【壓縮機(jī)網(wǎng)】前言

　　據(jù)全國(guó)能源基礎(chǔ)與標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)的有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料顯示，工業(yè)空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)年耗電量約占全國(guó)總發(fā)電量的6%-9%左右，在高耗電設(shè)備中僅次于風(fēng)機(jī)、水泵，排名第三。 

　　節(jié)能環(huán)保，無(wú)論是從減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)，還是打破對(duì)外貿(mào)易壁壘等方面考慮，節(jié)能環(huán)保之路都將成為壓縮機(jī)發(fā)展的主流趨勢(shì)。從2011年以來(lái)，行業(yè)對(duì)壓縮機(jī)能效等級(jí)的追求進(jìn)入新階段，大家不再僅僅滿足于能效達(dá)標(biāo)、合格，而是追求更高要求，有些企業(yè)的全系列產(chǎn)品甚至達(dá)到了一級(jí)能效。這不僅與國(guó)家的節(jié)能環(huán)保要求和對(duì)于能效的鼓勵(lì)與扶持政策有關(guān)，也與陡然變差的壓縮機(jī)市場(chǎng)形勢(shì)關(guān)聯(lián)極大。

　　可以預(yù)見(jiàn)，節(jié)能環(huán)保將會(huì)是壓縮機(jī)行業(yè)未來(lái)長(zhǎng)久的發(fā)展方向和趨勢(shì)。

　　根據(jù)國(guó)家壓縮機(jī)行業(yè)協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)，壓縮機(jī)的運(yùn)行功耗占?jí)嚎s機(jī)總成本的70%～80%左右，如果選型不當(dāng)，此數(shù)據(jù)甚至更高。

　　“能效是最重要的第一能源(Energy efficiency is the first fuel)”。這是國(guó)際能源署署長(zhǎng)Fatih Birol 先生在2019年7月召開(kāi)的第四屆“全球能效大會(huì)”上重申的理念。中國(guó)早就開(kāi)始關(guān)注能源效率。容積式空氣壓縮機(jī)能效推廣更是走在了世界前列。2003年中國(guó)發(fā)布了《容積式空氣壓縮機(jī)能效限定值和能效等級(jí)》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB19153-2003，2009年升級(jí)了第二版GB19153-2009，2019年再次升級(jí)發(fā)布了GB19153-2019版，該版本已于2020年7月1日實(shí)施。

 

　　一、節(jié)能空壓機(jī)的市場(chǎng)前景

　　節(jié)能--就是盡可能地減少能源消耗量，生產(chǎn)出與原來(lái)同樣數(shù)量、同樣質(zhì)量的產(chǎn)品；或者是以原來(lái)同樣數(shù)量的能源消耗量，生產(chǎn)出比原來(lái)數(shù)量更多或數(shù)量相等質(zhì)量更好的產(chǎn)品。

　　提到節(jié)能，很多用戶往往有一個(gè)錯(cuò)誤的認(rèn)知，認(rèn)為自己購(gòu)買(mǎi)了節(jié)能型的空壓機(jī)就一定可以節(jié)能。殊不知，節(jié)能既有空壓機(jī)本身的因素，還涉及到后處理設(shè)備的能效、管路系統(tǒng)的合理性、各設(shè)備之間的匹配性、以及各個(gè)設(shè)備參數(shù)設(shè)置的合理性等。

　　存量與增量市場(chǎng)并存，節(jié)能產(chǎn)品的最大市場(chǎng)在存量市場(chǎng)的更新替換。

　　1.1 雙級(jí)壓縮的節(jié)能原理

　　根據(jù)工程熱力學(xué)理論，空壓機(jī)在壓縮過(guò)程中等溫壓縮最省功。但在現(xiàn)實(shí)中，對(duì)于等溫壓縮，要使氣體熱量隨時(shí)與外界交換，壓縮氣體溫度與外界保持一樣是不可能實(shí)現(xiàn)的，這只是制造廠家在產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)中努力的方向。為降低壓縮后的氣體溫度和提高空壓機(jī)效率、盡可能向等溫壓縮過(guò)程靠近(或降低多變指數(shù)m值)，制造廠家在空壓機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中采取了多種措施。在壓縮過(guò)程中噴入一定量的冷卻油以降低排氣溫度和分級(jí)壓縮、進(jìn)行級(jí)間冷卻來(lái)接近于等溫壓縮的方式是現(xiàn)階段空壓機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中為提高效率而采取的常用措施。

　　雙級(jí)壓縮噴油螺桿空壓機(jī)就是在上述兩種方式的基礎(chǔ)上，在兩級(jí)壓縮過(guò)程中將噴油的冷卻功能充分完善，再加上級(jí)間冷卻，在確保冷凝溫度基礎(chǔ)之上，盡量的接近于等溫壓縮，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。

　　同時(shí)，因?yàn)殡p級(jí)壓縮螺桿機(jī)的壓縮比低，其在壓縮過(guò)程中的“內(nèi)泄漏量”與同功率、同等排氣壓力的單級(jí)壓縮螺桿機(jī)相比要大大降低，反之即提高了排氣流量，意味著效率提升，即比功率的降低。

　　空氣經(jīng)過(guò)一級(jí)主機(jī)壓縮后，在進(jìn)入二級(jí)之前應(yīng)用霧化強(qiáng)制油冷，降低二級(jí)主機(jī)的吸氣溫度，使得空氣在整個(gè)壓縮過(guò)程更接近等溫壓縮，提高壓縮過(guò)程的絕熱效率，雙級(jí)主機(jī)的絕熱效率比單級(jí)主機(jī)的絕熱效率提高了10-15%，降低了壓縮能耗。

