【壓縮機(jī)網(wǎng)】根據(jù)世界氣象組織發(fā)布的《全球氣候狀況》報(bào)告，全球平均氣溫上升的速度超出了預(yù)期，而人類活動(dòng)所排放的溫室氣體是導(dǎo)致全球變暖的主要原因。因此，減少碳排放已成為全球各國(guó)的共識(shí)。中國(guó)計(jì)劃在2030年前實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”，即碳排放量達(dá)到峰值后不再增長(zhǎng)，并在2060年前實(shí)現(xiàn)“碳中和”，使排放的碳與吸收的碳相等。

　　我國(guó)也在多個(gè)政策文件中強(qiáng)調(diào)，提高各領(lǐng)域尤其是工業(yè)設(shè)備的能效是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和的關(guān)鍵，所以需要在各個(gè)領(lǐng)域和全過(guò)程加強(qiáng)節(jié)能工作，減少二氧化碳排放，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的綠色轉(zhuǎn)型。

　　壓縮空氣因其物理特性，被視作電力、水力、蒸汽之外的第四大動(dòng)力源，而生產(chǎn)壓縮空氣的空壓機(jī)，則是利用電動(dòng)機(jī)在壓縮腔內(nèi)對(duì)氣體進(jìn)行壓縮，提供一定的氣體壓力，廣泛應(yīng)用于煤炭、紡織、鋼鐵和化工等領(lǐng)域。

　　盡管空壓機(jī)在機(jī)械原理上已經(jīng)相當(dāng)成熟，但隨著人們對(duì)節(jié)能減排的重視，空壓機(jī)在節(jié)能方面仍面臨許多挑戰(zhàn)。比如在工業(yè)生產(chǎn)中，氣體需求和壓力等指標(biāo)通常是動(dòng)態(tài)變化的，這要求空壓機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)能夠隨之調(diào)整。

　　本文針對(duì)在役空壓機(jī)高能耗問(wèn)題，提出了幾種提高空壓機(jī)能效的節(jié)能改造方法，供廣大用戶參考。

　　1、現(xiàn)階段空壓機(jī)能耗現(xiàn)狀

　　行業(yè)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，采用空壓機(jī)作為公輔設(shè)備的企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中，壓縮空氣系統(tǒng)的電量消耗占企業(yè)總用電量的17%-39%（包括浪費(fèi)電量）。空壓機(jī)的生命周期成本中，能耗占總成本的72%，而國(guó)內(nèi)空壓機(jī)的平均使用負(fù)荷僅為68%。在運(yùn)行過(guò)程中，功率能源的浪費(fèi)高達(dá)13%。這表明，許多使用空壓機(jī)的企業(yè)未能充分利用能源，導(dǎo)致空壓機(jī)的效能被大量浪費(fèi)。同時(shí)，調(diào)查數(shù)據(jù)也顯示，空壓機(jī)在壓縮節(jié)能方面還有很大的提升空間，可以在降低能耗的同時(shí)最大化生產(chǎn)效益，推動(dòng)行業(yè)發(fā)展。

　　2、空壓機(jī)節(jié)能運(yùn)行與優(yōu)化措施

　　2.1節(jié)能改造方案

　　（1）變頻調(diào)速節(jié)能：通過(guò)安裝變頻器改變電壓和頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速，從而降低空壓機(jī)電動(dòng)機(jī)的軸功率輸出，使排氣量與用氣量相匹配，滿足輕載運(yùn)行需求。

　　對(duì)于一般的工頻空壓機(jī)，其壓力達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)，會(huì)自動(dòng)卸載，導(dǎo)致空壓機(jī)加卸載頻繁，電耗較高。通過(guò)變頻改造，空壓機(jī)一般情況并不卸荷，而是通過(guò)降低轉(zhuǎn)速來(lái)減少壓縮機(jī)時(shí)的產(chǎn)氣量，維持氣網(wǎng)需要的最低壓力。

　　此處有兩個(gè)地方可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能：①減少壓縮機(jī)從卸荷狀態(tài)到加載狀態(tài)這一突變過(guò)程帶來(lái)的電能消耗；②電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率降低至工頻以下，使電機(jī)軸的輸出功率減少。這兩處都不同程度的降低了工頻空壓機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中的能源消耗。

　　需要注意的是，變頻改造要謹(jǐn)慎采用。不僅要事先做好可行性調(diào)查，而且要保證改造方案不會(huì)對(duì)設(shè)備性能和可靠性造成損害。

