【壓縮機網】據統計數據顯示，在工業生產制造領域中，企業使用的空壓機臺數多、功率大，所消耗的能源約占電力總能源的8%-20%，節能是空壓機行業市場化最有力的工具，潛力巨大，有必要進行節能改造。空壓機節能的路線有哪些？在我看來目前需要從以下兩條路徑入手，硬件節能和智慧節能，這兩者綜合應用能夠產生巨大的經濟效益。

　　空壓機硬件節能思路

　　硬件節能包括設備提效、泄漏治理、變頻調速、余熱回收等方法。

　　1、設備提效

　　設備提效是指將低效的設備改造成高效的設備，當前許多制造企業領導層還不能認識到。因為諸多原因，很多企業的生產線建設較早，還在使用低效的活塞機，實際上螺桿機完全可以替代。螺桿式空壓機具有結構簡單、體積小、運行穩定、維修量小等優勢，是當前的主流產品。特別是近年來，通過眾多空壓機制造企業不懈努力，螺桿式空壓機技術不斷發展，節能型螺桿空壓機不斷涌現，產生了永磁變頻螺桿空壓機、永磁變頻雙級空氣壓縮機等多種產品，為了提高企業制造能力，提高設備能效，建議企業盡早采用節能型螺桿機替代常規空壓機。

　　舊設備的更新換代可按以下因素考慮：（1）設備初始投資，如新采購設備需要考慮：價格、運輸費用、安裝調試費用等影響設備初始投資；（2）能源節省效益，新設備的能效比高、能源節省效益顯著，縮短投資回收期。如新設備的能效比為6.0，而舊設備為3.0，在相同的產氣量和運行時間下，能源節省量將非常可觀，同樣產氣量20m3，功率75KW的空壓機，運行3000小時，電價為1元/kwH，舊設備輸入功率75/3=25kW，新設備為75/6=12.5kW，每小時節省電量電量為25-12.5=12.5kWh，每年節省費用為12.5*1*3000=37500元。（3）維修成本降低。舊設備每年維修成本高、而新設備維修成本降低幅度大，這有助于縮短投資回收期。（4）新設備生產效率大幅提升。在工業制造生產過程中，新設備能精準控制壓縮空氣氣壓，氣體品質達標，降低產品次品率，從而帶來可觀的效益，縮短投資回收期。設備提效、高能耗設備以舊換新成為當前我國裝備能力及產品升級換代的主要措施。

　　2、泄漏治理

　　空壓機的目標是產生壓縮空氣，制造企業最終需要的是帶有一定壓力、滿足不同質量要求的壓縮空氣。企業一般都建設集中空壓機房，這就需要較長的管道來輸送壓縮空氣，產生泄漏的概率會大幅提高。壓縮空氣從空壓機機房輸送到使用終端，各種金屬連接管路、接頭、閥門等難免會存在一定泄漏，大家普遍認為壓縮空氣屬于無色無味、無污染的可再生能源，不去重視其泄漏造成損失。而據有關資料顯示，實際上壓縮空氣在管道輸送中造成泄漏是非常驚人的，為了治理泄漏問題，建議大家定期檢查軟管、接頭、閥門等關鍵部位的情況，增加必要的流量、壓力的遠程檢測裝置，隨時監控泄漏率、壓差、快速定位泄漏點，減少泄漏損失。

　　3、變頻調速

　　很多空壓機采用的星三角啟動方式，通過壓縮機啟停來控制管道中壓力。管道壓力達標后，設備會自動停機；當壓力降低到一定程度后，又再次啟動。星三角啟動電流是正常運行電流的3-6倍，這種方式不僅在啟動時對電網造成頻繁的沖擊，還減少了空壓機的調節手段，增大了能耗。如果將壓縮機電控回路改造成變頻調速啟動，能大大降低壓縮機能耗，通過加裝變頻器控制電動機轉速，比如降低轉速來降低空壓機的產氣量，維持空氣管網所需要的壓力，不斷補充壓縮氣量，達到輸氣管網所需最低壓力，同時降低能耗。變頻改造過程中，需要用戶對設備根據實際需求，精準匹配、關注性價比較高的變頻器產品，同時考慮其通用性和兼容性，便于后續的維護和零件更換，盡量選擇符合國家行業標準的產品。

　　4、余熱回收

　　空壓機使用中會產生大量余熱，通過風冷、水冷等方式將壓縮過程中產生的熱能散發出去。但實際上通過各種手段回收這部分熱量可用于其它生產工藝、降低用熱能耗，提高企業的整體生產效率，比如生產中液體加熱、生活熱水、冬季采暖等等，余熱回收方式需要企業根據自身需要與其它工藝流程的要求來確定。