　　雙級(jí)節(jié)能主機(jī)采用等內(nèi)壓比設(shè)計(jì)，每一級(jí)的壓比都比較小，使得壓縮過(guò)程中轉(zhuǎn)子間的內(nèi)泄量減小，大大提高了轉(zhuǎn)子壓縮過(guò)程的容積效率，單級(jí)壓縮主機(jī)的容積效率一般最大只有90%左右，二雙級(jí)節(jié)能主機(jī)的容積效率可達(dá)93%左右。

 

　　雙級(jí)主機(jī)內(nèi)置齒輪傳動(dòng)單元，通過(guò)齒輪傳動(dòng)使得一二級(jí)主機(jī)轉(zhuǎn)子在合理的轉(zhuǎn)速下工作，進(jìn)一步提高主機(jī)的容積效率和絕熱效率。以上就是雙級(jí)壓縮螺桿機(jī)的節(jié)能原理核心所在。

 

　　二、實(shí)際應(yīng)用案例

　　某生產(chǎn)汽車(chē)部件的企業(yè)，有數(shù)臺(tái)空壓機(jī)用于生產(chǎn)線中，而且都是屬于二級(jí)能效單級(jí)壓縮的雙螺桿壓縮機(jī)。

　　該設(shè)備出廠日期為2015年7月，已經(jīng)使用6年多了。根據(jù)其銘牌數(shù)據(jù)顯示，排氣壓力0.8MPa，排氣量21m3/min，配套功率為120kW。經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè)，目前該機(jī)器排氣量為20m3/min左右，而功率在0.55MPa時(shí)已經(jīng)達(dá)到了130kW。

　　如果壓力達(dá)到其銘牌上的額定壓力，功率將高達(dá)140kW左右，比功率也會(huì)達(dá)到7.0kW.m3.min-1（機(jī)組比功率=機(jī)組功率/機(jī)組容積氣量）。

　　目前的產(chǎn)出成本=（功率×電費(fèi)）/（排 氣量×60）=（130×0.8）/(20×60)=0.087元/m3

　　也就是說(shuō)每立方氣是用0.087元的代價(jià)換來(lái)的。

　　綜上測(cè)試結(jié)果來(lái)看，目前該機(jī)器效率下降耗功嚴(yán)重。空壓機(jī)產(chǎn)生的每立方的壓縮空氣都是通過(guò)消耗一定的電能來(lái)得到的，其中電費(fèi)的消耗顯而易見(jiàn)。

　　根據(jù)實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)，我們將使用90kW的雙級(jí)螺桿機(jī)取代原120kW的單級(jí)機(jī)器，在同等氣量和壓力的情況下，功率可大幅降低。

　　根據(jù)我們的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，雙級(jí)壓縮的空壓機(jī)在額定壓力下滿載運(yùn)行時(shí)最大功率為114kW，實(shí)測(cè)排氣量為19.61m3/min ，每小時(shí)的排氣量為19.61×60=1176.6m3

　　雙級(jí)的產(chǎn)氣成本=（功率×電費(fèi)）/（每小時(shí)的排氣量）=114×0.8/1176.6=0.077元/m3

　　主要數(shù)據(jù)對(duì)比見(jiàn)下表：

　　該企業(yè)空壓機(jī)的年運(yùn)行時(shí)間在6000小時(shí)左右，僅一臺(tái)空壓機(jī)的年排氣量約在700萬(wàn)m3左右,每立方氣的成本雖然相差微不足道的0.01元，但是聚沙成塔，集腋成裘，一年下來(lái)僅電費(fèi)一項(xiàng)就相差7萬(wàn)元左右。

　　在我們的建議下，用戶安裝了流量計(jì)和電表用以檢測(cè)分析實(shí)際功耗，由于實(shí)際中的各種壓力損失、跑冒滴漏的存在，用戶在經(jīng)過(guò)1個(gè)月的統(tǒng)計(jì)后發(fā)現(xiàn)原有舊設(shè)備的產(chǎn)氣成本高達(dá)0.2元/m3，后來(lái)在更換了我們的雙級(jí)設(shè)備后，產(chǎn)氣成本在0.11元/m3。更換后每年給用戶帶來(lái)的是幾十萬(wàn)的收益。同時(shí)也直接降低了用戶的產(chǎn)品成本，提升了其產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

 

　　結(jié)束語(yǔ)

　　就目前的市場(chǎng)而言，空壓機(jī)的增量市場(chǎng)十分有限且競(jìng)爭(zhēng)殘酷，而空壓機(jī)的存量市場(chǎng)則是一個(gè)龐大的市場(chǎng)。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，近幾年空壓的市場(chǎng)60%左右是來(lái)自節(jié)能技改、淘汰換新。

　　節(jié)能空壓機(jī)的應(yīng)用不僅每年可節(jié)省大量的電力資源，降低能源的消耗，減少對(duì)環(huán)境的污染。同時(shí)也降低了每個(gè)使用企業(yè)的生產(chǎn)制造成本，提升了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

　　節(jié)能減排就是要落實(shí)在實(shí)際的行動(dòng)上，貫穿于生產(chǎn)制造以及使用的每個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中。我國(guó)也對(duì)世界莊嚴(yán)承諾：2030年前實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”，2060年前實(shí)現(xiàn)“碳中和”的目標(biāo)。這不僅僅是國(guó)家的責(zé)任，更是每個(gè)企業(yè)的社會(huì)責(zé)任。道阻且長(zhǎng)，行則將至。

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