做正确的采石移动电源的权衡

阿特拉斯•科普柯公司负责便携式空气营销的副总裁鲁道夫•莱姆伯格(Rodolfo Reimberg)评估了采石场运营商在投资电机驱动的移动压缩机和柴油发动机之间的选择
2021年1月29日4分钟阅读
由Rodolfo Reimburg
阿特拉斯科普柯的E-Air 250电动移动压缩机
阿特拉斯科普柯的E-Air 250电动移动压缩机

在一些采石和采矿地点,由于场地条件的特殊限制,必须使用柴油或电动压缩机。在没有电力可用的地方,柴油成为唯一的解决方案。在噪音或排放要求非常高的地方(例如在密闭空间),则必须使用电动压缩机。

所有其他情况都需要对与应用程序相关的权衡进行评估。需要考虑的因素包括立法趋势、总拥有成本(TCO)、安全、噪音和排放、户外条件的坚固性和便携性。在过去的几年里,电动压缩机已经发展到这样的程度,在大多数情况下,它们的效益往往超过柴油压缩机。

本文探讨了柴油压缩机和电动压缩机之间的权衡,并强调了电动压缩机可以帮助采石场运营商获得新的好处的领域。

Rodolfo Reimberg, Atlas Copco便携式空气营销副总裁
Rodolfo Reimberg, Atlas Copco便携式空气营销副总裁

任何新的柴油压缩机都必须符合现行的排放标准。在欧洲,这意味着V阶段,将于2019年和2021年生效,取决于发动机的尺寸。第五阶段的目标是减少二氧化碳和氮氧化物,并要求废气后处理以满足要求。

但监管机构不断提高排放标准。尽管第五阶段刚刚生效,但第六阶段已经在讨论中。随着制造商开发新技术以跟上不断变化的标准,新规定可能会推高柴油压缩机的成本。

电动压缩机零排放。他们消耗能源,因此,确实有助于碳足迹的一个网站。但它们的贡献低于现场的本地柴油发动机。

总拥有成本是一件设备从购买到作为二手物品转售的所有相关费用的总和。它包括资本成本,能源利用和维护。下面将分别讨论柴油和电力技术的比较。

在这个阶段,二手柴油压缩机的市场比电动压缩机更成熟。然而,随着电动汽车市场的增长,转售价值应该反映类似柴油车型的趋势。

由于不断提高的排放标准所要求的技术改进,柴油压缩机的成本正在增加。现在一台柴油压缩机的价格比五年前高出25%左右。与老型号相比,效率的提高可以抵消部分成本。

电动压缩机制造成本的变量较少。技术的发展是由性能驱动的,因为它们是零排放的。例如,阿特拉斯科普柯E-Air VSD系列具有独特的内部设计的永磁电机,以实现最佳性能和最小的粉尘进入。

然而,在选择采用哪种技术时,购买价格并不是主要考虑因素。新型便携式压缩机的购买价格不到总拥有成本的三分之一。能源消耗和维护等其他成本也发挥了重要作用。

便携式压缩机的主要运行成本是由于其能耗。柴油和电动车型之间的权衡取决于燃料成本和电力成本的差异,计算如下:

额定排量为250cfm(7立方米/分钟)的柴油压缩机每小时消耗13.2升燃料。假设平均燃料成本为每升1欧元,柴油压缩机的运行成本为每小时13.2欧元。另一方面,一台等同的电动压缩机接入电网,耗电量为38千瓦时。按欧洲平均电力成本0.25欧元/千瓦时计算,电动压缩机的运行成本为每小时9.50欧元。

电动压缩机解决方案似乎比柴油更便宜,但成本因地区而异。这些计算必须针对本地上下文进行更新。

压缩机效率直接影响能耗,进而影响运行成本。一台效率更高的压缩机在产生等量空气时消耗的能源更少。

柴油空压机采用通用柴油发动机。它们缺乏与压缩机特性相匹配的最佳性能驱动器的效率。然而,柴油发动机越大,运行效率就越高。因此,大型柴油空压机具有非常高的能源效率。

电动驱动的压缩机有专门为压缩机服务设计的电机。阿特拉斯·科普柯e-Air系列压缩机使用的永磁电机是市场上效率最高的电机类型。它们防止灰尘进入,并在广泛的操作范围内具有优异的性能。

