探討壓縮空氣系統(tǒng)的節(jié)能降耗措施，提出了壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能的重要意義，ZD論述了空氣壓縮機(jī)節(jié)能的原理和方法，從空氣壓縮機(jī)的運(yùn)行管理、技術(shù)改造等方面上分析了空壓機(jī)在使用過(guò)程中的節(jié)能方法，指出降低空壓機(jī)的能耗，提高運(yùn)行效率是企業(yè)節(jié)能減耗，提高經(jīng)濟(jì)效益的重要措施。

空氣壓縮機(jī)的節(jié)能的意義

空氣壓縮機(jī)作為工業(yè)制造行業(yè)的主要?jiǎng)恿υ?，其能耗?wèn)題已經(jīng)引起了全世界的高度重視。在ZG，壓縮空氣的耗電量約占全國(guó)發(fā)電量的10%，一般的工礦企業(yè)中，壓縮空氣系統(tǒng)的耗電量約占企業(yè)總耗電量的20%-30%。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在空氣壓縮機(jī)的壽命周期成本中，能耗成本占了約70%。本文對(duì)于壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能方法的研究，對(duì)緩解我國(guó)能源供求矛盾，實(shí)現(xiàn)國(guó)家“十一五”規(guī)劃中單位GDP能耗降低20%的節(jié)能工作目標(biāo)有著十分積極的作用。

對(duì)空氣壓縮機(jī)的運(yùn)行管理

1.空氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣

空氣壓縮機(jī)是以空氣作為原料，必須要保證原料的供應(yīng)。空氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣有兩種：一是室內(nèi)進(jìn)氣，二是室外集中進(jìn)氣。室外集中進(jìn)氣有以下特點(diǎn)：diyi，便于集中預(yù)過(guò)濾處理；第二，不受室內(nèi)溫度和油氣的影響；第三，減少室內(nèi)空氣的流量和流動(dòng)速度，有利于保持室內(nèi)的環(huán)境衛(wèi)生；第四，初期投資大，輸送管道有阻力損失。

比較而言，室外集中進(jìn)氣優(yōu)于室內(nèi)進(jìn)氣。采取預(yù)過(guò)濾措施，不僅能夠延長(zhǎng)濾芯的使用壽命，而且能夠降低功耗。預(yù)過(guò)濾采用的形式和方法有許多種，不論哪一種都必須保證阻力Zdi才有效。我們采用非織造布預(yù)過(guò)濾的方法，簡(jiǎn)單方便，每班更換一次，能使阻力保持Zdi。

空氣過(guò)濾器的報(bào)警值一般在4×10-3MPa左右。過(guò)濾器阻力增加后空氣壓縮機(jī)的吸力會(huì)增加，流量相應(yīng)會(huì)下降。當(dāng)空氣壓縮機(jī)在報(bào)警值下運(yùn)行時(shí)，流量會(huì)損失5%左右。因此，根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境狀態(tài)定期維護(hù)保養(yǎng)和更換過(guò)濾器，使過(guò)濾器的阻力保持在一個(gè)較低的范圍內(nèi)，是節(jié)能的一個(gè)得好措施。

2.溫度

不論是單級(jí)壓縮還是多級(jí)壓縮，級(jí)間溫度和排氣溫度嚴(yán)重地影響著空氣壓縮機(jī)的運(yùn)行和效率?？諝鈮嚎s機(jī)冷卻器的一個(gè)重要作用就是提高壓縮效率，就溫度而言，提高冷卻效率就是提高了空氣壓縮機(jī)的效率，相對(duì)得就是降低了功耗。排氣溫度每下降10℃，功耗也隨之降低3%。

控制溫度主要在夏季，一般要求在高溫季節(jié)之前，對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行全面的檢查、維護(hù)保養(yǎng)，清洗或更換冷卻效果差的冷卻器，補(bǔ)充潤(rùn)滑液，把溫度控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，不僅穩(wěn)定空氣壓縮機(jī)的運(yùn)行，而且不會(huì)由于溫度的原因使油耗增加。

油分離器只能分離液態(tài)油而不能分離氣態(tài)油，當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)易產(chǎn)生油氣隨壓縮空氣進(jìn)入后處理設(shè)備，除增大油耗外，還會(huì)污染這些設(shè)備，或降低干燥效果，或增大阻力使功耗增大。因此，控制好溫度不僅能穩(wěn)定空氣壓縮機(jī)的運(yùn)行，而且還能降低油耗使系統(tǒng)正常運(yùn)行，進(jìn)一步降低功耗。

3.壓力降問(wèn)題

任何的傳輸都存在著壓力降，合理地控制壓力降有利于節(jié)能降耗。當(dāng)壓力降增加時(shí)為獲得所需要的壓力，空氣壓縮機(jī)就要多做功。壓力降每增加0.01MPa時(shí)，功耗相應(yīng)增加0.3%一0.5%。對(duì)任何一臺(tái)空氣壓縮機(jī)，每年增加的功耗是很大的。油分離器、精密過(guò)濾器、干燥機(jī)是壓力降增加的主要部位，因此，適時(shí)地更換油分離器、精密過(guò)濾器，定期清洗干燥機(jī)空氣通道是降低壓力降的有效措施。

