【壓縮機網(wǎng)】提到干式無油螺桿壓縮機，大家的第一印象是：這屬于一個偏高能耗的壓縮機。實事真的如此嗎？本文我們就來探討一下干式無油壓縮機的節(jié)能應(yīng)用。

　　近年來，干式無油壓縮機市場呈快速提高的態(tài)勢，歐美發(fā)達國家無油機占比達35%左右，而國內(nèi)無油機占比不足5%。因此，干式無油螺桿壓縮機發(fā)展空間巨大，是未來國內(nèi)壓縮機市場的主流方向之一。

　　隨著永磁變頻、兩級壓縮等各項新技術(shù)的應(yīng)用，行業(yè)對空氣壓縮機及壓縮站房的要求越來越高，企業(yè)已不再僅僅滿足于合格穩(wěn)定的壓縮機系統(tǒng)，而是追求更高要求的空氣品質(zhì)及系統(tǒng)節(jié)能產(chǎn)品。

　　選擇壓縮空氣的關(guān)鍵要素

　　一般的客戶在選擇干式無油壓縮機的時候，會注重這6個參數(shù)：氣量（m3/min）、壓力（MPa或bar）、溫度（℃）以及可靠性、空氣品質(zhì)和能耗?，F(xiàn)在，越來越多的客戶在選擇壓縮機系統(tǒng)會關(guān)注壓縮機甚至壓縮機站房的能耗。

　　干式無油螺桿機的產(chǎn)品特點：高轉(zhuǎn)速（最高22000rpm）；壓縮腔內(nèi)溫度高；排氣溫度高（冷卻前）；較小的壓縮比（≤4.5）。

　　干式無油螺桿壓縮機區(qū)別于普通的噴油式螺桿壓縮機一個比較明顯的特點是轉(zhuǎn)速高。小功率的無油螺桿壓縮機轉(zhuǎn)速可以達到2萬多轉(zhuǎn)，大功率的壓縮機也接近10000轉(zhuǎn)左右。

　　另外，無油螺桿壓縮機壓縮腔的溫度比較高。根據(jù)排氣壓力，如果壓縮比接近3.5，排氣溫度可能會達到200度左右。

　　上表簡單羅列了20℃進氣狀態(tài)，不同壓力下的排氣溫度。當(dāng)然，每一款機型也有差異，主要是由于壓縮機的效率略微不同，造成排氣溫度也不同?；旧鲜?公斤對應(yīng)180℃左右，這個溫度也和不同廠家級間壓比的分配有一定的關(guān)系。

　　壓縮機的能效標(biāo)準(zhǔn)

　　客戶關(guān)注壓縮機能耗后，自然而然就要了解一些壓縮機或者和壓縮機相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。目前我們能夠接觸到的就是下面這三大類標(biāo)準(zhǔn)：

　　1.容積式空氣壓縮機能效限定值及能效等級：GB 19153-2019；

　　2.電動機的能效限定值能效等級

　　中小型異步電動機能效限定值能效等級：GB18613-2020；高壓異步電動機能效限定值能效等級：GB30254-2024；永磁同步電動機能效限定值及能效等級：GB 30253-2013。

　　3.壓縮空氣站能效分級指南：T/CGMA 033001-2018。

　　上面的容積式空氣壓縮機能效標(biāo)準(zhǔn)，指向的是噴油式螺桿壓縮機，干式無油螺桿壓縮機目前還沒有能效標(biāo)準(zhǔn)。

　　一臺壓縮機的能效，不光由壓縮機的空氣端決定，還包括驅(qū)動系統(tǒng)，也就是常說的電機。電機能效分一二三級能效，還有一個壓縮機站房的能效等級，目前這個標(biāo)準(zhǔn)還是一個團體標(biāo)準(zhǔn)。

　　干式無油螺桿能效水平

　　目前，客戶對于能效基本上就是圍繞上述三個標(biāo)準(zhǔn)來進行考核或者是判斷。那么，干式無油螺桿壓縮機，以容積式壓縮機的能效等級標(biāo)準(zhǔn)去評判，到底能夠達到幾級能效呢？實際上，部分機型可以達到二級以上能效，甚至極個別機型會接近一級能效等級。但是，干式無油螺桿越小難度越大，能效越差，很難達到二級以上水平。

　　那么，干式無油螺桿壓縮機能做到一級能效站嗎？答案是：結(jié)合壓縮熱或余熱回收可以做到一級能效站。當(dāng)然，利用壓縮熱做到一級能效站是有前提的，比如系統(tǒng)露點要達到-20℃到-40℃要求，壓縮機要選擇能效高的機組。

