【壓縮機(jī)網(wǎng)】“十三五”規(guī)劃提出：今后五年，單位GDP能耗、二氧化碳排放量、用水量分別下降15%、18%、23%。我國全面推進(jìn)節(jié)能減排工作的新局面。以此為背景，在工業(yè)生產(chǎn)中平均占據(jù)工廠總耗電量9%，有些工廠甚至高達(dá)45%的壓縮空氣系統(tǒng)將不可避免地會(huì)成為節(jié)能工作的對(duì)象。此外，我國大部分企業(yè)對(duì)氣動(dòng)系統(tǒng)能耗問題認(rèn)識(shí)不足，節(jié)能意識(shí)淡薄，也在一定上加劇了能源的浪費(fèi)。

 

　　影響壓縮空氣系統(tǒng)能耗的因素非常多，其中就有設(shè)備因素、安裝因素、使用因素等等，這里簡單說說一些比較經(jīng)常接觸到的如：設(shè)備、溫度、壓力、后處理等因素對(duì)空壓機(jī)能耗的影響。

　　（捷豹客戶安裝實(shí)例）

 

　　一般的壓縮空氣系統(tǒng)包含空氣壓縮機(jī)、管道、儲(chǔ)氣罐、精密過濾器、冷干機(jī)、吸干機(jī)等。空氣壓縮機(jī)提供具有一定壓力的壓縮空氣通過管道輸送至儲(chǔ)氣罐進(jìn)行儲(chǔ)存、緩沖、冷卻，析出一部分水再經(jīng)過冷凍式干燥機(jī)除去大部分的水分，經(jīng)過冷干機(jī)后一般壓力露點(diǎn)可達(dá)2-10℃、顆粒0.01μm、油份0.05PPM；接著再經(jīng)過精密過濾器過濾掉水、油、固體雜質(zhì)等以達(dá)到用氣標(biāo)準(zhǔn)，部分行業(yè)對(duì)壓縮空氣品質(zhì)要求更高的需再增加吸附式干燥機(jī)及多級(jí)精密過濾器使壓力露點(diǎn)達(dá)-20~40℃、顆粒0.01μm、油份0.003PPM甚至更低。

 

　　針對(duì)壓縮空氣系統(tǒng)的節(jié)能措施大致分為以下5類：

 

　　1、     高效的空氣壓縮機(jī)

 

　　2、     合理的使用壓力

 

　　3、     合理的安裝

 

　　4、     合理的空氣質(zhì)量

 

　　5、     合理的選型

 

　　高效的空氣壓縮機(jī)

 

　　壓縮機(jī)是整個(gè)壓縮空氣系統(tǒng)的心臟，對(duì)整個(gè)壓縮空氣系統(tǒng)的能耗有著非常大的影響，從早期的活塞式壓縮機(jī)，到螺桿式，從皮帶傳動(dòng)式到直聯(lián)傳動(dòng)再到同軸傳動(dòng)式；從齒輪傳動(dòng)二級(jí)壓縮，再到永磁同步雙主機(jī)雙電機(jī)的二級(jí)壓縮。每一次的產(chǎn)品革新都帶來了巨大的效率提升。據(jù)“工信部能效之星推薦目錄“目前市面上能效較好的為永磁同步雙主機(jī)雙電機(jī)的二級(jí)壓縮空壓機(jī)，等熵效率可達(dá)86%以上。相比直聯(lián)傳動(dòng)的工頻機(jī)在不同的使用工況下可節(jié)省30-60%不等的電費(fèi)。

 

　　滿足設(shè)備壓力即可

 

　　眾所周知壓力越高所需要消耗的能量越大

 

　　運(yùn)行壓力和功率的關(guān)系：7bar減少1bar到6bar,約減少7%的軸功率（經(jīng)驗(yàn)公式），如37kW的軸功率，1小時(shí)能節(jié)省：2.59度電，泄露量：7bar減少1bar到6bar，泄露量為7/8，減少12.5%。如果系統(tǒng)泄露量為20%，則節(jié)省20%*12.5%=2.5%

 

　　不少用戶使用常規(guī)排氣壓力為8公斤的機(jī)型，用著5公斤、3公斤甚至更低的壓力，殊不知雖然使用壓力低，但是卻承擔(dān)著較高壓力所需的能耗。所以選擇一款合適的壓力的空壓機(jī)是重中之重。設(shè)備需求壓力：不少用戶對(duì)用氣設(shè)備了解不夠透徹，且鮮于嘗試，隨著技術(shù)的發(fā)展不少設(shè)備所需要的壓力比以往大大降低。如若可以針對(duì)合理的壓力進(jìn)行改進(jìn)的話，也可帶來不小的節(jié)能空間

　　（捷豹客戶安裝實(shí)例）

 

　　合理的安裝

 

