【壓縮機(jī)網(wǎng)】引言
空壓機(jī)是將大氣中的空氣制成高壓空氣，以提供氣體壓力能的機(jī)械，是工業(yè)制造的主要?jiǎng)恿υ碵1]。在空壓機(jī)系統(tǒng)的能源消耗中，電能的消耗最大，占總消耗約77％；其次是維護(hù)費(fèi)用，占總消耗18％；而設(shè)備投資只占到總成本的5％。因此，推動(dòng)空壓機(jī)系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)節(jié)能改造成為一種趨勢(shì)[2]。
大多數(shù)學(xué)者是通過空壓機(jī)本體的變頻改造、系統(tǒng)的集中控制或余熱回收，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。王坤闡述了空壓機(jī)節(jié)電系統(tǒng)工作原理，并分析空壓機(jī)節(jié)能系統(tǒng)的性能特點(diǎn)，對(duì)氣動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能效果、空壓機(jī)節(jié)能改造方法進(jìn)行了研究[3]。劉成紅等分析了空壓機(jī)在節(jié)能方面的應(yīng)用特點(diǎn)，結(jié)合鄂鋼壓縮空氣系統(tǒng)存在的問題，通過對(duì)空氣過濾器進(jìn)行定期維護(hù)、適當(dāng)調(diào)整空壓機(jī)出口壓力、改變空壓機(jī)運(yùn)行管理模式、改善循環(huán)水系統(tǒng)水質(zhì)、查找泄露、定期維保及
校驗(yàn)等措施，達(dá)到節(jié)能降耗的目的[4]。馬繼松等綜述了揚(yáng)州市重點(diǎn)用能企業(yè)空壓機(jī)能效水平及運(yùn)行管理的現(xiàn)狀，討論了設(shè)備經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的諸多可能，提出了優(yōu)化選型、余熱回收、合同能源管理和政策激勵(lì)等對(duì)策建議[5]。夏坤基于空壓機(jī)的具體工作原理，通過對(duì)空壓機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，結(jié)合母管的壓力值情況，借助可編程控制器PLC及監(jiān)測(cè)傳感器，讓空壓機(jī)實(shí)現(xiàn)了智能聯(lián)動(dòng)控制，來合理控制空壓機(jī)的啟動(dòng)臺(tái)數(shù)及啟動(dòng)時(shí)間，以達(dá)到降低空壓機(jī)能耗的目的[6]。
合同能源管理是一種以節(jié)能服務(wù)公司與用能單位約定節(jié)能目標(biāo)，節(jié)能服務(wù)公司以實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)向用能單位提供服務(wù)的模式，其本質(zhì)就是降低能源費(fèi)用來支付節(jié)能項(xiàng)目全部成本的一種節(jié)能服務(wù)模式，這種節(jié)能服務(wù)模式有助于降低運(yùn)營(yíng)成本，提高能源利用率。也有少數(shù)學(xué)者介紹了項(xiàng)目通過合同能源管理完成空壓機(jī)系統(tǒng)改造的案例[7]。裴利星介紹了某煤礦以合同能源管理的方式對(duì)壓縮空氣系統(tǒng)進(jìn)行改造，滿足企業(yè)生產(chǎn)需要并達(dá)到了節(jié)能減排的目的[8]。張冠華介紹了某企業(yè)使用外供壓縮空氣代替空壓機(jī)的過程，總結(jié)了項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益[9]。不過，并沒有空壓機(jī)系統(tǒng)節(jié)能改造是以氣費(fèi)為結(jié)算方式來保證供氣質(zhì)量和改造效果的。
本文通過介紹改造項(xiàng)目的概況、系統(tǒng)存在問題、改造方案、實(shí)施效果和項(xiàng)目收益，對(duì)“買氣”方式的空壓機(jī)系統(tǒng)節(jié)能改造進(jìn)行總結(jié)和分析，以期對(duì)類似的節(jié)能改造項(xiàng)目提供一定的參考。
1、空壓機(jī)系統(tǒng)改造前情況
1.1設(shè)備概況
云南某冶煉企業(yè)建廠時(shí)期同步配置了由3臺(tái)空壓機(jī)和3套微熱吸附式干燥劑組成的空壓站系統(tǒng)，系統(tǒng)由企業(yè)人員進(jìn)行運(yùn)行和維護(hù)，設(shè)備運(yùn)行時(shí)間已達(dá)10年，存在較多問題。企業(yè)空壓站原有噴油螺桿式空氣壓縮機(jī)3臺(tái)，同時(shí)配備3套微熱吸附式干燥機(jī)，具體設(shè)備信息見表1和表2。
