愛社科技：輪胎行業(yè)壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能案例

北京愛社時代科技發(fā)展有限公司

18世紀(jì)，英國發(fā)起了第一次工業(yè)革命，這不僅是技術(shù)發(fā)展史上的一次巨大革命，更引領(lǐng)了一次社會變革，它使工業(yè)資產(chǎn)階級和工業(yè)無產(chǎn)階級形成和壯大起來，也開創(chuàng)了以機(jī)器代替手工工具的時代。第一次工業(yè)革命令英國，甚至整個歐洲都引以為豪，但是，蒸汽機(jī)的使用與大量機(jī)器的運轉(zhuǎn)也使英國這個世界工廠飽受環(huán)境污染的困擾，其首都倫敦在使用煤作為家居燃料的同時，產(chǎn)生大量煙霧，也由此得名“霧都”。

19世紀(jì)70年代，第二次工業(yè)革命來臨，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，各種新技術(shù)、新發(fā)明層出不窮，并被迅速應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，大大促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。當(dāng)時，科學(xué)技術(shù)的突出發(fā)展主要表現(xiàn)在三個方面，即電力的廣泛應(yīng)用、內(nèi)燃機(jī)和新交通工具的創(chuàng)制、新通訊手段的發(fā)明。從蒸汽時代到電氣時代，科技的迅猛發(fā)展也讓人類片面地將自然當(dāng)作征服對象，這也帶來了嚴(yán)重的負(fù)面影響。全球性的環(huán)境污染與生態(tài)危機(jī)，對人類生存產(chǎn)生了直接威脅。

由美國發(fā)起的第三次科技革命一直影響至今，它是人類繼蒸汽技術(shù)革命和電力技術(shù)革命之后科技領(lǐng)域里的又一次重大飛躍。它以原子能、電子計算機(jī)、空間技術(shù)和生物工程的發(fā)明和應(yīng)用為主要標(biāo)志，涉及信息技術(shù)、新能源技術(shù)、新材料技術(shù)、生物技術(shù)、空間技術(shù)和海洋技術(shù)等諸多領(lǐng)域的一場信息控制技術(shù)革命。但當(dāng)人類社會的物質(zhì)文明與精神文明被推到一個前所未有的新高度時，生態(tài)環(huán)境惡化、自然資源和能源過度消耗以及核災(zāi)難的威脅，這些問題的惡性發(fā)展使人類的處境受到越來越嚴(yán)重的困擾，環(huán)境問題開始受到全球的關(guān)注。

2012年，由美國著名經(jīng)濟(jì)學(xué)家杰里米?里夫金所著的《第三次工業(yè)革命：新經(jīng)濟(jì)模式如何改變世界》引來全球工業(yè)界的大探討。該書中設(shè)想了這樣的未來：數(shù)億計的人們將在自己家里、辦公室里、工廠里生產(chǎn)出自己的綠色能源，并在“能源互聯(lián)網(wǎng)”上與大家分享。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和可再生能源將結(jié)合起來，為第三次工業(yè)革命創(chuàng)造強(qiáng)大的新基礎(chǔ)設(shè)施。人類即將步入一個“后碳”時代。能否實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，能否避免災(zāi)難性的氣候變化，第三次工業(yè)革命將是未來的希望。

從第一次工業(yè)革命到第三次工業(yè)革命，從“霧都”到“環(huán)北京霧霾圈”，節(jié)能減排已經(jīng)成為工業(yè)發(fā)展中必談的話題。盡管中國的工業(yè)產(chǎn)業(yè)比起幾個發(fā)達(dá)國家而言起步較晚，但過去幾年的超快速發(fā)展也沒有令中國擺脫先破壞后治理的厄運。

2013年8月，國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于加快發(fā)展節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的意見》（以下簡稱《意見》），《意見》中強(qiáng)調(diào)：資源環(huán)境制約是當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展面臨的突出矛盾。解決節(jié)能環(huán)保問題，是擴(kuò)內(nèi)需、穩(wěn)增長、調(diào)結(jié)構(gòu)，打造中國經(jīng)濟(jì)升級版的一項重要而緊迫的任務(wù)。加快發(fā)展節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)，對拉動投資和消費，形成新的經(jīng)濟(jì)增長點，推動產(chǎn)業(yè)升級和發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，促進(jìn)節(jié)能減排和民生改善，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和確保2020年全面建成小康社會，具有十分重要的意義。

