空壓機(jī)節(jié)能技術(shù)及其應(yīng)用

杜德震

摘 ?要：當(dāng)前，幾乎全世界的機(jī)械加工制造企業(yè)種采用的動(dòng)力源都為壓縮空氣，空壓機(jī)系統(tǒng)的元器件不但價(jià)格較低，其系統(tǒng)的維護(hù)也較為便利，然而空壓機(jī)系統(tǒng)工作時(shí)需要消耗較多的能耗，目前企業(yè)首要考慮的問(wèn)題就算耗能指標(biāo)的降低。本文首先介紹了空壓機(jī)的耗能情況，并研究了空壓機(jī)節(jié)能運(yùn)行的方法，使空壓機(jī)時(shí)刻維持經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：空壓機(jī);能耗;節(jié)能技術(shù)

隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，能源危機(jī)早就變成全世界普遍重視的問(wèn)題。空壓機(jī)作為風(fēng)動(dòng)設(shè)備的主要?jiǎng)恿υ?，其能耗非常巨大，達(dá)到企業(yè)耗電量的10%以上，甚至達(dá)到30%。在我國(guó)空壓機(jī)系統(tǒng)的一生運(yùn)行總成本中，設(shè)備前期投入和后期維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用只占了30%左右，其能源消耗占了70%左右，可見(jiàn)我國(guó)壓縮空氣系統(tǒng)普遍存在的效率低下、浪費(fèi)嚴(yán)重的現(xiàn)象。為了更好的發(fā)揮空壓機(jī)運(yùn)行能效，現(xiàn)在無(wú)論是專(zhuān)業(yè)的能源機(jī)構(gòu)還是企業(yè)用戶(hù)，不得不把更多的注意力轉(zhuǎn)移到壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能工作上。

1.空壓機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

1.1空壓機(jī)供需不符合

在企業(yè)空壓機(jī)管理運(yùn)行中，為保證生產(chǎn)需求，往往忽略空壓機(jī)的效能及損耗。實(shí)際上對(duì)空壓機(jī)的合理配置及合理運(yùn)行，對(duì)企業(yè)節(jié)省用電非常重要。通常情況下，空壓機(jī)供風(fēng)調(diào)節(jié)都是依靠吸氣閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，在空壓機(jī)吸氣閥沒(méi)有工作（未加載）情況下，仍需消耗40%～70%額定功率，浪費(fèi)較嚴(yán)重。為此，很多企業(yè)采用很多節(jié)能監(jiān)控措施，保證空壓機(jī)合理供風(fēng)，對(duì)節(jié)能降耗效果非常顯著。

1.2壓縮空氣管路損失

管網(wǎng)泄露是供風(fēng)系統(tǒng)中普遍存在的問(wèn)題，解決管網(wǎng)泄露問(wèn)題已成為企業(yè)節(jié)能降耗的重點(diǎn)工作。通常情況下供風(fēng)系統(tǒng)中管網(wǎng)的泄漏率為10-30%，對(duì)于缺少管理的企業(yè)，管網(wǎng)泄漏率甚至可達(dá)到50%以上。在管網(wǎng)泄露的情況下，為了保證管網(wǎng)系統(tǒng)的供應(yīng)壓力，不得不開(kāi)啟更多的空壓機(jī)，同時(shí)壓縮空氣的泄漏率也越大，造成了大量能源浪費(fèi)。資料顯示：設(shè)定供風(fēng)壓力為0.7MPa，管網(wǎng)系統(tǒng)中一個(gè)直徑1mm的泄漏孔，每年損耗4000多度電，耗能巨大。

1.3壓縮空氣不當(dāng)使用

除去管網(wǎng)泄露的因素，壓縮空氣不當(dāng)使用也會(huì)造成很大的能源浪費(fèi)。比如：壓縮空氣沖刷工作臺(tái)、衣服、用氣端無(wú)節(jié)制用風(fēng)等。當(dāng)用氣端設(shè)備無(wú)節(jié)制用風(fēng)，會(huì)導(dǎo)致末端設(shè)備壓力不足，每提高末端用風(fēng)壓力0.1MPa，壓縮機(jī)的供氣壓力需要提高0.2MPa～0.3MPa，此時(shí)壓縮機(jī)的耗電就提高4%～8%，造成了巨大的能源浪費(fèi)。