1.2存在問題
?。?）系統(tǒng)設(shè)計(jì)余量大。企業(yè)原配備的3臺(tái)空壓機(jī)設(shè)計(jì)余量較大，未能與生產(chǎn)實(shí)際耗氣量做優(yōu)化匹配，導(dǎo)致空壓機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)開1臺(tái)不夠，開2臺(tái)過多的問題，此種“大馬拉小車”的模式導(dǎo)致電能浪費(fèi)嚴(yán)重。
（2）主設(shè)備運(yùn)行周期較長(zhǎng)，性能下降。企業(yè)原配備的3臺(tái)空壓機(jī)均為2010年投建，設(shè)備為一級(jí)壓縮，較市場(chǎng)主流的二級(jí)壓縮機(jī)相比，能效比較低；設(shè)備機(jī)頭已進(jìn)行過一次大修，連續(xù)10年的運(yùn)行導(dǎo)致設(shè)備性能下降、產(chǎn)氣量下降。
（3）輔助設(shè)備能耗較高。企業(yè)空壓機(jī)系統(tǒng)配套的3套微熱吸附式干燥機(jī)，處于連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)，較市場(chǎng)主流的鼓風(fēng)式干燥機(jī)相比能耗較高，同時(shí)該干燥機(jī)前后壓縮用氣壓力損失0.1MPa以上，氣損較高。冷卻水系統(tǒng)使用率下降，原有冷卻系統(tǒng)供應(yīng)空壓機(jī)系統(tǒng)等設(shè)備使用，存在浪費(fèi)情況。
綜上，企業(yè)現(xiàn)有空壓機(jī)組在系統(tǒng)配置、運(yùn)行能效、輔助系統(tǒng)能耗、設(shè)備維護(hù)、運(yùn)行周期等方面存在一定的缺陷。
1.3運(yùn)行成本
合作方通過加裝流量計(jì)、電能表的方式對(duì)企業(yè)空壓機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)月的數(shù)據(jù)采集，計(jì)算了企業(yè)系統(tǒng)運(yùn)行成本。企業(yè)空壓站年度運(yùn)行時(shí)間約8000h，每天運(yùn)行費(fèi)用約4900元，年度運(yùn)行成本約200萬元，計(jì)算得出每生產(chǎn)1m3壓縮空氣得綜合成本約0.12元/Nm3。
2、改造方案
2.1服務(wù)方案
壓縮空氣是由空氣壓縮機(jī)、后冷卻器、接收器、空氣干燥器、空氣儲(chǔ)罐、供應(yīng)管線及多個(gè)壓縮機(jī)單元組成的系統(tǒng)的產(chǎn)物[10]。壓縮機(jī)系統(tǒng)的總能耗取決于多個(gè)因素，如類型、型號(hào)和尺寸，但電機(jī)功率、控制機(jī)制、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、使用和維護(hù)也是決定壓縮空氣系統(tǒng)能耗的基礎(chǔ)[11]。
本次改造企業(yè)結(jié)合實(shí)際需要，選取了市場(chǎng)上具備長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行能力的合作方，由合作方負(fù)責(zé)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、選用新型節(jié)能空壓機(jī)房設(shè)備、配套物聯(lián)網(wǎng)云系統(tǒng)控制等，提供整站供氣合作方案。
?。?）合作方負(fù)責(zé)投資與實(shí)施，企業(yè)按照成品壓縮空氣的使用標(biāo)方（Nm3/min）結(jié)算氣費(fèi)。其中氣費(fèi)包含電費(fèi)，即電費(fèi)由合作方承擔(dān)。
（2）由合作方自行負(fù)責(zé)運(yùn)維，企業(yè)不負(fù)責(zé)對(duì)空壓機(jī)組的運(yùn)維工作。企業(yè)無需進(jìn)行資金投入，雙方每月按照成品壓縮空氣的使用標(biāo)方（Nm3/min）結(jié)算氣費(fèi)。
?。?）投入運(yùn)行5年之后，合作方把新建系統(tǒng)免費(fèi)移交給企業(yè)。
?。?）在合作期間，如由于合作方自身原因?qū)е虏荒鼙Ｕ瞎?、服?wù)不能滿足要求等問題，企業(yè)不承擔(dān)任何責(zé)任及費(fèi)用，企業(yè)有權(quán)停用合作方設(shè)備并要求合作方自行拆除投資設(shè)備、搬離現(xiàn)場(chǎng)。