《意見》中明確提出，要加快節(jié)能技術(shù)裝備升級換代，推動重點領(lǐng)域節(jié)能增效；提升環(huán)保技術(shù)裝備水平，治理突出環(huán)境問題；發(fā)展資源循環(huán)利用技術(shù)裝備，提高資源產(chǎn)出率；創(chuàng)新發(fā)展模式，壯大節(jié)能環(huán)保服務(wù)業(yè)。最終要實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值年均增速在15%以上，到2015年，總產(chǎn)值達(dá)到4.5萬億元，成為國民經(jīng)濟(jì)新的支柱產(chǎn)業(yè)。終端用能產(chǎn)品能效水平提高15%以上，高效節(jié)能產(chǎn)品市場占有率提高到50%以上，有力支撐傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造升級和經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式加快轉(zhuǎn)變。

對于產(chǎn)品方面，《意見》中也表明要達(dá)到國產(chǎn)設(shè)備和產(chǎn)品基本滿足市場需求的目標(biāo)。通過引進(jìn)消化吸收和再創(chuàng)新，努力提高產(chǎn)品技術(shù)水平，促進(jìn)我國節(jié)能環(huán)保關(guān)鍵材料以及重要設(shè)備和產(chǎn)品在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)、居民生活各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，為實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保目標(biāo)提供有力的技術(shù)保障。

此次《意見》的提出為節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展指明了方向，在大力提高技術(shù)裝備、產(chǎn)品、服務(wù)水平，促進(jìn)節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，釋放市場潛在需求的同時，自動化是必不可少的技術(shù)力量。

談到節(jié)能減排，就不得不提北京愛社時代科技發(fā)展有限公司（以下簡稱愛社科技），這是一家專業(yè)提供制造企業(yè)工藝及設(shè)備中廣泛使用的壓縮空氣等工業(yè)流體介質(zhì)的相關(guān)節(jié)能解決方案及其立項實施，同時為企業(yè)提供高科技節(jié)能系列產(chǎn)品。不同于以往的僅在氣動方面進(jìn)行改良，愛社科技采用全新的信息化、自動化和智能化的三化管理方式?？蓪崟r監(jiān)測壓縮空氣系統(tǒng)的運行狀況，包括流量、壓力、露點等數(shù)據(jù)。自動生成運行記錄表，分布式監(jiān)測壓縮空氣系統(tǒng)。導(dǎo)入壓縮機(jī)群專家控制系統(tǒng)后，可以實現(xiàn)壓縮空氣系統(tǒng)的自動化運行和空壓機(jī)的自動開關(guān)機(jī)、順序啟動、維護(hù)保養(yǎng)信息自動提示等功能。

輪胎行業(yè)是近幾年很多自動化廠商都非常關(guān)注的行業(yè)。我國的輪胎工業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展已經(jīng)形成了比較完整的工業(yè)體系，“十一五”末汽車輪胎年產(chǎn)量已超過3億條，成為僅次于美國的第二輪胎生產(chǎn)大國，而安全、節(jié)能、環(huán)保也成為了輪胎工業(yè)發(fā)展的主旋律。因此，我國的輪胎企業(yè)更要加大科技投入，不斷更新輪胎制造技術(shù)，實現(xiàn)設(shè)備的節(jié)能升級改造。以下就是愛社科技為中國某大型輪胎企業(yè)壓縮空氣系統(tǒng)的節(jié)能案例。

項目情況介紹

某輪胎企業(yè)是中國大型輪胎生產(chǎn)商，位列中國輪胎企業(yè)前10名。每年產(chǎn)輪胎3000萬套、上千個規(guī)格汽車輪胎的生產(chǎn)能力，其中包括年產(chǎn)910萬套全鋼子午線輪胎、1800萬套轎車子午線輪胎和400萬套斜交輪胎。

愛社科技已為該企業(yè)實施壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能，該節(jié)能項目目前運行良好，節(jié)能率為24.5%，節(jié)能改造后減少用電量956萬度，每年節(jié)省電費398萬元，折合標(biāo)煤 2048噸。

節(jié)能改造內(nèi)容

（1）空壓站節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)

對空壓機(jī)進(jìn)行集中控制，并根據(jù)歷史運行數(shù)據(jù)進(jìn)行用氣預(yù)測，利用智能算法最優(yōu)化空壓機(jī)群運行，減少空載時間，解決持續(xù)高壓不卸載等問題，實現(xiàn)對各用氣車間進(jìn)行按需供氣來減少空壓站房耗電。

