【壓縮機(jī)網(wǎng)】目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)使用壓縮空氣系統(tǒng)的企業(yè)對(duì)壓縮機(jī)系統(tǒng)節(jié)能并不是很重視，認(rèn)為壓縮機(jī)性能穩(wěn)定可靠就行，節(jié)能是次要的，但是，由于空氣壓縮機(jī)配置及運(yùn)行并不匹配（僅僅以保證正常供氣壓力為目的），供給的壓力跳動(dòng)大且偏高，泄露大，氣槍噴嘴失效，末端設(shè)備不合理用氣等問(wèn)題普遍存在，這給予了空壓機(jī)系統(tǒng)巨大的節(jié)能空間。

 

　　一、現(xiàn)場(chǎng)典型壓縮空氣系統(tǒng)的構(gòu)成如圖：

 

 

 

　　該系統(tǒng)由空壓機(jī)組，壓縮空氣緩沖罐，壓縮空氣前置過(guò)濾器、冷干機(jī)機(jī)組（吸干機(jī)）、后置過(guò)濾器（除塵、除水、除油）、控制系統(tǒng)等設(shè)備組成。

　　空壓機(jī)將空氣壓縮出來(lái)，首先進(jìn)入緩沖儲(chǔ)氣罐，然后通過(guò)前置過(guò)濾器對(duì)壓縮空氣進(jìn)行凈化處理，再通過(guò)冷干機(jī)除去壓縮空氣中的水分，再經(jīng)過(guò)吸附干燥過(guò)濾器進(jìn)一步除去壓縮空氣中的水分，經(jīng)過(guò)后置過(guò)濾器對(duì)壓縮空氣精密過(guò)濾，達(dá)到要求后的壓縮空氣送往用氣終端。

　　空壓機(jī)的工作流程：空氣通過(guò)進(jìn)氣過(guò)濾器將大氣中的灰塵或大顆粒物進(jìn)行除塵，由進(jìn)氣控制閥進(jìn)入壓縮機(jī)主機(jī)，當(dāng)空氣被壓縮到規(guī)定的壓力值時(shí)，最小壓力閥開啟，排出壓縮空氣到冷卻器（水冷或風(fēng)冷）進(jìn)行冷卻，然后送入到后續(xù)緩沖罐設(shè)備。

　　壓縮空氣緩沖罐主要有以下功能：（1）起緩沖作用，首先，緩沖罐可以使輸出氣體流量安穩(wěn)，延伸后續(xù)凈化設(shè)備的使用壽命。其次，利用儲(chǔ)氣罐來(lái)平衡系統(tǒng)壓力的平穩(wěn)和減少空壓機(jī)的頻繁加載和卸載。（2）起降溫除水作用。壓縮空氣在儲(chǔ)氣罐內(nèi)溫度快速降落，使大量的水蒸汽液化，從而除去大量的水分和油分，減輕后續(xù)凈化設(shè)備的工作負(fù)荷。

　　前置過(guò)濾器：作用為濾除大的雜質(zhì)顆粒，濾除部分油分、雜質(zhì)，避免對(duì)冷干機(jī)的損害。

　　冷干機(jī)：作用為冷卻壓縮空氣，凝結(jié)壓縮空氣的中水分，通過(guò)自動(dòng)排水閥排出水分，得到較為干燥的空氣。

　　吸附干燥機(jī)：由于冷凍干燥機(jī)不能完全去除空氣中水蒸氣，故對(duì)空氣要求特別嚴(yán)格的場(chǎng)合，需要進(jìn)一步經(jīng)過(guò)吸附干燥機(jī)，將空氣中水分含量控制在要求范圍內(nèi)，吸附式干燥機(jī)是在高溫和高壓下用吸附劑來(lái)吸附壓縮空氣中水分達(dá)到干燥的目的。

　　后置過(guò)濾器：其過(guò)濾精度比前置過(guò)濾器要高，一般由3個(gè)過(guò)濾器組成：除油過(guò)濾器、除水過(guò)濾器、除塵過(guò)濾器。主要是濾除空氣中的雜質(zhì)、油分、水分、固體顆粒。

 

　　二、壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能方向及措施

　　從壓縮空氣的生產(chǎn)流程及設(shè)備配置特點(diǎn)，結(jié)合后續(xù)供氣的要求，壓縮空氣生產(chǎn)的節(jié)能方向及措施有：合適的壓縮技術(shù)的選擇，壓縮機(jī)組群的合理配置和優(yōu)化運(yùn)行，壓縮空氣凈化處理設(shè)備選擇，配套的熱回收裝置等。