2空壓系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行

2.1空壓機(jī)集中控制

空壓機(jī)集中控制系統(tǒng)主要功能是匹配用風(fēng)端的需求，實(shí)現(xiàn)按需供風(fēng)。并且利用智能算法，優(yōu)化空壓機(jī)運(yùn)行，使空壓機(jī)處在最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)。

2.1.1提高空壓機(jī)的效率

空壓機(jī)采用集中控制，可以根據(jù)企業(yè)的供風(fēng)要求設(shè)定壓力范圍。并通過(guò)集中控制器使系統(tǒng)的壓力控制在設(shè)定的范圍之內(nèi)，并根據(jù)壓力變化按需自動(dòng)啟停一臺(tái)或多臺(tái)空壓機(jī)，使供風(fēng)系統(tǒng)通過(guò)自動(dòng)加卸載控制保證供風(fēng)壓力，供風(fēng)加載率可達(dá)到95%以上。

2.1.2降低人力成本

空壓機(jī)集中控制系統(tǒng)可以分三種工作方式，分別為無(wú)人值守、遠(yuǎn)程自動(dòng)和現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)。企業(yè)可以根據(jù)供風(fēng)情況，預(yù)先確定的順序切換，只需要定期巡檢，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，大大降低了人工成本。

2.1.3保護(hù)及故障報(bào)警

空壓機(jī)集中控制器具有檢測(cè)故障的功能，當(dāng)空壓機(jī)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，控制器會(huì)自動(dòng)檢索當(dāng)前的運(yùn)行次序，啟用備用空壓機(jī)，并將故障情況記錄在監(jiān)視界面，并通過(guò)監(jiān)控主機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)顯示、記錄或打印故障性質(zhì)、故障地點(diǎn)及發(fā)生故障的時(shí)間。空壓機(jī)集中控制系統(tǒng)，還具有保護(hù)空壓機(jī)的功效，它可以識(shí)別空壓機(jī)運(yùn)行情況，合理匹配并循環(huán)運(yùn)行，達(dá)到均勻磨損的目的，最大程度上延長(zhǎng)空壓機(jī)的使用壽命。

2.2空壓機(jī)變頻調(diào)速

空壓機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在供風(fēng)領(lǐng)域，其目的是節(jié)省電能、改善空壓機(jī)性能和提高供氣品質(zhì)。如今變頻調(diào)速技術(shù)早就在空壓機(jī)當(dāng)中取得了十分普遍的應(yīng)用，并呈現(xiàn)出關(guān)鍵的節(jié)能效果，主要是通過(guò)變頻器，按照電磁感應(yīng)的原理，以及電流頻率的變化達(dá)到控制與調(diào)節(jié)空壓機(jī)中電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。將以往的調(diào)速方式進(jìn)行優(yōu)化，使其具備更強(qiáng)的靈活性，可以在短時(shí)間內(nèi)滿(mǎn)足對(duì)空壓機(jī)轉(zhuǎn)速的多次調(diào)節(jié)，并且調(diào)速的歷程也非常穩(wěn)定，進(jìn)一步極大的簡(jiǎn)化了空壓機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)期間多余的能量損耗，增加了空壓機(jī)的運(yùn)行效率，極大的降低了調(diào)速期間的電能損耗。

2.2.1減少電能損耗

變頻空壓機(jī)的壓力設(shè)定是以最低工作壓力作為基礎(chǔ)壓力點(diǎn)，并根據(jù)管網(wǎng)系統(tǒng)壓力變化的趨勢(shì)，調(diào)節(jié)空壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率，使空壓機(jī)始終處于加載運(yùn)行，避免卸載電能的損耗。

2.2.2降低管網(wǎng)壓力波動(dòng)

變頻空壓機(jī)能夠使管網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行壓力穩(wěn)定，甚至可以消除壓力的波動(dòng)，使供風(fēng)系統(tǒng)中的空壓機(jī)都能運(yùn)行較低壓力點(diǎn)，避免壓力波動(dòng)對(duì)設(shè)備及管網(wǎng)系統(tǒng)的損害，減少反復(fù)加卸載中不必要的電能損失。

2.2.3提升空壓機(jī)工作效率

空壓機(jī)在工頻運(yùn)行時(shí)不可能長(zhǎng)期滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行，其加卸載比例為7：3。采用了變頻調(diào)速后，當(dāng)生產(chǎn)需求量較小的情況下，可降低電機(jī)的轉(zhuǎn)速，減小電機(jī)的運(yùn)行功率，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能。再者采用了變頻調(diào)速后，可進(jìn)行對(duì)空壓機(jī)的連續(xù)調(diào)節(jié)，確保壓力、流量、溫度等參數(shù)的穩(wěn)定，大大提高壓縮機(jī)的工作性能。