　　（2）多機(jī)組群控節(jié)能：在用氣量很大并且用氣負(fù)荷波動(dòng)較大的場(chǎng)合，由于使用單臺(tái)大容量空壓機(jī)難以滿足氣量調(diào)節(jié)的需要，因而常使用多臺(tái)空壓機(jī)供氣。多機(jī)組群控技術(shù)是在多臺(tái)空壓機(jī)運(yùn)行條件下實(shí)現(xiàn)節(jié)能的有效方法之一，業(yè)界使用非常廣泛。多機(jī)組群控技術(shù)可根據(jù)實(shí)際用氣量選定需要的機(jī)器和臺(tái)數(shù)工作，消除了不必要的浪費(fèi)情況，具有顯著的節(jié)能效果。當(dāng)然，由于空壓站設(shè)備硬件情況、群控技術(shù)方案以及對(duì)實(shí)際工況的適配程度不同，最終的節(jié)能效果也會(huì)不同。

　　（3）空壓機(jī)余熱利用節(jié)能：根據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，空氣壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí),真正用于增加空氣勢(shì)能所消耗的電能在空壓機(jī)總耗電量中只占很小的一部分約為15%，大約有85%的電能轉(zhuǎn)化為熱量排出的高壓油(氣)，其溫度常常高達(dá)95°C以上，通過(guò)風(fēng)冷或者水冷的方式排放到空氣中。這些看似多余的熱量被排放到空氣中，既影響了環(huán)境又會(huì)造成大氣的“溫室效應(yīng)”加劇，形成了一種“熱”污染，但是這些被排放掉的熱量中有80%是可以被回收利用的。可利用熱能轉(zhuǎn)換原理，通過(guò)熱轉(zhuǎn)換器回收空壓機(jī)高溫油的熱量至冷卻水中，可實(shí)現(xiàn)能量的再利用。

　　（4）減少空壓機(jī)泄漏損失、摩擦耗能：據(jù)行業(yè)檢測(cè)統(tǒng)計(jì)，一家運(yùn)行5年以上的工廠，其所有的氣動(dòng)工具、軟管、接頭、閥門等的壓縮空氣平均泄漏量為20～30%，而一個(gè)1mm2的小孔，在7bar壓力下，一年差不多將損失4000元。

　　治理措施：壓降治理，在管路各段設(shè)立壓力表。一般空壓機(jī)出口到工廠使用點(diǎn)，壓降不能超過(guò)1bar，嚴(yán)格的甚至不超過(guò)10%即0.7bar。冷干過(guò)濾段的壓降一般為0.2bar，日常巡檢中應(yīng)詳細(xì)檢查各段壓降，有問(wèn)題的管網(wǎng)段應(yīng)及時(shí)排查堵漏；仔細(xì)評(píng)估用氣設(shè)備的壓力需求，在保證生產(chǎn)的情況下盡量調(diào)低空壓機(jī)排氣壓力。很多用氣設(shè)備只要3～4bar，少數(shù)機(jī)械手才需要6bar以上。壓力每低1bar，節(jié)能約7～10%；另外，要減少空壓機(jī)內(nèi)部的壓力損失和摩擦耗能，例如減少閥門使用、采用大管徑氣路系統(tǒng)、低速送氣等。

　　2.2效益與評(píng)價(jià)

　　（1）變頻器控制空壓機(jī)相較于傳統(tǒng)的工頻空壓機(jī)，提高了壓力控制精度，節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本，減少機(jī)械部件沖擊，延長(zhǎng)空壓機(jī)使用壽命。

　　（2）多機(jī)組群控技術(shù)根據(jù)實(shí)際用氣量選擇運(yùn)行空壓機(jī)，消除能源浪費(fèi)，具有顯著節(jié)能效果。

　　（3）空壓機(jī)余熱利用具有長(zhǎng)期回報(bào)優(yōu)勢(shì)，低運(yùn)行成本，可降低空壓機(jī)運(yùn)行溫度，提高效率，延長(zhǎng)潤(rùn)滑油使用壽命，生產(chǎn)的熱水可用于生活或生產(chǎn)線。

　　（4）泄漏不僅會(huì)導(dǎo)致能源浪費(fèi)，增加運(yùn)行成本，還可能影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和工作效率。定期對(duì)壓縮空氣系統(tǒng)進(jìn)行檢漏，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并修復(fù)泄漏點(diǎn)，是確保系統(tǒng)正常運(yùn)行、降低能耗、提高經(jīng)濟(jì)效益的必要措施。

　　3、結(jié)語(yǔ)

　　上述節(jié)能措施是基于對(duì)在用空壓機(jī)的節(jié)能技改分析，旨在通過(guò)不同的技術(shù)手段提高空壓機(jī)的能效，減少能源消耗，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的雙重提升。

　　在空壓機(jī)節(jié)能改造過(guò)程中，需要全面分析和綜合考慮，根據(jù)生產(chǎn)目標(biāo)和要求，選擇先進(jìn)技術(shù)和合理方法進(jìn)行功能改造和功率利用，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。

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