　　(1) 空氣壓縮技術(shù)選擇

　　在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行中，電能的消耗主要集中在空氣壓縮機(jī)?？諝鈮嚎s機(jī)本身的能源轉(zhuǎn)換效率也是重要考慮因素之一。目前，制造業(yè)中運(yùn)用廣泛的為活塞式空氣壓縮機(jī)、螺桿式空氣壓縮機(jī)、離心式空氣壓縮機(jī)。

　　活塞式空氣壓縮機(jī)的工作原理特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)型式?jīng)Q定其缺陷：活塞式周期性的往復(fù)運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)和噪音，并因?yàn)橛袀鲃?dòng)部件、易損件較多，維護(hù)量大的問(wèn)題，已逐步被螺桿式空氣壓縮機(jī)和離心式壓縮機(jī)所取代。

　　離心式空氣壓縮機(jī)主要適用于大流量、用氣平穩(wěn)的工作狀態(tài)，在流量工作狀態(tài)下，離心式空氣壓縮機(jī)的能源轉(zhuǎn)換效率相比其它空氣壓縮機(jī)優(yōu)勢(shì)明顯。但不適用用氣量小，壓力波動(dòng)較大的工作環(huán)境，并且離心式空氣壓縮機(jī)噪音大，可調(diào)節(jié)性差，同時(shí)排氣量的變化容易引起壓縮機(jī)的“喘振”，也影響產(chǎn)氣效果。

　　螺桿式空氣壓縮機(jī)使用方便，產(chǎn)氣平穩(wěn)，維護(hù)簡(jiǎn)單，在中小排氣量場(chǎng)所被廣泛使用。尤其是變頻控制更加便利。采用變頻技術(shù)后，空氣壓縮機(jī)可以以最小的卸載負(fù)荷，進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)降低電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)降低空氣壓縮機(jī)的產(chǎn)氣量，達(dá)到用氣管網(wǎng)所需要的最低壓力，變頻螺桿式空氣壓縮機(jī)的能源利用效能無(wú)論在全負(fù)荷，部分負(fù)荷工況下都有待提高水平。

　　(2) 空氣壓縮機(jī)群的合理配置和優(yōu)化運(yùn)行

　　現(xiàn)有企業(yè)對(duì)供氣量的需求存在波動(dòng)情況，可以根據(jù)波動(dòng)氣量測(cè)試計(jì)算，采用工頻機(jī)配置變頻機(jī)組組合構(gòu)成最佳空氣壓縮機(jī)群組，其中離心式工頻壓縮機(jī)或固定轉(zhuǎn)速螺桿式空氣壓縮機(jī)保持滿負(fù)荷運(yùn)行，效率最高。與其組合的變頻螺桿式空氣壓縮機(jī)組變頻運(yùn)行，作為部分負(fù)荷的調(diào)節(jié)，同樣運(yùn)行效率最高。

　　對(duì)于空氣壓縮機(jī)組群的控制需要采用集中控制器，集中控制器根據(jù)后續(xù)系統(tǒng)氣量、壓力的需求不同，自主調(diào)控壓縮機(jī)組群的運(yùn)行狀態(tài)，達(dá)到節(jié)約運(yùn)行成本效果。

　　(3) 壓縮空氣凈化后處理設(shè)備

　　壓縮空氣的干燥設(shè)備主要為冷凍式干燥機(jī)、吸附式干燥機(jī)，在選擇干燥設(shè)備時(shí)，除了滿足壓縮空氣的品質(zhì)要求外，還應(yīng)減少干燥處理設(shè)備的壓力損失，減少壓縮空氣的能量消耗。同時(shí)，對(duì)于吸附式干燥機(jī)，應(yīng)選擇再生耗氣量少的設(shè)備，避免壓縮空氣的浪費(fèi)，造成能量損失。

　　在某些場(chǎng)合，對(duì)壓縮空氣含油量有嚴(yán)格要求，為了滿足壓縮空氣的品質(zhì)，需要前端選擇合適的空氣壓縮機(jī)，這樣后續(xù)的除油過(guò)濾器負(fù)荷較小，壓力損失小，能量損失小。

