空压机节能技术及其应用

杜德震

摘  要：当前，几乎全世界的机械加工制造企业种采用的动力源都为压缩空气，空压机系统的元器件不但价格较低，其系统的维护也较为便利，然而空压机系统工作时需要消耗较多的能耗，目前企业首要考虑的问题就算耗能指标的降低。本文首先介绍了空压机的耗能情况，并研究了空压机节能运行的方法，使空压机时刻维持经济运行状态。

关键词：空压机;能耗;节能技术

随着工业技术的发展，能源危机早就变成全世界普遍重视的问题。空压机作为风动设备的主要动力源，其能耗非常巨大，达到企业耗电量的10%以上，甚至达到30%。在我国空压机系统的一生运行总成本中，设备前期投入和后期维护保养费用只占了30%左右，其能源消耗占了70%左右，可见我国压缩空气系统普遍存在的效率低下、浪费严重的现象。为了更好的发挥空压机运行能效，现在无论是专业的能源机构还是企业用户，不得不把更多的注意力转移到压缩空气系统节能工作上。

1.空压机系统运行现状及存在问题

1.1空压机供需不符合

在企业空压机管理运行中，为保证生产需求，往往忽略空压机的效能及损耗。实际上对空压机的合理配置及合理运行，对企业节省用电非常重要。通常情况下，空压机供风调节都是依靠吸气阀进行调节，在空压机吸气阀没有工作（未加载）情况下，仍需消耗40%～70%额定功率，浪费较严重。为此，很多企业采用很多节能监控措施，保证空压机合理供风，对节能降耗效果非常显著。

1.2压缩空气管路损失

管网泄露是供风系统中普遍存在的问题，解决管网泄露问题已成为企业节能降耗的重点工作。通常情况下供风系统中管网的泄漏率为10-30%，对于缺少管理的企业，管网泄漏率甚至可达到50%以上。在管网泄露的情况下，为了保证管网系统的供应压力，不得不开启更多的空压机，同时压缩空气的泄漏率也越大，造成了大量能源浪费。资料显示：设定供风压力为0.7MPa，管网系统中一个直径1mm的泄漏孔，每年损耗4000多度电，耗能巨大。

1.3压缩空气不当使用

除去管网泄露的因素，压缩空气不当使用也会造成很大的能源浪费。比如：压缩空气冲刷工作台、衣服、用气端无节制用风等。当用气端设备无节制用风，会导致末端设备压力不足，每提高末端用风压力0.1MPa，压缩机的供气压力需要提高0.2MPa～0.3MPa，此时压缩机的耗电就提高4%～8%，造成了巨大的能源浪费。

2空压系统的节能运行

2.1空压机集中控制

空压机集中控制系统主要功能是匹配用风端的需求，实现按需供风。并且利用智能算法，优化空压机运行，使空压机处在最优运行状态。

2.1.1提高空压机的效率

空压机采用集中控制，可以根据企业的供风要求设定压力范围。并通过集中控制器使系统的压力控制在设定的范围之内，并根据压力变化按需自动启停一台或多台空压机，使供风系统通过自动加卸载控制保证供风压力，供风加载率可达到95%以上。

2.1.2降低人力成本

空壓机集中控制系统可以分三种工作方式，分别为无人值守、远程自动和现场手动。企业可以根据供风情况，预先确定的顺序切换，只需要定期巡检，实现无人值守，大大降低了人工成本。

2.1.3保护及故障报警

空压机集中控制器具有检测故障的功能，当空压机设备出现故障时，控制器会自动检索当前的运行次序，启用备用空压机，并将故障情况记录在监视界面，并通过监控主机系统自动显示、记录或打印故障性质、故障地点及发生故障的时间。空压机集中控制系统，还具有保护空压机的功效，它可以识别空压机运行情况，合理匹配并循环运行，达到均匀磨损的目的，最大程度上延长空压机的使用寿命。

