利用系统测试制定出空压系统节能方案

王化南，严祯荣 ，袁奕雯，刘小畅

(上海市特种设备监督检验技术研究院，上海 200333）

一、评估背景和目的

压缩空气目前已被广泛应用于工业领域,空压机系统的初期投资及维护费用占到总费用的23%，而电能消耗占到77%，这就意味着提高压缩空气系统的运行效率对于企业节约成本、改善环境有着非常重要意义。

二、空压系统概况

应上海某塑料制造公司的委托，对该公司的空压站进行节能测试，并提出系统的节能改造方案。该公司主车间的空压站内现配有3台C60MX3型离心式压缩机，单机容量为1 103kW，该类型空压机在出气压力达到设定压力时，通过卸荷阀向大气排放，而此时电机的负荷是恒定的，因而造成电能的极大浪费。

三、系统检测及分析

多点记录设备被安装在工作现场以收集采集系统流量和电流数据等。空压站系统运行的实时流量和空压机电流等数据如表1所示。

从以上数据看，4#空压站压缩空气使用量波动较大，峰值接近16777.6m3/h,而低谷用量小于6669.6m3/h，低谷用气量仅为峰值的40%。且用气量有明显的规律，每天8:00左右气量迅速增加，很快达到峰值后，即保持稳定值，12:00之后显著下降，维持在7000～9 000m3/h左右，到13:00又开始增加，晚上17:00到19:00又降到7 000m3/h以下，每天如此循环反复。目前工作时间主要开1台压缩机，压缩机在卸载时仍会消耗满载时100%的功率。

表1

四、系统节能改造方案

在了解系统的运行特性后，通过分析认为4#空压站在用气谷底时排空运行，其能耗与满载运行一致是造成极大能源浪费的原因。

1.调整压缩机的配置

据相关厂家的资料，该类型离心式压缩机不适合采用变频调速的方法进行调节输出流量。因此，建议采取调整压缩机配置的方案，将该企业闲置备用的1台2CV35M(功率588kW)离心式空压机和1台螺杆式空压机MH250-11(功率250kW，流量为34.8m3/min)置换至车间空压站，在用气量低谷时启用。

2.加装变频高效控制系统

根据系统流量负荷变化特点，可以对MH250-11螺杆式空气压缩机进行变频改造，使空压机可以跟据系统的负荷状况，实时的调整产气量，以达到节能目的。

3.安装中央控制系统

使用压缩机集中控制系统，对3台离心式压缩机和1台螺杆式压缩机进行统一控制，中央控制系统可以根据系统供气压力，综合控制4台压缩机。

4.改造方案实践分析

在采取以上的综合措施后，通过测试数据来验证节能效果。其中以每天12:00～13:00和17:00～19:00两个时段用气量仅为峰值用气量的40%计算，通过在该时段启用588kW压缩机，关闭1 103kW压缩机，仅此一项每天就可以节约1 500kW·h以上的电能，据统计改造4#空压站因压缩机卸载消耗的电能为45万kW·h，费用每年在30万元左右，对压缩机进行调整和进行集中控制(含变频)改造的费用约30万，一年内即可收回投资。

五、结语

改造方案不仅在公司得到了验证，并且在上海华生构件有限公司、豪林纸业公司等实践也达到了18%的节电效果。总之在企业节能改造时，一方面要针对不同的系统做详细的测试评估研究，在此基础上应用适合的优化措施以达到节能目标，另一方面要加强对系统和管路的现场管理，减少跑、冒、滴、漏现象，从而提高整个压缩空气系统的运行效率。

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