淺談工廠壓縮空氣系統(tǒng)的節(jié)能管理方法

摘要：為降低壓縮空氣系統(tǒng)的運(yùn)行能耗，促進(jìn)節(jié)能環(huán)保，對(duì)亞太輕合金（南通）科技有限公司的壓縮空氣供應(yīng)系統(tǒng)現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀及供需側(cè)特點(diǎn)，查明了影響供氣系統(tǒng)能耗的幾大因素。在不增加投資、不改變現(xiàn)有機(jī)組和管路結(jié)構(gòu)的情況下，提出了管理型節(jié)能運(yùn)行方案，方案實(shí)施后能夠滿足用戶用氣量需求，提高供氣品質(zhì)，降低能源消耗，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：螺桿空壓機(jī);節(jié)能管理;創(chuàng)新;壓縮空氣

1 現(xiàn)狀分析

壓縮空氣是我公司重要的動(dòng)力源之一。我公司一期壓縮空氣耗電量約1 000萬(wàn)kWh/a，在單位產(chǎn)品能耗中占據(jù)重要比例，供氣系統(tǒng)由10臺(tái)阿特拉斯牌GA110 kW螺桿式工頻空氣壓縮機(jī)（以下簡(jiǎn)稱GA110空壓機(jī)）組成，并輔助配置冷凍式干燥機(jī)8臺(tái)、吸附式干燥機(jī)1臺(tái)、儲(chǔ)氣罐若干，總裝機(jī)功率1 200 kW，平均供氣壓力0.68 MPa，管路圍繞廠房四周形成環(huán)網(wǎng)，通過(guò)支路在廠房主跨柱向各末端設(shè)備恒壓供氣。壓縮空氣用戶包括：一期熔煉車間、擠壓車間、盤拉車間、精切車間、模具車間等。供氣壓力0.6～0.7 MPa。

2 數(shù)據(jù)搜集

根據(jù)各用戶車間用氣特點(diǎn)開(kāi)展如下調(diào)查：

2.1? ? 供氣設(shè)備布局

主供氣點(diǎn)布局在一期空壓站，由4臺(tái)GA110空壓機(jī)、4臺(tái)冷凍式干燥機(jī)、3臺(tái)4 m3儲(chǔ)氣罐構(gòu)成，通過(guò)集氣包向主網(wǎng)供氣。另外，在精切車間設(shè)置2臺(tái)GA110空壓機(jī)同時(shí)向主網(wǎng)、精切車間、制氮機(jī)供氣，盤管車間設(shè)置1臺(tái)GA110空壓機(jī)向主管供氣，盤拉在線退火車間設(shè)置1臺(tái)GA110空壓機(jī)向主網(wǎng)供氣，橢圓管車間設(shè)置1臺(tái)GA110空壓機(jī)向主網(wǎng)供氣，模具車間設(shè)置1臺(tái)GA110空壓機(jī)向主網(wǎng)、模具車間供氣。供氣設(shè)備布局合理，主網(wǎng)壓力穩(wěn)定，無(wú)明顯壓差。

2.2? ? 空壓機(jī)設(shè)備參數(shù)

筆者調(diào)查了#1～#10空壓機(jī)運(yùn)行參數(shù)表，設(shè)置壓力0.72～0.8 MPa，壓力帶寬0.02～0.1 MPa，運(yùn)行參數(shù)設(shè)置系統(tǒng)優(yōu)化，冷卻系統(tǒng)工作狀態(tài)良好，冷卻器冷卻效果參差不齊，進(jìn)（排）氣溫度隨環(huán)境不同而各有差異，油溫油壓正常，管道過(guò)濾器壓差及過(guò)濾器狀態(tài)整體不良需更換。

2.3? ? 空壓機(jī)產(chǎn)氣量調(diào)查

筆者使用空壓機(jī)能效監(jiān)測(cè)儀測(cè)量了10臺(tái)空壓機(jī)的實(shí)際產(chǎn)氣量，發(fā)現(xiàn)8臺(tái)產(chǎn)氣正常，2臺(tái)空壓機(jī)產(chǎn)氣量下降嚴(yán)重，如表1所示，產(chǎn)氣不足的原因是機(jī)頭磨損，影響系統(tǒng)能耗。

2.4? ? 空壓機(jī)耗電量調(diào)查

通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在10臺(tái)空壓機(jī)中，有計(jì)量電表的8臺(tái)，無(wú)計(jì)量電表的2臺(tái)，除檢修停機(jī)外均長(zhǎng)期運(yùn)行。為便于統(tǒng)計(jì)分析，筆者調(diào)取了8臺(tái)空壓機(jī)2年的電量數(shù)據(jù)，并在無(wú)計(jì)量電表的2臺(tái)空壓機(jī)上加裝電表。根據(jù)2018年空壓機(jī)月度用電統(tǒng)計(jì)表（表2）可知，2018年全年耗電量6 572 180 kWh;根據(jù)2019年空壓機(jī)月度用電統(tǒng)計(jì)表（表3）可知，2019年全年耗電量6 727 780 kWh。

3 確立改善目標(biāo)

經(jīng)跟蹤分析，本方案確定以下目標(biāo)：（1）主網(wǎng)供氣壓力調(diào)整;（2）車間設(shè)備末端供氣壓力調(diào)整;（3）車間設(shè)備減壓閥設(shè)置調(diào)整和用氣設(shè)備漏氣治理;（4）將各空壓機(jī)運(yùn)行狀態(tài)和產(chǎn)氣效率作為主要調(diào)查內(nèi)容。