值得注意的是,Tier 4柴油发动机代表了最新技术和最高水平的效率。较老的Tier 2和Tier 3发动机的效率不如较新的Tier 4发动机。因此,与Tier 4型号相比,电动压缩机在Tier 2或Tier 3型号上提供了更多的优势。

在维护方面,电动压缩机比柴油压缩机有很大的好处。电机没有可拆卸的发动机部件,所以唯一的维护任务是给轴承加润滑油。备件成本、维修工时和维修任务的便利性都有利于电机而不是柴油发动机。

与柴油相比,电动解决方案的简单性也影响了服务间隔的要求。柴油发动机需要每500小时维修一次,尽管新型号可以将这一间隔延长到1000小时或两年。电机可以在不同的服务之间运行1500小时甚至2000小时。一台柴油压缩机的维护成本平均为每小时1欧元,尽管随着新机器的出现,这些成本正在降低。

基于能源消耗和维护节约,电动空气压缩机的运行成本比柴油压缩机低50%。

经常被问到的一个问题是,电动空气压缩机是否能承受采石场或采矿应用中恶劣的室外条件。柴油压缩机在这些环境中有很长的使用记录。他们有安全帽罩,无溢出框架和c3认证的车身。但是电动压缩机没有那么多的户外使用历史。

电动压缩机具有与手提柴油压缩机相同的保护功能。电机和压缩机的所有部件都经过了极限耐力测试。永磁电机是为恶劣的工作环境设计的。它的盆式绕组和水冷式逆变器使灰尘远离敏感部件。阿特拉斯科普柯e-Air系列压缩机是ip66额定,运行环境温度高达500℃。

柴油压缩机在恶劣的室外条件下具有良好的运行历史,而电动压缩机在设计时也考虑到了这些条件。它们被认证满足要求,就像柴油压缩机一样。

E-Air 250电动机消除了与柴油发动机有关的一些重大安全隐患。他们不需要在现场储存大量可燃燃料。即使有最好的安全程序和文化,柴油的存在仍然构成火灾的风险。这种风险不仅与存储有关;它适用于将柴油运输到采石场,然后在现场安装压缩机。

柴油发动机产生热量。外露的发动机部件、排气管和消音器会对工人造成伤害。最佳实践和安全意识可以尽可能地减少伤害,但柴油发动机的性质意味着这些风险仍然存在。

电动马达消除了燃料及其相关风险。它们产生的热量不像柴油发动机那么多,因此对工人来说更安全。

电动空压机在噪音方面优于柴油机型。Tier 4柴油发动机符合最新的环保法规,但这仍未使其接近电动发动机的水平。电动空压机的噪音水平低至62分贝,相当于正常的谈话。它们没有噪音,适合在封闭区域或靠近公共空间的敏感区域使用。

符合V级标准确保现代柴油压缩机具有令人印象深刻的排放性能。然而,电动压缩机是零排放的。来自电网的电能仍然对项目的碳足迹有贡献。然而,这一碳足迹仍然低于现场一台柴油驱动压缩机的排放量。

在便携性方面的一个主要考虑因素是在没有特殊许可证的情况下牵引压缩机的能力。在欧洲,标准许可证的截止重量限制是750公斤。满足这些要求的柴油压缩机可以提供高达5m³/min的FAD,但电动压缩机可以达到高达7 m3/min。这意味着你可以使用电动压缩机为更大范围的应用服务,而不需要特殊的牵引许可证。

柴油压缩机的优点是在现场操作更迅速,因为它们没有电缆。然而,电动车型往往更轻,更小,在相同的空气容量,使他们很容易移动。

在电动和柴油便携式空压机之间的选择需要考虑各自的优缺点。TCO等因素在最终决定中起着重要作用,但安全、噪音和排放也很重要。

柴油发动机技术的进步大大提高了效率和排放。这些进步大部分是由立法的变化推动的,比如欧洲在2019年和2020年引入的第五阶段排放要求。法规将继续改变,柴油技术将继续改进。然而,由于电动压缩机的零排放,它们已经符合未来的立法。

有些应用只允许使用一种类型的压缩机。例如,偏远的采石场没有电,只能由柴油驱动的压缩机提供服务。另一方面,只有电动压缩机才能服务于低噪声和排放环境。

然而,在压缩机技术的选择上,电动压缩机的优势往往超过柴油压缩机的优势。

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