（5）企業(yè)對(duì)于合作方選用的設(shè)備、設(shè)計(jì)的方案、運(yùn)維的開展不做約束，同時(shí)也不承擔(dān)任何運(yùn)維作業(yè)任務(wù)，由合作方自行負(fù)責(zé)，在符合用氣要求的前提下，合作方可對(duì)設(shè)備、管道做出有利于節(jié)能的優(yōu)化改造，費(fèi)用自行承擔(dān)。
?。?）企業(yè)不對(duì)用氣量做任何保證，即按儀表實(shí)際測(cè)量量結(jié)算，儀表由企業(yè)自行采購安裝（以保證儀表的可靠性）。
?。?）合同期內(nèi)如企業(yè)因不可抗力導(dǎo)致無法繼續(xù)使用壓縮空氣，則可無條件終止合作，合作方自行拆走投建的供氣設(shè)備。
?。?）如市場(chǎng)上出現(xiàn)節(jié)能效果有明顯改善的新設(shè)備、新技術(shù)，經(jīng)雙方協(xié)商一致，可提前淘汰現(xiàn)有設(shè)備并共同分享進(jìn)一步節(jié)能的價(jià)值。
2.2系統(tǒng)建設(shè)方案
2.2.1空壓機(jī)系統(tǒng)建設(shè)方案
合作方通過長(zhǎng)時(shí)間的調(diào)研后，根據(jù)企業(yè)用氣量和用氣波動(dòng)范圍，量身打造了一套節(jié)能壓縮空氣供應(yīng)系統(tǒng)，放棄了傳統(tǒng)上只是更換設(shè)備的簡(jiǎn)單做法，而是根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)需要從實(shí)際出發(fā)，為企業(yè)重新建設(shè)了一個(gè)新的空壓站。
2.2.2空壓機(jī)系統(tǒng)改造措施
參考《企業(yè)能量平衡通則》（GB/T 3484-2009）、《綜合能耗計(jì)算通則》（GB/T 2589-2020）等標(biāo)準(zhǔn)，按照購入存儲(chǔ)、加工轉(zhuǎn)換、輸送分配、終端使用和回收利用的能源平衡思路，對(duì)系統(tǒng)的空壓機(jī)、輔助設(shè)備、輸送管道、終端用氣點(diǎn)和循環(huán)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了改造，同時(shí)借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)升級(jí)了空壓機(jī)組的設(shè)備監(jiān)測(cè)和運(yùn)行維護(hù)系統(tǒng)。
（1）冷卻水系統(tǒng)改造。放棄原有大循環(huán)的冷卻水供應(yīng)，新建空壓機(jī)系統(tǒng)配備獨(dú)立小型冷卻塔，系統(tǒng)功率僅為5kW。新冷卻水系統(tǒng)改造完成后，冷卻水系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，不再將輔助設(shè)備的冷卻水回流到企業(yè)大循環(huán)冷卻系統(tǒng)。同時(shí)，企業(yè)大循環(huán)冷卻系統(tǒng)夜間停用，全年節(jié)省了大量電費(fèi)。
?。?）壓縮空氣系統(tǒng)用戶側(cè)改造。合作方和企業(yè)對(duì)壓縮空氣用戶側(cè)進(jìn)行了探漏、維修和優(yōu)化工作，完成了壓縮空氣輸送管道漏點(diǎn)的維修，減少了壓縮空氣泄漏量。同時(shí)，減少了系統(tǒng)供氣量，縮短了空壓機(jī)組的加載時(shí)間，降低了由此產(chǎn)生的電耗，從而直接降低了成本。
?。?）物聯(lián)網(wǎng)云控制系統(tǒng)。設(shè)備通過物聯(lián)網(wǎng)云控制系統(tǒng)采集用氣量的峰值和時(shí)間、主設(shè)備運(yùn)行溫度、耗材壽命、電能質(zhì)量和電量等數(shù)據(jù)，既方便企業(yè)查看設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，又減少了合作方的維護(hù)成本。
3、空壓機(jī)系統(tǒng)改造后收益
3.1系統(tǒng)運(yùn)行資金收益
經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析，新系統(tǒng)每年為企業(yè)節(jié)能約100萬度的電耗，折合約55萬元；每年節(jié)省設(shè)備維護(hù)費(fèi)、人工費(fèi)、折舊費(fèi)，約32.5萬元。項(xiàng)目申報(bào)了地區(qū)工業(yè)能效提升及淘汰落后產(chǎn)能專項(xiàng)資金，經(jīng)有關(guān)部門的書面審查和現(xiàn)場(chǎng)核查后，獲得10.3萬元的獎(jiǎng)勵(lì)。