（2）管網(wǎng)優(yōu)化

將用氣車間分為兩類：一類高壓供氣，另一類低壓供氣。實施分壓供氣。

（3）末端改造

對末端用氣點進(jìn)行節(jié)能改造。

（4）氣力輸送改造

對其炭黑輸送系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，降低其使用壓力。

（5）查漏堵漏

對成型、硫化等設(shè)備進(jìn)行查漏堵漏。

節(jié)能原理

導(dǎo)入先進(jìn)的工業(yè)現(xiàn)場實時耗氣量的預(yù)測算法，優(yōu)化調(diào)度空壓機(jī)群各空壓機(jī)的運行，使空壓機(jī)群的產(chǎn)氣量匹配工業(yè)現(xiàn)場的耗氣量，從而達(dá)到提高空壓機(jī)群運行效率、降低空壓機(jī)群運行能耗的目的。

現(xiàn)場應(yīng)用圖

搭建空壓站信息化管理平臺，將壓縮空氣系統(tǒng)氣源裝置及相關(guān)輔助設(shè)備等運行狀況進(jìn)行實時監(jiān)測和分析，使其能高效率運行，從而提高空壓機(jī)及相關(guān)輔助設(shè)備等的運行效率，實現(xiàn)了工業(yè)現(xiàn)場壓縮空氣系統(tǒng)的節(jié)能化運行，同時也提高了空壓站的管理水平。

針對末端用氣設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化處理，開發(fā)出專用的專用節(jié)氣設(shè)備，同時改造氣力輸送裝置的供氣控制，實現(xiàn)按需供氣，尤其減少末端設(shè)備的用氣量。

技術(shù)創(chuàng)新點

（1）空壓機(jī)節(jié)能系統(tǒng)自學(xué)習(xí)控制技術(shù)，采用SVM智能算法根據(jù)實際工況，學(xué)習(xí)現(xiàn)場用氣曲線，預(yù)測流量需求，在壓力變化前自動調(diào)整空壓機(jī)運行，可以響應(yīng)現(xiàn)場用氣量的階段性變化，能夠?qū)K端設(shè)備的需求量變化進(jìn)行實時補(bǔ)償?？諌簷C(jī)組的智能控制需要實現(xiàn)空壓機(jī)組的臺數(shù)控制、定壓控制、預(yù)測控制和學(xué)習(xí)控制四類控制。四類控制相互關(guān)聯(lián)而不獨立，又各有側(cè)重點，需要單獨進(jìn)行深入研究其理論基礎(chǔ)和實現(xiàn)手段，最后將這些智能控制技術(shù)集成到系統(tǒng)上。

（2）末端用氣管理，根據(jù)末端用氣特點，優(yōu)化車間管網(wǎng)，提高末端用氣效率。優(yōu)化末端設(shè)備的供氣回路，保證用氣設(shè)備壓力平穩(wěn)。改造氣力輸送裝置的供氣控制，實現(xiàn)按需供氣。不合理用氣部分的節(jié)能優(yōu)化通過對部分高壓點合理增壓，使整個供氣壓力降低，減少末端壓力的假性需。

項目實施意義

本項目實施年節(jié)省電量569萬度，年節(jié)約電費398萬元，折合節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤2048噸，減少二氧化碳排放5366噸。輪胎行業(yè)世界范圍來看都是夕陽產(chǎn)業(yè)，其企業(yè)規(guī)模普遍較大，利潤空間比較透明，利潤水平很低，除了不斷擴(kuò)大規(guī)模維持運營發(fā)展，節(jié)能降耗已經(jīng)成為行業(yè)必須面對的選擇，壓縮空氣系統(tǒng)的能耗約占行業(yè)總耗電量的11%～15%，截止2012年3月末，我國規(guī)模以上輪胎工業(yè)企業(yè)達(dá)521家，全年輪胎產(chǎn)量約為5億條，壓縮空氣系統(tǒng)用電量約為6億度，據(jù)大量的實踐驗證，其行業(yè)的普遍節(jié)能率可以達(dá)到20%以上，實施該項目預(yù)計節(jié)點空間超過1億度，節(jié)能標(biāo)煤3.58萬噸，節(jié)能收益近7000萬元。