前言

　　【壓縮機網(wǎng)】隨著“雙碳經(jīng)濟”指標的提出，減碳技術(shù)勢必會催生一些新興的產(chǎn)業(yè)，也勢必會推動傳統(tǒng)行業(yè)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。作為傳統(tǒng)耗電大戶的通用機械——壓縮機行業(yè)將面臨重大挑戰(zhàn)。根據(jù)相關(guān)調(diào)研報告的估算，我國空壓機的耗電量約占全國工業(yè)耗電量的10-15%左右，全年耗電超過5000億度電以上。試想，全國的壓縮用能單位整體節(jié)能10%以上，可以節(jié)約多少電、減少多少碳排放。本文就壓縮機如何精準節(jié)能做一淺析，希望給壓縮行業(yè)從業(yè)者帶來有益的思考。

　　壓縮機的能耗非常巨大，據(jù)美歐及日本的工業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計能耗約占工業(yè)用電10-15%左右。對于工業(yè)企業(yè)來說，空氣壓縮機用電約占其總電量的25%左右，因此壓縮機的節(jié)能改善，可為企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益。從單機選型、方案設計、聯(lián)網(wǎng)控制、物聯(lián)智能等都可以在應用層面節(jié)能，如何在應用層面節(jié)能，以下進行詳細介紹。

　　1、單機選型原則

　　1、1 氣量選型

　　一般在選擇氣量的時候建議綜合考慮用氣量波動、白天和夜間用氣分布、最大氣量和最小氣量、管路損耗、產(chǎn)能擴能等因素。整體氣量已定的情況，建議盡量多臺聯(lián)控、工頻+變頻等方案。變頻機建議盡量選用恒壓后頻率波動范圍在60-100%之間，可以兼顧效率和調(diào)節(jié)功能。在選型的時候，一些經(jīng)銷商會有一個誤區(qū)：能選用1臺機器不選2臺，客戶承受的范圍內(nèi)能選多大就選多大的機器。這樣會造成單臺機器在使用中沒有備用機器的情況發(fā)生；機器選型過大會頻繁加卸載造成水分析出導致機油乳化失效，嚴重時會影響主機壽命。

　　1.2 壓力選擇

　　壓力選擇建議按照壓力高低，線路分開的原則。比如5bar走低壓管路，8bar走常壓管路。分壓供氣可以避免用氣終端形成二次“增壓”和“減壓”造成的浪費?，F(xiàn)在大多用戶會在6-8bar之間選一款機器通用，但“過壓縮”和“欠壓縮”的機器都會額外耗能，導致機組不節(jié)能。

　　1.3 啟動方式選擇

　　由于市場炒作，現(xiàn)在一窩蜂推薦變頻螺桿機的做法不盡可取，就如汽車一樣，只有在一定范圍下的怠速才是最節(jié)能的工況，頻繁的起停和過久的空車也費油。工頻螺桿機加載率高、變頻螺桿機恒壓的頻率適中可以保證壓縮機處于最佳使用工況。以此為選型原則，建議多臺機器選擇工頻+變頻，多臺聯(lián)控的方式。

　　1.4 控制方式選擇

　　壓縮機常見的控制方式有：開/關(guān)式、加/卸載式、節(jié)流控制式、變速控制、多臺空壓機聯(lián)控等。用戶可以選擇控制方式也可以特制機型。好的控制方式選擇可以合理控制空載損耗和壓差損耗，這些損耗多發(fā)生在高卸載率、高出使用壓力的情況。

　　2、站房選型

　　2.1 整機選型

　　選用比功率低的節(jié)能型壓縮機，根據(jù)氣量范圍、波動情況、間歇用氣等情況選用合適型式的壓縮機。一般超過4臺以上的壓縮機不建議全部或過多數(shù)量應用變頻調(diào)節(jié)。

　　2.2 后處理選型

　　目前應用的后處理設備種類繁多：冷干機、加熱再生吸干機、無熱吸干機、鼓風加熱吸干機等，應綜合比較耗電量和耗氣量參數(shù)，合理選用節(jié)能型的后處理設備，優(yōu)選變頻控制的后處理設備。

　　2.3 管路選型

　　管路連接處的直角彎頭對能效具有很大的破壞作用，直角彎頭造成流動阻力加大，形成附加的做功點；直角彎頭形成氣體沖擊，局部壓力增大，造成壓縮機持續(xù)運行于高氣壓狀態(tài)，且容易卸載。對管路駁接點進行合理優(yōu)化，能夠顯著降低能源損耗，該部分損耗幾乎可以消除。