3.2系統(tǒng)運(yùn)行節(jié)能收益
根據(jù)《節(jié)能量測(cè)量和驗(yàn)證技術(shù)通則》（GB/T 28750-2012），項(xiàng)目節(jié)能量是指所實(shí)施的節(jié)能技術(shù)改造項(xiàng)目正常穩(wěn)定運(yùn)行后，用能系統(tǒng)的能源消耗量（可比期）與改造前基期能源消耗量相比較的降低量。
（1）改造前能耗情況：2020年1月至9月，空壓機(jī)系統(tǒng)耗電量為1926460kWh，折算全年電量為2568613kWh。冷卻水原系統(tǒng)功率157kW。
（2）改造后能耗情況：2020年10月至2021年5月，空壓機(jī)系統(tǒng)耗電量為1024270kWh，折算全年電量為1365693kWh。冷卻水改造后系統(tǒng)功率5kW，改造完成后，原系統(tǒng)每天停運(yùn)12h。
?。?）項(xiàng)目節(jié)能量計(jì)算方法及結(jié)果。壓縮空氣節(jié)能量：（2568613-1365693）×3.1=373噸標(biāo)準(zhǔn)煤；電機(jī)節(jié)能量：（157-53）×12×365×3.1=141.12噸標(biāo)準(zhǔn)煤；項(xiàng)目合計(jì)節(jié)能：373＋141.12=514.12噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
從上述來看，企業(yè)在空壓機(jī)組的改造項(xiàng)目中，不僅獲得了資金方面的直接回報(bào)，同時(shí)項(xiàng)目每年帶來了一定的節(jié)能效果，另外企業(yè)積極參與政府管理工作也獲得了一定的榮譽(yù)和資金獎(jiǎng)勵(lì)。
4、項(xiàng)目總結(jié)
?。?）項(xiàng)目以壓縮空氣用量為費(fèi)用結(jié)算方式，不同于常見的租賃設(shè)備、分享節(jié)能量等合同能源管理方式，既要求了合作方供應(yīng)合格的壓縮空氣、降低用氣成本、保證設(shè)備高效運(yùn)行，又滿足了企業(yè)用氣需求、減少采購低質(zhì)量設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)、降低了運(yùn)維成本。
?。?）合作方借助專業(yè)的技術(shù)能力，結(jié)合企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)情況，從設(shè)備選型、冷卻水系統(tǒng)改造、用氣使用點(diǎn)的優(yōu)化處理、保留企業(yè)原空壓機(jī)系統(tǒng)的后備作用等方面入手，借助物聯(lián)網(wǎng)云控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，在保證企業(yè)正常用氣的前提下，幫助企業(yè)達(dá)到了節(jié)能降耗的目的，也得到了相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。
?。?）企業(yè)的節(jié)能改造項(xiàng)目，積極參與政府部門的節(jié)能專項(xiàng)資金申報(bào)工作，不僅取得了資金獎(jiǎng)勵(lì)，也為企業(yè)和相關(guān)員工帶來了榮譽(yù)。
?。?）經(jīng)過數(shù)據(jù)測(cè)算，本次空壓機(jī)系統(tǒng)節(jié)能改造，5年內(nèi)總體節(jié)能效益平均在36％左右，企業(yè)分享節(jié)能效果的26％，合作方分享節(jié)能效果的10％。
5、結(jié)語
云南某冶煉企業(yè)為改變空壓機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)余量大、設(shè)備性能下降、輔助設(shè)備能耗偏高的問題，通過計(jì)算用氣成本，以“買氣”的方式完成了空壓機(jī)系統(tǒng)節(jié)能改造。不但保證了壓縮空氣優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的工作，又降低了運(yùn)維成本和能源消耗，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。
參考文獻(xiàn)