2.2空压机变频调速

空压机变频调速技术已经应用在供风领域，其目的是节省电能、改善空压机性能和提高供气品质。如今变频调速技术早就在空压机当中取得了十分普遍的应用，并呈现出关键的节能效果，主要是通过变频器，按照电磁感应的原理，以及电流频率的变化达到控制与调节空压机中电动机转速的目的。将以往的调速方式进行优化，使其具备更强的灵活性，可以在短时间内满足对空压机转速的多次调节，并且调速的历程也非常稳定，进一步极大的简化了空压机的转速调节期间多余的能量损耗，增加了空压机的运行效率，极大的降低了调速期间的电能损耗。

2.2.1减少电能损耗

变频空压机的压力设定是以最低工作压力作为基础压力点，并根据管网系统压力变化的趋势，调节空压机运转频率，使空压机始终处于加载运行，避免卸载电能的损耗。

2.2.2降低管网压力波动

变频空压机能够使管网系统运行压力稳定，甚至可以消除压力的波动，使供风系统中的空压机都能运行较低压力点，避免压力波动对设备及管网系统的损害，减少反复加卸载中不必要的电能损失。

2.2.3提升空压机工作效率

空压机在工频运行时不可能长期满负荷运行，其加卸载比例为7：3。采用了变频调速后，当生产需求量较小的情况下，可降低电机的转速，减小电机的运行功率，从而进一步实现节能。再者采用了变频调速后，可进行对空压机的连续调节，确保压力、流量、温度等参数的稳定，大大提高压缩机的工作性能。

2.3空压机余热利用

空压机工作一部分压缩空气，另一部分会产生热量排到空气中浪费掉。余热利用是全新的一种技术，主要是吸收空压机废热来把冷水加热的，基本没有能源消耗。目前主要用于员工生活热水和工业热水等，可以降低企业能源的消耗，从而节省大量的成本。

2.3.1投资小，回报高

空压机余热利用系统，投入的成本完全可以在一年内收回成本，一次性投入可以来长期的回报;其运行成本较低，完全是回收空压机的余热，达到环保和节能的目的;热源水每天源源不断地产生，可供全厂员工洗浴以及生产工业用水。

2.3.2改善空压机运行状况

空压机余热利用系统可以改善空压机运行状况，空压机冷却器无需定期检修或更换，延长空压机及其零件寿命。余热回收系统投入，还可以使空压机供风量增大5%左右，大大提升了空压机的运行效率，降低了运行成本。

2.4降低空压机的压力损失

空压机的合理运行与气路系统的稳定存在着非常大的关联，气路系统通常涵盖了滤风器、吸排气阀与密封气体等构造，也是确保空压机顺利可靠运行的关键部分。空压机的气路系统在运行期间常常有空气进入，接着利用吸排气阀到达空压机当中，使空压机可以具备大量的能量，所以，在优化空压机节能技术时，需要凭借合理的手段与气体能量，进一步优化空压机的节能特点。在对空压机进行研发时，需要重视其中压力的损失与核泄漏的降低，利用减压元件的运用，降低空压机系统中的气流阻力，让空气在系统中的管内直径可以增加，进一步扩大空气的流动范围，实现增强空压机内部气压的目的，并且还应该重视气体的输送进管道的环绕设计，避免空气在系统中流动的范区域缩小，使得气体能量可以快速的增强空压机的节能技术。除此之外，由于空压机之前在运行期间存在着反复压缩的不足，因此还应该减少内外泄漏的溶剂，进而降低在不断压缩期间损失能源这一现象的发生几率，增强空压机的节能效果。

总结

压缩空气系统节能技术在现代企业中应用越来越广泛，随着企业对能耗重视程度的加深，越来越多的行业人士已经认识到空压机节能改造的重要性。它不仅可以提高空压机的运行效率，还可以降低企业的运行成本，目前很多企业采取专业性较强的节能公司，从源头到末端的节能诊断改造服务，节能率可达到20%以上，每年可节约大量的运行成本。

参考文献

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