空壓機(jī)設(shè)置壓力0.72～0.78 MPa，大于管網(wǎng)運(yùn)行壓力，機(jī)組處于長(zhǎng)期運(yùn)行狀態(tài)，管網(wǎng)壓力0.65～0.7 MPa，大于管網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行壓力，有改善空間。擠壓設(shè)備吹水氣壓設(shè)置參差不齊，部分機(jī)臺(tái)無(wú)減壓閥，有改善空間。通過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)：（1）同類型設(shè)備減壓閥設(shè)置壓力不統(tǒng)一，如倒立盤0.45～0.7 MPa，冷床0.42～0.7 MPa，精密切割0.5～0.75 MPa。（2）車間漏氣點(diǎn)較多，主要集中在擠壓冷床PVC氣管接頭、過(guò)橋氣缸、立輪氣缸等位置，吹掃、打磨移動(dòng)氣管等用氣點(diǎn)，有改善空間。

4 確定改善方案

經(jīng)過(guò)以上調(diào)查分析，節(jié)能改善小組得出應(yīng)主要從以下幾個(gè)方面做出改善：

（1）加強(qiáng)漏氣點(diǎn)的維修治理。通過(guò)開(kāi)展漏氣專項(xiàng)檢查，結(jié)合日常巡檢，積極開(kāi)展漏氣點(diǎn)維修工作，通過(guò)機(jī)臺(tái)責(zé)任制加強(qiáng)對(duì)維修及時(shí)性的監(jiān)督。

（2）合理調(diào)整機(jī)臺(tái)減壓閥整定值。根據(jù)機(jī)臺(tái)用氣特性，統(tǒng)一調(diào)整機(jī)臺(tái)減壓閥設(shè)定值。

（3）減小壓機(jī)水箱出口吹氣的耗氣量。調(diào)整吹氣類減壓閥壓力，小機(jī)臺(tái)調(diào)整為0.2 MPa，大機(jī)臺(tái)調(diào)整為0.25 MPa，同時(shí)限制吹氣管的數(shù)量，并對(duì)吹氣沒(méi)有減壓閥的加裝減壓閥。

（4）動(dòng)作氣缸類減壓閥調(diào)整后，機(jī)臺(tái)減壓閥設(shè)定值保持為0.5～0.55 MPa。壓機(jī)、冷床、倒立盤等壓力調(diào)整為0.5 MPa，考慮到生產(chǎn)效率，將加溫爐傳送氣缸的壓力調(diào)整為0.55 MPa。

（5）對(duì)氣壓有特別要求且氣缸較多的設(shè)備，如精切、模具、探傷、切割車間，改造管線由機(jī)組直接供氣，不經(jīng)主網(wǎng)或末端增壓，以滿足生產(chǎn)條件。

（6）降低主網(wǎng)供氣壓力至經(jīng)濟(jì)運(yùn)行壓力0.55 MPa。1）根據(jù)各區(qū)域用氣特點(diǎn)降低壓力，系統(tǒng)降壓0.05～0.1 MPa，主網(wǎng)供氣壓力由0.65 MPa降為0.55 MPa，停用空壓站1臺(tái)GA110空壓機(jī)作為備用機(jī)組，當(dāng)管網(wǎng)壓力低于0.55 MPa時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)補(bǔ)充壓力。2）結(jié)合手動(dòng)調(diào)整，根據(jù)車間產(chǎn)能情況，實(shí)時(shí)調(diào)整空壓機(jī)開(kāi)啟臺(tái)數(shù)，目標(biāo)停機(jī)2臺(tái)GA110空壓機(jī)實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

（7）加強(qiáng)空壓機(jī)維護(hù)保養(yǎng)。1）空壓機(jī)冷卻器清理周期由月清理調(diào)整為周清理，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)運(yùn)行維護(hù)的監(jiān)督，保證機(jī)組的散熱性能，加強(qiáng)空壓機(jī)換熱器的清理通風(fēng)，降低進(jìn)氣溫度，提高機(jī)組產(chǎn)氣量。2）加強(qiáng)管道過(guò)濾器的保養(yǎng)更換，降低空壓系統(tǒng)壓差，提高產(chǎn)氣量。

5 效果驗(yàn)證

通過(guò)上述改善，節(jié)能改善小組記錄2020年空壓機(jī)耗電量共計(jì)5 778 360 kWh，如表4所示，在公司產(chǎn)量增加、設(shè)備增加的情況下，較2019年降耗949 420 kWh，節(jié)能效果顯著。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)近一年的努力改善，我公司壓縮空氣系統(tǒng)的節(jié)能降耗工作得以有效執(zhí)行，節(jié)能管理思路得到驗(yàn)證，改善方法符合實(shí)際，為公司創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)效益，員工個(gè)人價(jià)值也得到了更大的發(fā)揮;同時(shí)通過(guò)對(duì)系統(tǒng)和設(shè)備的深入研究，員工也更加了解系統(tǒng)和設(shè)備原理，為今后更好地開(kāi)展工作奠定了良好的基礎(chǔ)。

收稿日期：2020-12-25

作者簡(jiǎn)介：王飛（1985—），男，江蘇沭陽(yáng)人，機(jī)械工程師，研究方向：機(jī)電維修與項(xiàng)目管理。