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空壓機(jī)是將大氣中的空氣制成高壓空氣，以提供氣體壓力能的機(jī)械，是工業(yè)制造的主要?jiǎng)恿υ碵1]。在空壓機(jī)系統(tǒng)的能源消耗中，電能的消耗最大，占總消耗約77％；其次是維護(hù)費(fèi)用，占總消耗18％；而設(shè)備投資只占到總成本的5％。因此，推動(dòng)空壓機(jī)系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)節(jié)能改造成為一種趨勢(shì)[2]。
大多數(shù)學(xué)者是通過空壓機(jī)本體的變頻改造、系統(tǒng)的集中控制或余熱回收，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。王坤闡述了空壓機(jī)節(jié)電系統(tǒng)工作原理，并分析空壓機(jī)節(jié)能系統(tǒng)的性能特點(diǎn)，對(duì)氣動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能效果、空壓機(jī)節(jié)能改造方法進(jìn)行了研究[3]。劉成紅等分析了空壓機(jī)在節(jié)能方面的應(yīng)用特點(diǎn)，結(jié)合鄂鋼壓縮空氣系統(tǒng)存在的問題，通過對(duì)空氣過濾器進(jìn)行定期維護(hù)、適當(dāng)調(diào)整空壓機(jī)出口壓力、改變空壓機(jī)運(yùn)行管理模式、改善循環(huán)水系統(tǒng)水質(zhì)、查找泄露、定期維保及
校驗(yàn)等措施，達(dá)到節(jié)能降耗的目的[4]。馬繼松等綜述了揚(yáng)州市重點(diǎn)用能企業(yè)空壓機(jī)能效水平及運(yùn)行管理的現(xiàn)狀，討論了設(shè)備經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的諸多可能，提出了優(yōu)化選型、余熱回收、合同能源管理和政策激勵(lì)等對(duì)策建議[5]。夏坤基于空壓機(jī)的具體工作原理，通過對(duì)空壓機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，結(jié)合母管的壓力值情況，借助可編程控制器PLC及監(jiān)測(cè)傳感器，讓空壓機(jī)實(shí)現(xiàn)了智能聯(lián)動(dòng)控制，來合理控制空壓機(jī)的啟動(dòng)臺(tái)數(shù)及啟動(dòng)時(shí)間，以達(dá)到降低空壓機(jī)能耗的目的[6]。
合同能源管理是一種以節(jié)能服務(wù)公司與用能單位約定節(jié)能目標(biāo)，節(jié)能服務(wù)公司以實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)向用能單位提供服務(wù)的模式，其本質(zhì)就是降低能源費(fèi)用來支付節(jié)能項(xiàng)目全部成本的一種節(jié)能服務(wù)模式，這種節(jié)能服務(wù)模式有助于降低運(yùn)營(yíng)成本，提高能源利用率。也有少數(shù)學(xué)者介紹了項(xiàng)目通過合同能源管理完成空壓機(jī)系統(tǒng)改造的案例[7]。裴利星介紹了某煤礦以合同能源管理的方式對(duì)壓縮空氣系統(tǒng)進(jìn)行改造，滿足企業(yè)生產(chǎn)需要并達(dá)到了節(jié)能減排的目的[8]。張冠華介紹了某企業(yè)使用外供壓縮空氣代替空壓機(jī)的過程，總結(jié)了項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益[9]。不過，并沒有空壓機(jī)系統(tǒng)節(jié)能改造是以氣費(fèi)為結(jié)算方式來保證供氣質(zhì)量和改造效果的。
本文通過介紹改造項(xiàng)目的概況、系統(tǒng)存在問題、改造方案、實(shí)施效果和項(xiàng)目收益，對(duì)“買氣”方式的空壓機(jī)系統(tǒng)節(jié)能改造進(jìn)行總結(jié)和分析，以期對(duì)類似的節(jié)能改造項(xiàng)目提供一定的參考。
1、空壓機(jī)系統(tǒng)改造前情況
1.1設(shè)備概況
云南某冶煉企業(yè)建廠時(shí)期同步配置了由3臺(tái)空壓機(jī)和3套微熱吸附式干燥劑組成的空壓站系統(tǒng)，系統(tǒng)由企業(yè)人員進(jìn)行運(yùn)行和維護(hù)，設(shè)備運(yùn)行時(shí)間已達(dá)10年，存在較多問題。企業(yè)空壓站原有噴油螺桿式空氣壓縮機(jī)3臺(tái)，同時(shí)配備3套微熱吸附式干燥機(jī)，具體設(shè)備信息見表1和表2。
