空压机的稳压节能技术运用

李文柱

中核第七研究设计院有限公司 山西太原 030012

1 空压机现状

1.1 空压机的定义

空压机是气源装置中的主体。它是将原动机（通常是电动机）的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置。空压机已广泛用于制造业、纺织业、五金加工、木材家具、机械加工、医疗、印刷、冶金铸造及仪表等行业。现在常用的空压机有活塞式空压机、螺杆式空压机、离心式空压机以及滑片式空压机。大多数空压机不具备联网能力，主要作为气体压力的产出单元。

1.2 空压机能耗现状

在工业生产中，空压机耗电量占据工厂总量的10%～20%，部分纺织行业工厂甚至高达35%，因此空压机系统成为节能工作的重点。空压机至今已形成全球年销售额约110亿美元的市场份额，其中中国销售额达到近50亿人民币。在能源日益萎缩和愈加注重环保的今天，能源浪费严重引起全社会的关注，空压机能耗和如何节能环保成为我们急须解决的问题。空压机一般在使用中采取间歇式运行或空载运行来调节能量。频繁地间歇式启停运行会大大增加电能损耗，引起电网波动，同时也会影响设备寿命。而空载运行不仅会加剧空压机的损耗，增加零器件的运行成本，也会造成全球能源的浪费。由此可见，空压机惯有使用方式存在的问题，及全球行业对于空压机的市场需求，使得空压机能耗的改进与技术升级成为空压机行业中的重中之重。

2 空压机的稳压节能技术运用

2.1 IFC 说明

IFC是智能流量控制器的英文名称缩写，是压缩空气系统用于精确控制用气量、降低空压机负载的节能设备，并通过恒压供气优化生产工艺提高生产质量。在工业发达国家，IFC流量控制器（用气端需求控制）与VSD变频空压机（产气端供应控制）一样，都已成为压缩空气系统节能优化的标配设备。在亚洲，已经有超过500家客户的压缩空气系统在使用寿力IFC。虽然变频空压机（VSD）随用气量条件变化其节能效果也相应变化，但人们依然都认为VSD可以节能。一般来说，一个空压站只会安装一台VSD，需求增加则空压机转速升高流量增大，需求下降则空压机转速下降流量减少。IFC也是根据用气量（需求）的变化灵敏控制总流量（供应）的输出，但不同的是，变频一般只控制1台空压机的单机供应量，而IFC则是控制整个空压站的系统总量，且恒压精度更高。压缩空气系统的供求平衡控制是依靠压力信号的变化及空压机供应的响应实现的，压力信号从用气端传递到产气端、再由产气端做功产气并输送到用气端的循环周期中需要经过整个空气系统并耗费一定的时间，必然导致信号的损失及响应的滞后性。所以，当压缩空气输送到达用气车间时，用气车间的需求又变化了，这时才完成的需求响应就成为了浪费，这种需求类似一种错觉，被称为错觉需求。IFC专门解决这种错觉需求产生的浪费损失，其产品特征主要：①稳定的压力输出（±1PSI）；②具备压力输出的日程预设功能；③故障旁通功能；④断电后上电自启动功能；⑤远程控制功能；⑥自身能耗及保养成本极低；⑦安装简单工程量小。

2.2 空压机常见故障处理

空压机常见的主要是过热故障，由于这种机型会有温度设置，因此容易因为温度过高而停机。若超过该机型设定最高排气温度110℃，柴油机熄火电磁阀动作，空压机会自动停机。①挡墙类障碍物会导致气流循环受阻，加上空压机工作环境通风散热状况不佳，无法形成散热循环气流。②散热效果受到影响可能因为散热器堵塞或滤油器太脏，空压机周围环境粉尘多，散热器外表黏附粉尘或油泥，内部铜管也容易因油垢积累而堵塞。③机油油面过低或机油品质差。机油对能够润滑和冷却压缩机，不是生产厂商的专用压缩机油，其他的润滑油黏度及比热达不到标准，会造成温度过高。④冷却风扇故障。风扇停转或转速降低主要是因为风扇胶带断裂或胶带太松，从而影响散热。⑤断油阀失灵。没有开启断油阀，压缩机阴阳转子得不到润滑冷却，压缩机温度上升达到设定温度就会停机。拆下断油阀如拨动或回位困难，需进一步将断油阀解体。细砂纸打磨直至能轻松滑动阀杆或阀孔，之后还能继续使用。⑥负荷过重会导致压缩机升温，排气压力过高，升温导致自动停机，排除故障需要检查和调节压力阀以及柴油机油门控制系统。⑦过热停机可能是因为油气分离器滤芯太脏时，清理或更换滤芯能够避免这种情况。⑧温控器旁通阀失灵后就可能一直处于开启位置，冷却油就不通过散热器而直接流回空压机，空压机温度会慢慢升高而停机，其检修方法与断油阀的检修相似。

2.3 气体路径的循环系統

当压缩机在进行工作时，空气过滤器（一般选用自洁式空气过滤器）会吸人大量的空气，当这些空气经过相应的通道时，机器会对它们进行一级压缩。因为经过一级压缩的气体温度较高，状态不是很稳定，导致操作时不确定因素增多，所以我们需要对这些高温空气进行适当的冷却。这就需要我们对空气进行引导，使它们进人中间冷却器进行气体的冷却。当这些高温气体达到冷却的相应温度后，就可以进人到二级压缩系统了。为避免在循环系统中由于气体回流造成带压起动等状况的产生，我们需要在压缩机的排气管道上安装悬挂全启式止回阀，在压缩机排出气体后直接就可以推开止回阀进人排气消声器，排除隐患。

3 结语

空压机节能技术有很多种方案，如供气端节能解决方案：能效联机控制系统（EMC系统），变容控制空压机（VCC螺旋阀系列），变频控制空压机（VSD系列），高效双级压缩空压机（TS系列）；中间系统节能解决方案：中间系统压损检测改进，泄漏检测处理技术；用气端节能解决方案：变流量需求控制系统（IFC控制器）复杂需求系统设计（多站房、多需求、剧变需求等）等等，本次方案仅做抛砖引玉之用。