延長(zhǎng)油分離器、精密過(guò)濾器的使用時(shí)間，并不能節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用。以壽力300HP型空氣壓縮機(jī)為例，當(dāng)油分離器的壓差達(dá)到0.07MPa時(shí)就會(huì)報(bào)警。若繼續(xù)延長(zhǎng)使用半年，油大約多耗20kg，功耗則增加為300×0.75×0.005×7×4000=31500(kW·h)，每度電按0.6元計(jì)算，電費(fèi)就多付18900元。且多耗的油進(jìn)入后處理系統(tǒng)、管網(wǎng)系統(tǒng)會(huì)帶來(lái)意外事故。

采取節(jié)能技術(shù)改造措施

1.采用變頻調(diào)節(jié)技術(shù)

空氣壓縮機(jī)的控制一般是加載和卸載控制。當(dāng)管道壓力低于空氣壓縮機(jī)的設(shè)定壓力下限時(shí)，壓縮機(jī)開(kāi)始加載，此時(shí)進(jìn)氣閥門(mén)打開(kāi)，空氣壓縮機(jī)開(kāi)始排氣，管道壓力逐漸升高；當(dāng)管道壓力高于設(shè)定上限時(shí)，空氣壓縮機(jī)閥門(mén)關(guān)閉，空氣壓縮機(jī)不排氣，管道壓力又逐漸下降。

加卸載控制的方法可以保證空氣系統(tǒng)的壓力在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，保證生產(chǎn)順利進(jìn)行，但依然存在較大的能源浪費(fèi)。其主要原因是，在卸載工況的時(shí)候，空氣壓縮機(jī)并不產(chǎn)氣，電機(jī)空轉(zhuǎn)也要消耗電能。如果一臺(tái)空氣壓縮機(jī)卸載的情況較多，則能耗浪費(fèi)就非常大。

為了改善這個(gè)問(wèn)題，可以采用變頻調(diào)速技術(shù)，通過(guò)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的產(chǎn)氣量，這樣就能使電機(jī)的耗電量與產(chǎn)氣量很好的匹配，減少浪費(fèi)。根據(jù)電機(jī)學(xué)原理可知，電機(jī)的轉(zhuǎn)速與電源頻率成正比。通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)電源頻率可以調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速，進(jìn)而調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的產(chǎn)氣量。

安裝在管網(wǎng)上的壓力傳感器測(cè)得的管網(wǎng)壓力值與設(shè)定值相比較后得到偏差，經(jīng)PID調(diào)節(jié)器計(jì)算出變頻器作用于異步電動(dòng)機(jī)的頻率值后，由變頻器輸出相應(yīng)頻率和幅值的交流電，使電機(jī)得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速，于是空氣壓縮機(jī)便輸出相應(yīng)的壓縮空氣至管網(wǎng)，使其壓力變化，直到管網(wǎng)壓力與設(shè)定值相同。

采用變頻調(diào)速節(jié)能效果十分明顯，通常為10-35%。采用空氣壓縮機(jī)變頻調(diào)速還可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)擊軟啟動(dòng)，降低啟動(dòng)電流，無(wú)機(jī)械沖擊，從而延長(zhǎng)了機(jī)械設(shè)備壽命，減小了對(duì)電網(wǎng)的影響；空氣系統(tǒng)排氣壓力穩(wěn)定，通常偏差僅為為0.02Mpa。

2.集中控制技術(shù)

集中控制的節(jié)能主要來(lái)自兩個(gè)方面：(1)減少系統(tǒng)中空氣壓縮機(jī)的卸載時(shí)間；(2)降低系統(tǒng)壓力帶寬。

集中控制系統(tǒng)的主要應(yīng)用在有多臺(tái)空氣壓縮機(jī)的場(chǎng)合，通過(guò)單點(diǎn)壓力控制替代多臺(tái)空氣壓縮機(jī)的梯度壓力控制，大大減少系統(tǒng)的壓力帶寬。根據(jù)美國(guó)能源部的統(tǒng)計(jì)，壓縮空氣系統(tǒng)的壓力每下降0.1Mpa，則會(huì)減少能耗7%。通過(guò)集中控制系統(tǒng)的順序控制和邏輯控制，還可以讓系統(tǒng)中的某一臺(tái)機(jī)器運(yùn)行在加卸載或變頻狀態(tài)，其余機(jī)器全部滿載運(yùn)行，避免多臺(tái)機(jī)器同時(shí)加卸載帶來(lái)的巨大能量浪費(fèi)。

結(jié)束語(yǔ)

在世界能源匱乏的今天，如何選擇空氣壓縮機(jī)并達(dá)到節(jié)能效果，將變得極為重要。通過(guò)對(duì)空氣壓縮機(jī)的選擇進(jìn)行分析比較，以及列舉的節(jié)能措施，將會(huì)對(duì)用戶節(jié)省投資、降低成本、提GX益起到重要作用。壓縮空氣系統(tǒng)的節(jié)能降耗任重道遠(yuǎn)，只有在工作中用心關(guān)注每一個(gè)細(xì)節(jié)，從點(diǎn)點(diǎn)滴滴做起做好，才能使壓縮空氣系統(tǒng)的耗能降低。