1.2存在問題
?。?）系統(tǒng)設(shè)計(jì)余量大。企業(yè)原配備的3臺(tái)空壓機(jī)設(shè)計(jì)余量較大，未能與生產(chǎn)實(shí)際耗氣量做優(yōu)化匹配，導(dǎo)致空壓機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)開1臺(tái)不夠，開2臺(tái)過多的問題，此種“大馬拉小車”的模式導(dǎo)致電能浪費(fèi)嚴(yán)重。
（2）主設(shè)備運(yùn)行周期較長(zhǎng)，性能下降。企業(yè)原配備的3臺(tái)空壓機(jī)均為2010年投建，設(shè)備為一級(jí)壓縮，較市場(chǎng)主流的二級(jí)壓縮機(jī)相比，能效比較低；設(shè)備機(jī)頭已進(jìn)行過一次大修，連續(xù)10年的運(yùn)行導(dǎo)致設(shè)備性能下降、產(chǎn)氣量下降。
（3）輔助設(shè)備能耗較高。企業(yè)空壓機(jī)系統(tǒng)配套的3套微熱吸附式干燥機(jī)，處于連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)，較市場(chǎng)主流的鼓風(fēng)式干燥機(jī)相比能耗較高，同時(shí)該干燥機(jī)前后壓縮用氣壓力損失0.1MPa以上，氣損較高。冷卻水系統(tǒng)使用率下降，原有冷卻系統(tǒng)供應(yīng)空壓機(jī)系統(tǒng)等設(shè)備使用，存在浪費(fèi)情況。
綜上，企業(yè)現(xiàn)有空壓機(jī)組在系統(tǒng)配置、運(yùn)行能效、輔助系統(tǒng)能耗、設(shè)備維護(hù)、運(yùn)行周期等方面存在一定的缺陷。
1.3運(yùn)行成本
合作方通過加裝流量計(jì)、電能表的方式對(duì)企業(yè)空壓機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)月的數(shù)據(jù)采集，計(jì)算了企業(yè)系統(tǒng)運(yùn)行成本。企業(yè)空壓站年度運(yùn)行時(shí)間約8000h，每天運(yùn)行費(fèi)用約4900元，年度運(yùn)行成本約200萬元，計(jì)算得出每生產(chǎn)1m3壓縮空氣得綜合成本約0.12元/Nm3。
2、改造方案
2.1服務(wù)方案
壓縮空氣是由空氣壓縮機(jī)、后冷卻器、接收器、空氣干燥器、空氣儲(chǔ)罐、供應(yīng)管線及多個(gè)壓縮機(jī)單元組成的系統(tǒng)的產(chǎn)物[10]。壓縮機(jī)系統(tǒng)的總能耗取決于多個(gè)因素，如類型、型號(hào)和尺寸，但電機(jī)功率、控制機(jī)制、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、使用和維護(hù)也是決定壓縮空氣系統(tǒng)能耗的基礎(chǔ)[11]。
本次改造企業(yè)結(jié)合實(shí)際需要，選取了市場(chǎng)上具備長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行能力的合作方，由合作方負(fù)責(zé)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、選用新型節(jié)能空壓機(jī)房設(shè)備、配套物聯(lián)網(wǎng)云系統(tǒng)控制等，提供整站供氣合作方案。
?。?）合作方負(fù)責(zé)投資與實(shí)施，企業(yè)按照成品壓縮空氣的使用標(biāo)方（Nm3/min）結(jié)算氣費(fèi)。其中氣費(fèi)包含電費(fèi)，即電費(fèi)由合作方承擔(dān)。
（2）由合作方自行負(fù)責(zé)運(yùn)維，企業(yè)不負(fù)責(zé)對(duì)空壓機(jī)組的運(yùn)維工作。企業(yè)無需進(jìn)行資金投入，雙方每月按照成品壓縮空氣的使用標(biāo)方（Nm3/min）結(jié)算氣費(fèi)。
?。?）投入運(yùn)行5年之后，合作方把新建系統(tǒng)免費(fèi)移交給企業(yè)。
?。?）在合作期間，如由于合作方自身原因?qū)е虏荒鼙Ｕ瞎?、服?wù)不能滿足要求等問題，企業(yè)不承擔(dān)任何責(zé)任及費(fèi)用，企業(yè)有權(quán)停用合作方設(shè)備并要求合作方自行拆除投資設(shè)備、搬離現(xiàn)場(chǎng)。