　　(4) 配套的熱量回收裝置

　　空氣在被壓縮的過(guò)程中，壓縮機(jī)所消耗的電能有80%-50%被轉(zhuǎn)換成熱能，目前10%-20%的電能轉(zhuǎn)換為有效能。熱量回收裝置就是通過(guò)能量交換器等手段將空氣壓縮過(guò)程中產(chǎn)生的熱量回收利用。這些能量被二次利用，作為可再回收利用能源供給，提高空氣壓縮機(jī)運(yùn)行效率。

 

　　三、壓縮空氣輸送和節(jié)能措施

　　壓縮空氣輸送的節(jié)能措施主要是以下方面：輸送管路系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)，輸送管路的堵漏，局部增壓技術(shù)。

　　（1）輸送管路系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)

　　壓縮空氣輸送管路系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)可以大大降低輸送管線的阻力損失。空氣壓縮機(jī)為了達(dá)到后續(xù)工藝用氣的需求，往往將空氣壓縮機(jī)出口壓力提高0.1-0.2MPa，而空氣壓縮機(jī)排氣壓力每增加0.1MPa，其能耗將增加3%-10%。因此，降低壓縮空氣輸送管線的阻力損失很關(guān)鍵。

　　輸送管路系統(tǒng)的主要節(jié)能措施：一是根據(jù)輸送管線內(nèi)經(jīng)驗(yàn)值選擇合理，經(jīng)濟(jì)的管道口徑，避免大口徑浪費(fèi)，從理論上講小口徑造成管道阻力大，能量損失大，二是空氣壓縮機(jī)與用氣區(qū)域管道阻力大，降低管網(wǎng)壓降；三是減少管線彎頭數(shù)量，采用低壓降的閥門，用氣管路是用環(huán)形設(shè)計(jì)等都可以降低管網(wǎng)壓降，減少能量損失。

　?。?）輸送管線的堵漏

　　工廠中壓縮空氣在用氣設(shè)備的漏電、閥門、接頭、法蘭，螺紋連接等處的泄漏量通常占供氣量的10%-30%，泄露量直接造成能量損失，故輸送管線的堵漏的主要措施：一是盡可能減少相關(guān)焊接數(shù)量、閥門數(shù)量、法蘭、螺紋連接數(shù)量，減少易泄露點(diǎn)的數(shù)量；二是采用專業(yè)監(jiān)測(cè)設(shè)備，技術(shù)對(duì)壓縮氣體輸送管線、設(shè)備進(jìn)行泄露點(diǎn)監(jiān)測(cè)，預(yù)防壓縮空氣輸送系統(tǒng)的跑、冒、漏。

　　（3）局部增壓技術(shù)

　　在整個(gè)用氣系統(tǒng)中，經(jīng)常存在少數(shù)設(shè)備需要高壓供氣，常見的做法是提高空氣壓縮機(jī)供氣壓力，這樣會(huì)造成空氣壓縮機(jī)組的負(fù)荷增加，能耗增大，同時(shí)，提高整個(gè)管網(wǎng)壓力，會(huì)使管路的泄露量增加。為了解決局部需要高壓力壓縮空氣的需要，可以采用局部增壓的方式，目前有兩種方式：A、電動(dòng)增壓技術(shù)，利用電力通過(guò)機(jī)械設(shè)備為壓縮空氣增壓。此類電動(dòng)增壓機(jī)通過(guò)壓縮機(jī)改進(jìn)而成，其輸出流量大，壓力高，能量轉(zhuǎn)換效率可達(dá)80%，但此類設(shè)備缺少控制，易對(duì)工廠的電網(wǎng)和氣網(wǎng)造成沖擊，以及對(duì)設(shè)備本身?yè)p壞比較大；B、氣動(dòng)增壓技術(shù)。通過(guò)改變壓縮空氣，利用活塞對(duì)空氣進(jìn)行壓縮，達(dá)到增壓的目的，此類增壓器以壓縮空氣為動(dòng)力，不需要電源，結(jié)果簡(jiǎn)單，體積小，易于使用，在一些需要少量，局部高壓空氣的場(chǎng)合得到廣泛的推廣，但此類設(shè)備能量轉(zhuǎn)換效率僅僅為20%，也可采用一種高效、大流量壓縮空氣增壓技術(shù)，以滿足工業(yè)上大流量局部增壓要求。

　　總之，節(jié)約能耗的目的是提高壓縮空氣系統(tǒng)的有效利用率，一系列的選型，壓縮空氣系統(tǒng)的輸送，局部增壓都是為了給末端用戶提供高品質(zhì)的壓縮空氣，滿足精密加工制造用氣問(wèn)題。

 

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