【壓縮機網】由于空氣取之不盡用之不竭，且具有很強的可壓縮性，使用安全可靠，無毒無味，因而壓縮空氣在工業生產活動中具有十分廣泛的用途，空壓站幾乎遍及所有的工業領域。據統計，空壓機每年用電量約占全社會總發電量的9%左右，以2020年發電量7.42萬億千瓦時計算，空壓機耗電量約為6700億度；從具體企業來看，大約有85%的工廠建有空壓站，而壓縮空氣站的用電量一般占全廠用電總量的 6%～10%，汽車工廠中為12%～15%，在工礦企業中高達20～40%。因此，如何做到合理供氣進而節約能源，不僅是我們每一位從業者應盡的責任和義務，而且是企業獲取可觀經濟效益、提升企業競爭力的有力保障。

　　下面，我們就一般工業企業在進行壓縮空氣系統設計時可采取的節能降耗措施，與大家進行探討和分享。

　　一、空壓機科學選型

　　在空壓機運行全周期中，設備購置成本約占13%，維護保養成本約占10%，電力耗費成本約占77%。因此，選購空壓機不僅需要對比設備采購價格，還需要結合自身環境選擇符合機器的工作功率，節省下來的電費就是利潤。

　　在空壓機選型前，我們需要獲取準確的用戶用氣需求信息，分析高峰、低峰用氣量。按照低峰用氣負荷選取合適臺數的空壓機，再利用高低峰用氣量差值選取合適臺數的調峰用空壓機。調峰用空壓機可根據實際情況考慮選用變頻機或小排氣量的空壓機。當高低峰用氣量相差不大時，選用1臺小型空壓機即可滿足日常生產調峰需求。當高低峰用氣量相差較大時，可以考慮選用幾臺小型空壓機或選用1臺變頻調速空壓機。

　　空壓機按照工作原理分為容積型和速度型；容積型可分為活塞式、螺桿式、滑片式三種；速度型可分為離心式和軸流式兩種。以前由于加工技術不過關，工廠大多使用的是活塞式空壓機，因其設備結構復雜，系統壓力控制技術落后，普遍存在系統壓力不穩定、維修成本高、管理難度大等缺點，從上世紀90年代后期開始，其逐漸被雙螺桿空壓機大范圍替代。

　　現在，螺桿空壓機是中小型用氣規模（用氣總量200m3/min左右）企業的主要使用機型。目前，市面上常見的螺桿空壓機按其卸載特性可以分為普通空壓機、簡單節能型空壓機和變頻螺桿空壓機。主要區別在于當壓縮空氣用量發生變化時空壓機消耗的軸功率不同。

　　普通工頻螺桿空壓機一般采用進氣截流的卸載方式，即關閉進氣閥使電機處于空轉狀態，但空壓機在空轉狀態下還是在帶動螺桿做回轉，所以卸載時仍要消耗較大的軸功率，一般大于滿載時軸功率的70%，這就會造成很大的能量浪費。

　　簡單節能型空壓機一般采用進氣截流與卸壓及電機開關組合的卸載方式。當達到設置壓力值時，機器卸載，關閉進氣門。卸載時，電機停止運轉，當卸載到設定值時，電機自動啟動，通過減少電機做功時間從而達到較好的節能效果。

　　變頻螺桿空壓機可跟蹤空氣的需求量變化自動地調節電機的轉速，用氣量越少，電機轉速越低，消耗的軸功率就越低。具有氣壓穩定、啟動無沖擊、噪音低、自動休眠、機械磨損減少、電機壽命長、控制精度高、運行成本低等優點。

　　在空壓站進行設備選型時，并非一成不變的，而是要根據實際需要進行合理的科學選型。如果用氣很穩定，需求量上下浮動不會太大，可以由儲氣罐應對，這時就沒有必要選擇變頻空壓機。就算買了變頻設備也沒有實際作用，性能冗余不說，還可能因為多一個部件而導致故障幾率增大；但如果用氣不穩定，上下浮動很大，那么在配置螺桿空壓機時，應優先采用變頻空壓機，同時結合用氣量波動的具體情況，設置若干臺備用機，既可以達到節能降耗的目的，又可以滿足生產需要。

　　當用氣需求量過大時，比如達到500m3時，僅選用螺桿式空壓機就會造成壓縮空氣站房過大，聯控系統和配管復雜等缺點，從而帶來生產風險和其它投資成本增加。這時可考慮選用離心式空壓機加螺桿式空壓機的組合供氣方式，連續穩定使用的壓縮空氣由離心空壓機供應，其它間斷不定量使用的用氣需求由螺桿空壓機來提供。這樣不僅可以降低設備采購、基建投資成本，還可以節省運行電耗，降低后期的運維費用。