（5）企業(yè)對(duì)于合作方選用的設(shè)備、設(shè)計(jì)的方案、運(yùn)維的開展不做約束，同時(shí)也不承擔(dān)任何運(yùn)維作業(yè)任務(wù)，由合作方自行負(fù)責(zé)，在符合用氣要求的前提下，合作方可對(duì)設(shè)備、管道做出有利于節(jié)能的優(yōu)化改造，費(fèi)用自行承擔(dān)。
?。?）企業(yè)不對(duì)用氣量做任何保證，即按儀表實(shí)際測(cè)量量結(jié)算，儀表由企業(yè)自行采購安裝（以保證儀表的可靠性）。
?。?）合同期內(nèi)如企業(yè)因不可抗力導(dǎo)致無法繼續(xù)使用壓縮空氣，則可無條件終止合作，合作方自行拆走投建的供氣設(shè)備。
?。?）如市場(chǎng)上出現(xiàn)節(jié)能效果有明顯改善的新設(shè)備、新技術(shù)，經(jīng)雙方協(xié)商一致，可提前淘汰現(xiàn)有設(shè)備并共同分享進(jìn)一步節(jié)能的價(jià)值。
2.2系統(tǒng)建設(shè)方案
2.2.1空壓機(jī)系統(tǒng)建設(shè)方案
合作方通過長(zhǎng)時(shí)間的調(diào)研后，根據(jù)企業(yè)用氣量和用氣波動(dòng)范圍，量身打造了一套節(jié)能壓縮空氣供應(yīng)系統(tǒng)，放棄了傳統(tǒng)上只是更換設(shè)備的簡(jiǎn)單做法，而是根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)需要從實(shí)際出發(fā)，為企業(yè)重新建設(shè)了一個(gè)新的空壓站。
2.2.2空壓機(jī)系統(tǒng)改造措施
參考《企業(yè)能量平衡通則》（GB/T 3484-2009）、《綜合能耗計(jì)算通則》（GB/T 2589-2020）等標(biāo)準(zhǔn)，按照購入存儲(chǔ)、加工轉(zhuǎn)換、輸送分配、終端使用和回收利用的能源平衡思路，對(duì)系統(tǒng)的空壓機(jī)、輔助設(shè)備、輸送管道、終端用氣點(diǎn)和循環(huán)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了改造，同時(shí)借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)升級(jí)了空壓機(jī)組的設(shè)備監(jiān)測(cè)和運(yùn)行維護(hù)系統(tǒng)。
（1）冷卻水系統(tǒng)改造。放棄原有大循環(huán)的冷卻水供應(yīng)，新建空壓機(jī)系統(tǒng)配備獨(dú)立小型冷卻塔，系統(tǒng)功率僅為5kW。新冷卻水系統(tǒng)改造完成后，冷卻水系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，不再將輔助設(shè)備的冷卻水回流到企業(yè)大循環(huán)冷卻系統(tǒng)。同時(shí)，企業(yè)大循環(huán)冷卻系統(tǒng)夜間停用，全年節(jié)省了大量電費(fèi)。
?。?）壓縮空氣系統(tǒng)用戶側(cè)改造。合作方和企業(yè)對(duì)壓縮空氣用戶側(cè)進(jìn)行了探漏、維修和優(yōu)化工作，完成了壓縮空氣輸送管道漏點(diǎn)的維修，減少了壓縮空氣泄漏量。同時(shí)，減少了系統(tǒng)供氣量，縮短了空壓機(jī)組的加載時(shí)間，降低了由此產(chǎn)生的電耗，從而直接降低了成本。
?。?）物聯(lián)網(wǎng)云控制系統(tǒng)。設(shè)備通過物聯(lián)網(wǎng)云控制系統(tǒng)采集用氣量的峰值和時(shí)間、主設(shè)備運(yùn)行溫度、耗材壽命、電能質(zhì)量和電量等數(shù)據(jù)，既方便企業(yè)查看設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，又減少了合作方的維護(hù)成本。
3、空壓機(jī)系統(tǒng)改造后收益
3.1系統(tǒng)運(yùn)行資金收益
經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析，新系統(tǒng)每年為企業(yè)節(jié)能約100萬度的電耗，折合約55萬元；每年節(jié)省設(shè)備維護(hù)費(fèi)、人工費(fèi)、折舊費(fèi)，約32.5萬元。項(xiàng)目申報(bào)了地區(qū)工業(yè)能效提升及淘汰落后產(chǎn)能專項(xiàng)資金，經(jīng)有關(guān)部門的書面審查和現(xiàn)場(chǎng)核查后，獲得10.3萬元的獎(jiǎng)勵(lì)。