　　壓縮空氣從統(tǒng)一的儲氣罐送出之后，經(jīng)過各條管路向用氣環(huán)節(jié)輸送，高效的輸送形式有單點菊花鏈狀、多點環(huán)狀，但一般情況下，用戶因為考慮一次性投資的節(jié)省等原因，空氣管路的走向往往不合理，造成壓力損失過大，導致必須供應更高的氣體壓力。管路應滿足用戶對流量、壓力的要求，在全生命周期內(nèi)綜合考慮成本因素的情況下，盡量降低管路的壓力損失，同時盡量減少彎頭、閥門、變徑的應用。一般從整機到終端排氣壓力損失盡量控制在10%以內(nèi)為佳。

　　2.4 儲氣罐的選擇

　　通常螺桿空壓機已經(jīng)配備后冷卻器，空壓機排氣為飽和壓縮空氣。常規(guī)配置是在干燥機和空壓機之間配備儲氣罐和初濾器，那么壓縮空氣在儲氣罐中冷卻后有冷凝水析出，因此最好將儲氣罐放在陰涼處并將冷凝水有效排出。儲氣罐的容量大小根據(jù)壓縮機的輸出量調(diào)節(jié)范圍和用氣量的變化需求來共同確定。

　　在應用現(xiàn)場中，常常發(fā)生的問題是儲氣罐容量不足，由于容量較小，儲能作用較差，氣壓波動大，造成壓縮機反復加載和卸載，形成大量的能源浪費。通過增大儲氣罐，單次卸載時間超過一定時長，那么壓縮機的卸載功耗會下降，達到節(jié)能效果。

　　2.5 壓縮機余熱利用

　　壓縮空氣的產(chǎn)生過程是較為復雜的，在氣體壓縮的過程中，發(fā)熱程度較高，無油壓縮機可達到100攝氏度以上，壓縮機消耗的電能只有約20%轉(zhuǎn)換為壓縮空氣動力，其余80%皆轉(zhuǎn)換為熱量，故壓縮機的余熱利用價值常常較高。

　　使用壓縮機運行過程中的熱油、熱空氣進行換熱，將熱量傳遞到軟水介質(zhì)中，然后再將軟水介質(zhì)的熱量再次換熱，傳遞到用戶所用的熱水中實現(xiàn)余熱的利用。 使用壓縮機運行過程中的熱能，產(chǎn)生高溫熱水，然后使用高溫熱水作為熱源，驅(qū)動溴化鋰機組制冷，能夠產(chǎn)生冷凍水供應生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

　　3、智能節(jié)能

　　3.1 監(jiān)測項目

　　壓縮機排氣量、排氣壓力、功率；干燥機的輸出氣量、露點、壓力降；冷卻水系統(tǒng)進/出水溫度和壓力，風機水泵的能耗；管網(wǎng)的壓力、壓力降、泄漏量等。

　　3.2 節(jié)能控制點

　　節(jié)能可以通過流量控制技術(shù)、變頻調(diào)速、單點/多點壓力調(diào)節(jié)控制、集中控制系統(tǒng)、干燥工藝改進、熱回收、管網(wǎng)優(yōu)化、泄漏監(jiān)控、廢氣回收等多種方式的并用，做到最大程度的節(jié)能。

　　3.3 節(jié)能控制

　　通過數(shù)據(jù)采集建立起龐大的數(shù)據(jù)庫，進而建立數(shù)學模型進行分析，找出內(nèi)在的邏輯關(guān)系和相互之間的聯(lián)系。系統(tǒng)可以通過采集的數(shù)據(jù)準確計算空壓站的能效等級。根據(jù)不斷的數(shù)據(jù)提取分析在哪個時段是用氣的高峰，用氣的波動范圍是多少，壓力露點波動等，利用大數(shù)據(jù)計算后給出預警，并提供合理的調(diào)整報告，設定壓縮機一定范圍內(nèi)的氣量、進出水量等參數(shù)調(diào)整，這樣就可以做到精準節(jié)能。如果超出預定調(diào)整范圍會推送給用戶征得同意后自動調(diào)整。

　　節(jié)能是一門很深的“學問”，需要多學科專業(yè)知識的支撐，理論和邏輯相對容易理解，但要做到實處并不斷挖潛，則需要技術(shù)的沉淀和應用數(shù)據(jù)的收集和轉(zhuǎn)化。

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