　　空壓機(jī)吸氣口靠近窗、門位置，或單獨(dú)的吸風(fēng)口，做專用的熱風(fēng)排放口，降低空壓機(jī)房的溫度，降低吸氣溫度。吸氣溫度越高代表著吸入的空氣越稀薄，能耗越高

 

　　機(jī)組比功率吸氣溫度系數(shù)：

　　式中：K14=機(jī)組比功率吸氣溫度系數(shù)、 Tx=空壓機(jī)組實(shí)測進(jìn)氣溫度,單位開爾文（K）

 

　　根據(jù)上述公式可得知，吸氣溫度對(duì)空壓機(jī)能耗的影響不容小覷。 將儲(chǔ)氣罐放置在風(fēng)扇底下，讓儲(chǔ)氣罐成為除水器，除去部分液態(tài)水、降低壓縮空氣的溫度。 空壓站靠近用氣端，盡可能的縮短管路，使用壓損合理的管道。

 

　　管道壓力損失公式：

　　式中：-管道阻力損失，單位兆帕（MPa）

 

　　Q-管道內(nèi)空氣流量（大氣壓力狀態(tài)下），單位為立方米每分鐘（m3/min）

 

　　P-管道內(nèi)表壓力，單位為（MPa）

 

　　d-管道內(nèi)徑，單位為毫米（mm）

 

　　ΣL-直管道總長度與管件的等效長度之和，單位為米（m）,可查表合理的管長度/管徑大小，可避免不合理的壓力損失。

 

　　合理的選型

 

　　1、單機(jī)功率對(duì)能耗的影響

 

　　可通過集中化減少臺(tái)數(shù)，從而達(dá)到節(jié)能目的單臺(tái)300kW對(duì)單臺(tái)150kW 能效相差約7％。 單臺(tái)150kW對(duì)單臺(tái)75kW 能效相差約12％。由此可見單機(jī)功率大的相對(duì)單機(jī)功率小的能效表現(xiàn)會(huì)更好。故可通過集中化減少臺(tái)數(shù)，從而達(dá)到節(jié)能目的。

 

　　另：水冷機(jī)對(duì)風(fēng)冷機(jī)差5 ％ ~8 ％

 

　　2、空壓機(jī)類型對(duì)能耗的影響

 

　　不同用氣設(shè)備、在不同的情況會(huì)，對(duì)壓縮空氣的需求量可能是變化的，在這用氣變化的工況下，選用工頻控制的空壓機(jī)（排氣量調(diào)節(jié)范圍為要么0要么100%），存在當(dāng)用氣量變化時(shí)的供氣過量，供氣過量會(huì)導(dǎo)致空壓機(jī)空載運(yùn)行，空載運(yùn)行時(shí)需要消耗整機(jī)功率的45%左右的用電量，這部分的電量并不對(duì)外做功，造成一定程度的浪費(fèi)，且用氣量波動(dòng)越大浪費(fèi)就越大。

 

　　針對(duì)用氣設(shè)備、用氣工況選擇合理的機(jī)型非常關(guān)鍵，選用可變轉(zhuǎn)速的空壓機(jī)（如永磁同步變頻空壓機(jī)、永磁同步變頻雙電機(jī)二級(jí)壓縮機(jī)），可根據(jù)用氣設(shè)備的用氣量按需調(diào)節(jié)空壓機(jī)的排氣量，按需消耗必要的電能，避免了空載時(shí)的巨大浪費(fèi)，用氣量波動(dòng)越大節(jié)能量越大。

　　（捷豹客戶安裝實(shí)例）

 

　　空壓機(jī)余熱的利用

 

　　空壓機(jī)長期連續(xù)的運(yùn)行過程中，把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，機(jī)械能轉(zhuǎn)換為壓縮空氣，在壓縮空氣過程中，空氣得到壓縮，使之溫度驟升，這些熱量由空壓機(jī)潤滑油的加入混合成油/氣混合物排出壓縮機(jī),這部分高溫油/氣混合物的熱量相當(dāng)于空壓機(jī)輸入功率的3/4,它的溫度通常80℃-100℃，這些熱能都由于機(jī)器運(yùn)行溫度的要求，都被無端地廢棄排往大氣中浪費(fèi)掉。

 

　　采用高效的余熱回收設(shè)備，對(duì)空壓機(jī)所產(chǎn)生的高溫潤滑油用生活水進(jìn)行熱量交換，從而獲得這部分熱能,不僅可以提高節(jié)省空壓機(jī)冷卻系統(tǒng)的能耗，還可使企業(yè)獲得生產(chǎn)和生活所需的熱水無需再消耗多余的能量加熱生產(chǎn)和生活用水.從而使用戶一舉兩得。

 

　　影響空壓系統(tǒng)能耗的因素較多，如果能夠正確對(duì)待、并加以改善，會(huì)有超乎想象的節(jié)能收益。

 

來源： 捷豹永磁螺桿機(jī)