 

　　二、盡量降低環境溫度

　　有數據表明，空壓機進口溫度每升高5℃，排氣量將減少1%，耗電量同時增加約 4%。所以，我們應盡量降低空壓機站房的環境溫度，尤其是吸氣口的溫度。這樣一來，空壓機進氣口的位置選擇就顯得格外重要。在我國北方地區，若采用室內進氣，被空壓機吸走的室內空氣將由室外空氣補充，這會造成采暖季節的采暖熱負荷增加，浪費能源。所以空壓站應盡量選用室外吸氣方式。一般空壓機低溫不宜低于5℃，高溫須低于40℃，保持通風。當然，環境溫度不宜太低，如低于5℃，甚至低于0℃，則會造成潤滑油粘度過大，流動不暢，而導致開車故障。當冷空氣進入空壓機之后，遇到主機腔內的高溫會產生大量的水蒸汽，這樣就會加大空壓機后處理環節水蒸汽過濾的負擔，可能導致設備銹蝕、跑油、潤滑油乳化等后果，不利于節省成本。

　　做好設備維護清潔，保證水冷、風冷等換熱器的交換效果，保持油質等，這些工作都有助于減少能源損耗。

 

　　三、適當降低系統供氣壓力

　　不管何種空壓機，其均有一個共同的特性：排氣壓力越高，其所消耗的軸功率就越高，所需的電量就越多。據統計，空壓機每生產1m3壓縮空氣的耗電量與排氣壓力有以下關系：排氣壓力每降低0.05MPa，生產1m3壓縮空氣的耗電量就可降低0.004kWh。相反，每提高一公斤壓力就多增加7%-10%的能耗。

　　目前，大多數加工設備用氣壓力要求為0.4～0.6MPa，空壓機額定排氣壓力多在0.8MPa。實際運行時，很多數用戶將空壓機排氣壓力設為0.7MPa，輸送到用氣末端的壓力約為0.6MPa。所以，在確保安全生產用氣的前提下，適當降低空壓機的排氣壓力是一種很有效的節能降耗措施。

 

　　四、對空壓機設備進行系統化管理

　　目前，空壓機系統節能最為常見的手段包括對低效設備進行高效空壓機置換、壓縮機變頻改造、壓縮機組群聯控以及余熱余壓回收利用等方式。事實上，目前空壓機系統由于壓縮機群配置不合理、運行負載不匹配、供給壓力設置偏高、管網設計不合理、末端用氣管理粗放、泄漏檢測手段缺失等原因，存在大量的低效運行和能源浪費問題，所以未來空壓機系統領域必然要全面引入智能物聯網，朝著系統化、精細化管理方向發展，以提高終端用氣效率。

　　系統化管理是指，對于壓縮空氣系統由對單一設備的節能控制向對整個壓縮空氣系統的節能設計和集成管理轉變；精細化管理指改變原來設備管理工作的粗放型方式，解決空氣壓縮系統機群配置不合理等問題，提高空壓系統的工作效率；提高終端用氣效率是指通過泄露檢測、氣能設備對接吻合性等手段來提高終端氣能使用效率。

　　據統計，一家工廠的壓縮空氣平均泄漏量高達20～30%，所有的氣動工具，包括軟管、接頭、閥門，一個1平方毫米的小孔，在7bar壓力下，一年差不多損失4000元，所以節能的首要工作是治理泄漏。可以采取在管路各段設立壓力表的方法，一般空壓機出口到工廠使用點，壓降不能超過1bar，更嚴格的是不能超過10%，即0.7bar。冷干過濾段的壓降一般為0.2bar，日常工作中，須仔細檢查各段的壓降，如有泄漏問題需及時封堵處理。

 

　　在很多工廠現場，我們經常會發現很多管道接頭處，由于密封不嚴，用手或耳朵就能聽或感覺到管道漏氣。應通過及時修補泄露孔洞、調換密封墊片、在非工作時間內切斷不使用的局部管網等措施來減少管網泄露。

 

　　小結

　　空壓機是不折不扣的“電老虎”，空壓站也是工廠名副其實的能耗大戶，如何將節能理念很好地引入到空壓站當中是我們從業人員需要認真考慮的問題。當然，空壓站的節能要素，必然不止于上文所述環節和方面，在此僅希望我們所探討內容能對大家有所幫助和啟發。

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