　　如何提高干式壓縮機的能效

　　主要可以從這幾個方面去提升：壓縮機效率的提升、節(jié)能驅(qū)動技術(shù)的應(yīng)用、壓縮機余熱利用。

　　1.壓縮機的效率

　　要提高壓縮機的效率，一方面機頭要做好，另一方面系統(tǒng)也要做好。這需要從壓縮機系統(tǒng)設(shè)計著手，優(yōu)化壓縮過程，做好冷卻優(yōu)化和進氣優(yōu)化。

　　根據(jù)實際使用壓力優(yōu)化空氣端排氣孔口，還要根據(jù)空氣端性能曲線選擇合適速比的空氣端，都可以提高壓縮機的效率。

　　2.驅(qū)動技術(shù)

　　表1是關(guān)于電機能效等級的劃分。從表中可以看出，電機（22kW以上）要做到一級能效，其效率基本要達到95%以上?，F(xiàn)在異步電機要做到一級能效有成本壓力，但是對于永磁電機還是比較容易的，其效率可以輕易達到96%，接近97%。

　　3.余熱回收

　　余熱回收對一臺壓縮機或者壓縮機站房來說，是提高能效最為有效的手段之一。一般來說，干式無油螺桿壓縮機輸入功率中大部分會轉(zhuǎn)換成熱能，大約80%～85%的電能會轉(zhuǎn)化為熱量。

　　如果不加以回收，80%左右的電能會以熱能的形式散發(fā)掉。不過，具體的熱回收轉(zhuǎn)換比例會因壓縮機的型號、結(jié)構(gòu)、運行工況等因素而有所不同。但總體而言，干式無油螺桿壓縮機在運行過程中會產(chǎn)生大量的熱能，這也是進行余熱回收的基礎(chǔ)。一臺壓縮機接近80%左右的輸入功率可以回收。

　　對干式無油螺桿壓縮機，第一個熱回收源就是中冷，一般來說，在能夠回收的熱能中占45%～50%。

　　還有一部分熱回收是在后冷卻上，后冷能占比40%左右。上圖這臺壓縮機有一級壓縮和二級壓縮，帶有殼套，合計能夠回收的熱量為9%左右，油冷卻器是2%?，F(xiàn)在很多主流的廠家取消水冷卻套，用油套來代替，所以對油冷夾套壓縮機油冷卻占可回收熱能的10%左右。

　　將無油螺桿空壓機壓縮過程中產(chǎn)生的部分熱能回收，可用于用戶的工業(yè)用水、預(yù)熱器和浴室用水等，將會大大降低工程的能源消耗，從而實現(xiàn)低碳和環(huán)保，以及達到一級能效壓縮空氣站房標(biāo)準(zhǔn)。

　　對于小功率的機組，不建議做余熱回收，大功率的機組余熱回收效果更為明顯。上表是從75kW到250kW壓縮機可回收熱量的簡單計算。對一臺250kW的壓縮機，它可以回收的熱量大概是在200kW左右，它能夠回收的最高溫度大概為86℃。

　　4.壓縮熱干燥機

　　目前，壓縮熱吸附式干燥機比較流行。壓縮熱吸附式干燥機是依靠無油空壓機的高溫排氣的熱量（一般不帶后冷）來實現(xiàn)吸附劑的再生，從而降低吸干機能耗，壓縮熱吸附式干燥機又可分為微氣耗壓縮熱吸附式干燥機和零氣耗壓縮熱吸附式干燥機。采用壓縮熱干燥機再選擇合適的干式螺桿壓縮機，整體壓縮站房可以達到一級能效站房標(biāo)準(zhǔn)（-20℃～-40℃）。

　　干式無油螺桿壓縮機匹配的壓縮熱干燥機基本上不需要加熱器，因為當(dāng)排氣壓力在6公斤以上時，實際排氣溫度在130℃以上。如果壓力更高，那么排氣溫度還會隨之增高。對于壓縮熱干燥機，如果排氣溫度低于130℃，就需要配置加熱器。一臺60立方的壓縮熱干燥機，加熱器功率大約在20kW左右，加熱器的功率的節(jié)約，從而使整個壓縮機系統(tǒng)能效得到提升。

　　選擇壓縮熱吸附式干燥機需考慮五大因素：壓縮機流量，進氣壓力，進氣溫度，冷卻水條件，吸附劑性能、空塔流速、接觸時間。

　　總之，根據(jù)客戶需求，選好壓縮機和做好系統(tǒng)匹配，干式無油機完全可以在滿足客戶高質(zhì)量用氣要求的前提下，保持在一個比較高的能效水平。

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