3.2系統(tǒng)運(yùn)行節(jié)能收益
根據(jù)《節(jié)能量測(cè)量和驗(yàn)證技術(shù)通則》（GB/T 28750-2012），項(xiàng)目節(jié)能量是指所實(shí)施的節(jié)能技術(shù)改造項(xiàng)目正常穩(wěn)定運(yùn)行后，用能系統(tǒng)的能源消耗量（可比期）與改造前基期能源消耗量相比較的降低量。
（1）改造前能耗情況：2020年1月至9月，空壓機(jī)系統(tǒng)耗電量為1926460kWh，折算全年電量為2568613kWh。冷卻水原系統(tǒng)功率157kW。
（2）改造后能耗情況：2020年10月至2021年5月，空壓機(jī)系統(tǒng)耗電量為1024270kWh，折算全年電量為1365693kWh。冷卻水改造后系統(tǒng)功率5kW，改造完成后，原系統(tǒng)每天停運(yùn)12h。
?。?）項(xiàng)目節(jié)能量計(jì)算方法及結(jié)果。壓縮空氣節(jié)能量：（2568613-1365693）×3.1=373噸標(biāo)準(zhǔn)煤；電機(jī)節(jié)能量：（157-53）×12×365×3.1=141.12噸標(biāo)準(zhǔn)煤；項(xiàng)目合計(jì)節(jié)能：373＋141.12=514.12噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
從上述來看，企業(yè)在空壓機(jī)組的改造項(xiàng)目中，不僅獲得了資金方面的直接回報(bào)，同時(shí)項(xiàng)目每年帶來了一定的節(jié)能效果，另外企業(yè)積極參與政府管理工作也獲得了一定的榮譽(yù)和資金獎(jiǎng)勵(lì)。
4、項(xiàng)目總結(jié)
?。?）項(xiàng)目以壓縮空氣用量為費(fèi)用結(jié)算方式，不同于常見的租賃設(shè)備、分享節(jié)能量等合同能源管理方式，既要求了合作方供應(yīng)合格的壓縮空氣、降低用氣成本、保證設(shè)備高效運(yùn)行，又滿足了企業(yè)用氣需求、減少采購低質(zhì)量設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)、降低了運(yùn)維成本。
?。?）合作方借助專業(yè)的技術(shù)能力，結(jié)合企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)情況，從設(shè)備選型、冷卻水系統(tǒng)改造、用氣使用點(diǎn)的優(yōu)化處理、保留企業(yè)原空壓機(jī)系統(tǒng)的后備作用等方面入手，借助物聯(lián)網(wǎng)云控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，在保證企業(yè)正常用氣的前提下，幫助企業(yè)達(dá)到了節(jié)能降耗的目的，也得到了相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。
?。?）企業(yè)的節(jié)能改造項(xiàng)目，積極參與政府部門的節(jié)能專項(xiàng)資金申報(bào)工作，不僅取得了資金獎(jiǎng)勵(lì)，也為企業(yè)和相關(guān)員工帶來了榮譽(yù)。
?。?）經(jīng)過數(shù)據(jù)測(cè)算，本次空壓機(jī)系統(tǒng)節(jié)能改造，5年內(nèi)總體節(jié)能效益平均在36％左右，企業(yè)分享節(jié)能效果的26％，合作方分享節(jié)能效果的10％。
5、結(jié)語
云南某冶煉企業(yè)為改變空壓機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)余量大、設(shè)備性能下降、輔助設(shè)備能耗偏高的問題，通過計(jì)算用氣成本，以“買氣”的方式完成了空壓機(jī)系統(tǒng)節(jié)能改造。不但保證了壓縮空氣優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的工作，又降低了運(yùn)維成本和能源消耗，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。
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