)應包括(但不限于)表E.1給出的測量點。典型的用氣端。如圖E.1所示。
E.2 用氣信息
E.2.1 壓縮空氣損耗
壓縮空氣損耗(見7.4)有不同的表現形式,典型的損耗類型見表E.2。
E.2.2 終端應用
終端應用的信息在評估中發揮重要作用,表E.3提供了典型的信息。
E.2.3 空氣凈化
E.2.3.1 用氣端的空氣凈化
空氣凈化設備(見7.15)包含在用氣端時,其供評估用的信息參見表D.3和表D.4。
E.2.3.2 空氣凈化設備
性能特征(如流量和壓降)會影響系統效率,相關數據見表E.4和D.2.3所示。
E.2.4 儲氣罐———輔助存儲
靠近用氣端的儲氣罐(見7.17.2),其供評估用的信息參見表C.7。
附 錄 F
(資料性附錄)
資質能力要求
F.1 評估者
從事壓縮空氣系統評估的人員應受過教育和培訓,具有相應的技能和經驗。
了解和熟悉性能測定流程及空氣的需求情況,會使用相關的國際標準和規程,以及能應用目前最先進的測量技術。至少應具有五年以上壓縮空氣系統規劃和設計方面的專業經驗,包括實際操作和理論知識。
F.2 能力的保持
評估者和那些助理人員應該通過定期的評估實踐和不斷的專業發展去保持、發展和促進他們的勝任能力。只有這樣,才能勝任對日益復雜的壓縮空氣工廠的評估和計算,從而提出改進或拓展能源利用的優化方案。
F.3 持續性專業發展
持續性專業發展與個人知識、技能及素質的保持和改進息息相關。這可以通過增加工作經驗、培訓、自學、接受輔導、參加會議或研討會以及其他相關活動來達到。評估者及助理人員應該證明他們持續性的專業發展。
持續性專業發展活動應該適應個人、組織、評估實踐和其他要求的變化需要。
F.4 資質
評估人員或助理人員應提供基于壓縮空氣技術方面的正規資格證和從事評估活動的履歷。建議最低的專業資質為:在壓縮空氣技術領域內工作且具有認證證書的技術或應用工程師。
來源：全國標準公共信息服務平臺
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