　　以上是對空壓機系統的硬件改造，降低常規運行方式下的能耗。但是，空壓機的能耗與用氣量、用氣壓力、冷卻介質流量、環境溫度等很多因素相關，這些因素的改善也能大幅度降低空壓機能耗。當然，這種精細化的節能依靠簡單的控制系統是無法實現，需要使用智慧節能系統，綜合分析各類影響因素，自動尋找最佳控制方法。

　　空壓機智慧節能思路

　　智慧節能技術是利用數字建模、大數據、AI分析等技術優化運行策略，解決常規調節無法精準節能的缺點的方法。

　　智慧節能主要從以下三方面來降低空壓機系統的能耗：

　　第一，設定經濟的運行目標，保證生產的同時降低能耗。智慧節能系統根據生產工藝預測用氣量及用氣壓力，隨時設定滿足工藝需求的最低用氣壓力，避免空壓機做無用功。

　　第二、通過大數據模型調整空壓機運行策略。智慧節能系統會建立各臺空壓機的模型，并不斷收集每臺空壓機在不同負荷下的能耗，提高模型準確度。運行時，根據預測目標提前進行系統模擬，尋找最佳調節策略，降低能耗。例如，在用氣量較少時，根據機組性能選擇全部機組低頻運行，還是停止部分機組；如需停止部分機組，系統會判斷能效最差的空壓機，并停止該設備。

　　第三、建立冷卻系統模型，優化冷卻系統的控制策略。大型空壓機多采用水冷方式冷卻，大多建有多臺冷卻塔系統，采用智慧節能系統建立準確的冷卻塔、冷卻水泵模型，并監測濕球溫度。當濕球溫度變化時，機組會通過模擬的方式提前篩選多種調節策略，比如增加水泵或減少水泵、提高冷卻塔風機轉速或降低轉速、增加或降低冷卻塔臺數等，以達到最低的冷卻系統能耗。

　　冷卻塔的分類：按通風方式分為自然通風和機械通風；按水與空氣的流動方向分為逆流式、橫流式和混流式；按水與空氣接觸方式分為濕式、干濕和干濕式。冷卻塔的主要組成部分有：

　　傳動系統：電機、減速機、風機；布水系統：例如旋轉布水器、固定散水頭、散水槽、分水板、塔體及支架、風筒、收水器、填料、雨區、集水池、導風板等幾部分組成。電機：目前品牌的有大同、東元、金日；一般常用電機防護等級為IP54。減速機分為皮帶傳動和齒輪傳動，風機分為軸流式和離心式，一般我們用軸流式。目前市場使用冷卻塔大多為FRP材質，冷卻塔的填料是冷卻塔重要組成部分，其占所產生溫降占整個塔溫降的60%-70%，填料材料有聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、聚丙烯等。冷卻塔屬于熱交換設備系統，進行熱交換的兩種介質是：水和空氣，整個過程是接觸散熱和蒸發散熱共同作用使水冷卻，冷卻后的水回流到空壓機冷卻器和油冷卻器中，交換熱量后，熱水通過冷卻水泵增加動力，又再次進行冷卻塔系統中進行降溫，如此往復循環，當一臺冷卻塔降溫不足時需要增加冷卻塔的臺數。

　　通常情況下在冷卻塔降溫37-32-27溫度條件下，1RT(冷噸)=13LPM，根據熱量計算公司：

　　Q為冷卻塔的散熱量，C為水的比熱容，為冷卻塔溫降。

　　除了以上三方面，智慧節能系統還在很多細節上進行精細化控制，保證整體系統的最佳能效。這樣的控制策略，需要在整個空壓機站房及輸送氣管理系統、終端用戶加裝若干傳感器，如管道壓力傳感器、管路流量計、溫度傳感器、電壓表、電流表、電能計量表，需要對數據進行采集、分析、計算、按要求分類控制、其數據量和計算量是巨大的，只有采用AI大數據才能完成，這也是智慧節能技術的核心。

　　總之，空壓機系統的節能包括硬件節能和智慧節能，這兩者又是相輔相成的。硬件節能是降低能耗的基礎，也是智慧控制能夠形成大量控制策略的基礎；智慧節能在硬件改造的基礎上需要進行精細化控制，通過加裝多種如干傳感器裝置，進行數據采集、計算、分析、按照要求分類控制，再經過大數據庫，模型在多種控制策略中尋找最佳路線，滿足生產需求。降低能耗，兩者只有相互配合，才能達到最佳節能效果。