【壓縮機網】“十三五”規劃提出：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%。我國全面推進節能減排工作的新局面。以此為背景，在工業生產中平均占據工廠總耗電量9%，有些工廠甚至高達45%的壓縮空氣系統將不可避免地會成為節能工作的對象。此外，我國大部分企業對氣動系統能耗問題認識不足，節能意識淡薄，也在一定上加劇了能源的浪費。

 

　　影響壓縮空氣系統能耗的因素非常多，其中就有設備因素、安裝因素、使用因素等等，這里簡單說說一些比較經常接觸到的如：設備、溫度、壓力、后處理等因素對空壓機能耗的影響。

　　（捷豹客戶安裝實例）

 

　　一般的壓縮空氣系統包含空氣壓縮機、管道、儲氣罐、精密過濾器、冷干機、吸干機等。空氣壓縮機提供具有一定壓力的壓縮空氣通過管道輸送至儲氣罐進行儲存、緩沖、冷卻，析出一部分水再經過冷凍式干燥機除去大部分的水分，經過冷干機后一般壓力露點可達2-10℃、顆粒0.01μm、油份0.05PPM；接著再經過精密過濾器過濾掉水、油、固體雜質等以達到用氣標準，部分行業對壓縮空氣品質要求更高的需再增加吸附式干燥機及多級精密過濾器使壓力露點達-20~40℃、顆粒0.01μm、油份0.003PPM甚至更低。

 

　　針對壓縮空氣系統的節能措施大致分為以下5類：

 

　　1、     高效的空氣壓縮機

 

　　2、     合理的使用壓力

 

　　3、     合理的安裝

 

　　4、     合理的空氣質量

 

　　5、     合理的選型

 

　　高效的空氣壓縮機

 

　　壓縮機是整個壓縮空氣系統的心臟，對整個壓縮空氣系統的能耗有著非常大的影響，從早期的活塞式壓縮機，到螺桿式，從皮帶傳動式到直聯傳動再到同軸傳動式；從齒輪傳動二級壓縮，再到永磁同步雙主機雙電機的二級壓縮。每一次的產品革新都帶來了巨大的效率提升。據“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雙電機的二級壓縮空壓機，等熵效率可達86%以上。相比直聯傳動的工頻機在不同的使用工況下可節省30-60%不等的電費。

 

　　滿足設備壓力即可

 

　　眾所周知壓力越高所需要消耗的能量越大

 

　　運行壓力和功率的關系：7bar減少1bar到6bar,約減少7%的軸功率（經驗公式），如37kW的軸功率，1小時能節省：2.59度電，泄露量：7bar減少1bar到6bar，泄露量為7/8，減少12.5%。如果系統泄露量為20%，則節省20%*12.5%=2.5%

 

　　不少用戶使用常規排氣壓力為8公斤的機型，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是重中之重。設備需求壓力：不少用戶對用氣設備了解不夠透徹，且鮮于嘗試，隨著技術的發展不少設備所需要的壓力比以往大大降低。如若可以針對合理的壓力進行改進的話，也可帶來不小的節能空間

　　（捷豹客戶安裝實例）

 

　　合理的安裝

 

　　空壓機吸氣口靠近窗、門位置，或單獨的吸風口，做專用的熱風排放口，降低空壓機房的溫度，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

 

　　機組比功率吸氣溫度系數：

　　式中：K14=機組比功率吸氣溫度系數、 Tx=空壓機組實測進氣溫度,單位開爾文（K）

 

　　根據上述公式可得知，吸氣溫度對空壓機能耗的影響不容小覷。 將儲氣罐放置在風扇底下，讓儲氣罐成為除水器，除去部分液態水、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-管道內空氣流量（大氣壓力狀態下），單位為立方米每分鐘（m3/min）

 

　　P-管道內表壓力，單位為（MPa）

 

　　d-管道內徑，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、單機功率對能耗的影響

 

　　可通過集中化減少臺數，從而達到節能目的單臺300kW對單臺150kW 能效相差約7％。 單臺150kW對單臺75kW 能效相差約12％。由此可見單機功率大的相對單機功率小的能效表現會更好。故可通過集中化減少臺數，從而達到節能目的。

 

　　另：水冷機對風冷機差5 ％ ~8 ％

 

　　2、空壓機類型對能耗的影響

 

　　不同用氣設備、在不同的情況會，對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（排氣量調節范圍為要么0要么100%），存在當用氣量變化時的供氣過量，供氣過量會導致空壓機空載運行，空載運行時需要消耗整機功率的45%左右的用電量，這部分的電量并不對外做功，造成一定程度的浪費，且用氣量波動越大浪費就越大。

 

　　針對用氣設備、用氣工況選擇合理的機型非常關鍵，選用可變轉速的空壓機（如永磁同步變頻空壓機、永磁同步變頻雙電機二級壓縮機），可根據用氣設備的用氣量按需調節空壓機的排氣量，按需消耗必要的電能，避免了空載時的巨大浪費，用氣量波動越大節能量越大。

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　　空壓機余熱的利用

 

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

 

　　采用高效的余熱回收設備，對空壓機所產生的高溫潤滑油用生活水進行熱量交換，從而獲得這部分熱能,不僅可以提高節省空壓機冷卻系統的能耗，還可使企業獲得生產和生活所需的熱水無需再消耗多余的能量加熱生產和生活用水.從而使用戶一舉兩得。

 

　　影響空壓系統能耗的因素較多，如果能夠正確對待、并加以改善，會有超乎想象的節能收益。

 

來源： 捷豹永磁螺桿機