2.3空壓機(jī)余熱利用

空壓機(jī)工作一部分壓縮空氣，另一部分會(huì)產(chǎn)生熱量排到空氣中浪費(fèi)掉。余熱利用是全新的一種技術(shù)，主要是吸收空壓機(jī)廢熱來(lái)把冷水加熱的，基本沒(méi)有能源消耗。目前主要用于員工生活熱水和工業(yè)熱水等，可以降低企業(yè)能源的消耗，從而節(jié)省大量的成本。

2.3.1投資小，回報(bào)高

空壓機(jī)余熱利用系統(tǒng)，投入的成本完全可以在一年內(nèi)收回成本，一次性投入可以來(lái)長(zhǎng)期的回報(bào);其運(yùn)行成本較低，完全是回收空壓機(jī)的余熱，達(dá)到環(huán)保和節(jié)能的目的;熱源水每天源源不斷地產(chǎn)生，可供全廠員工洗浴以及生產(chǎn)工業(yè)用水。

2.3.2改善空壓機(jī)運(yùn)行狀況

空壓機(jī)余熱利用系統(tǒng)可以改善空壓機(jī)運(yùn)行狀況，空壓機(jī)冷卻器無(wú)需定期檢修或更換，延長(zhǎng)空壓機(jī)及其零件壽命。余熱回收系統(tǒng)投入，還可以使空壓機(jī)供風(fēng)量增大5%左右，大大提升了空壓機(jī)的運(yùn)行效率，降低了運(yùn)行成本。

2.4降低空壓機(jī)的壓力損失

空壓機(jī)的合理運(yùn)行與氣路系統(tǒng)的穩(wěn)定存在著非常大的關(guān)聯(lián)，氣路系統(tǒng)通常涵蓋了濾風(fēng)器、吸排氣閥與密封氣體等構(gòu)造，也是確保空壓機(jī)順利可靠運(yùn)行的關(guān)鍵部分?？諌簷C(jī)的氣路系統(tǒng)在運(yùn)行期間常常有空氣進(jìn)入，接著利用吸排氣閥到達(dá)空壓機(jī)當(dāng)中，使空壓機(jī)可以具備大量的能量，所以，在優(yōu)化空壓機(jī)節(jié)能技術(shù)時(shí)，需要憑借合理的手段與氣體能量，進(jìn)一步優(yōu)化空壓機(jī)的節(jié)能特點(diǎn)。在對(duì)空壓機(jī)進(jìn)行研發(fā)時(shí)，需要重視其中壓力的損失與核泄漏的降低，利用減壓元件的運(yùn)用，降低空壓機(jī)系統(tǒng)中的氣流阻力，讓空氣在系統(tǒng)中的管內(nèi)直徑可以增加，進(jìn)一步擴(kuò)大空氣的流動(dòng)范圍，實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)空壓機(jī)內(nèi)部氣壓的目的，并且還應(yīng)該重視氣體的輸送進(jìn)管道的環(huán)繞設(shè)計(jì)，避免空氣在系統(tǒng)中流動(dòng)的范區(qū)域縮小，使得氣體能量可以快速的增強(qiáng)空壓機(jī)的節(jié)能技術(shù)。除此之外，由于空壓機(jī)之前在運(yùn)行期間存在著反復(fù)壓縮的不足，因此還應(yīng)該減少內(nèi)外泄漏的溶劑，進(jìn)而降低在不斷壓縮期間損失能源這一現(xiàn)象的發(fā)生幾率，增強(qiáng)空壓機(jī)的節(jié)能效果。

總結(jié)

壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)在現(xiàn)代企業(yè)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，隨著企業(yè)對(duì)能耗重視程度的加深，越來(lái)越多的行業(yè)人士已經(jīng)認(rèn)識(shí)到空壓機(jī)節(jié)能改造的重要性。它不僅可以提高空壓機(jī)的運(yùn)行效率，還可以降低企業(yè)的運(yùn)行成本，目前很多企業(yè)采取專(zhuān)業(yè)性較強(qiáng)的節(jié)能公司，從源頭到末端的節(jié)能診斷改造服務(wù)，節(jié)能率可達(dá)到20%以上，每年可節(jié)約大量的運(yùn)行成本。

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