空壓系統(tǒng)選型12步，錯一步都要用大筆電費買單

文/蘇美燕 宋占明 曾國民

作為傳統(tǒng)耗電大戶的通用機械——壓縮機行業(yè)將面臨重大挑戰(zhàn)。根據(jù)相關(guān)調(diào)研報告的估算，我國空壓機的耗電量約占全國工業(yè)耗電量的10-15%左右，全年耗電超過5000億度電以上。試想，全國的壓縮用能單位整體節(jié)能10%以上，可以節(jié)約多少電、減少多少碳排放？

從單機選型、方案設(shè)計、聯(lián)網(wǎng)控制、物聯(lián)智能等都可以在應(yīng)用層面節(jié)能，如何在應(yīng)用層面節(jié)能，以下進行詳細介紹。

1、單機選型原則

1.1 氣量選型

一般在選擇氣量的時候建議綜合考慮用氣量波動、白天和夜間用氣分布、最大氣量和最小氣量、管路損耗、產(chǎn)能擴能等因素。整體氣量已定的情況，建議盡量多臺聯(lián)控、工頻+變頻等方案。變頻機建議盡量選用恒壓后頻率波動范圍在60-100%之間，可以兼顧效率和調(diào)節(jié)功能。

在選型的時候，一些經(jīng)銷商會有一個誤區(qū)：能選用1臺機器不選2臺，客戶承受的范圍內(nèi)能選多大就選多大的機器。這樣會造成單臺機器在使用中沒有備用機器的情況發(fā)生；機器選型過大會頻繁加卸載造成水分析出導(dǎo)致機油乳化失效，嚴重時會影響主機壽命。

1.2 壓力選擇

壓力選擇建議按照壓力高低，線路分開的原則。比如5bar走低壓管路，8bar走常壓管路。分壓供氣可以避免用氣終端形成二次“增壓”和“減壓”造成的浪費。現(xiàn)在大多用戶會在6-8bar之間選一款機器通用，但“過壓縮”和“欠壓縮”的機器都會額外耗能，導(dǎo)致機組不節(jié)能。

1.3 啟動方式選擇

由于市場炒作，現(xiàn)在一窩蜂推薦變頻螺桿機的做法不盡可取，就如汽車一樣，只有在一定范圍下的怠速才是最節(jié)能的工況，頻繁的起停和過久的空車也費油。工頻螺桿機加載率高、變頻螺桿機恒壓的頻率適中可以保證壓縮機處于最佳使用工況。以此為選型原則，建議多臺機器選擇工頻+變頻，多臺聯(lián)控的方式。

1.4 控制方式選擇

壓縮機常見的控制方式有：開/關(guān)式、加/卸載式、節(jié)流控制式、變速控制、多臺空壓機聯(lián)控等。用戶可以選擇控制方式也可以特制機型。好的控制方式選擇可以合理控制空載損耗和壓差損耗，這些損耗多發(fā)生在高卸載率、高出使用壓力的情況。

2、站房選型

2.1 整機選型

選用比功率低的節(jié)能型壓縮機，根據(jù)氣量范圍、波動情況、間歇用氣等情況選用合適型式的壓縮機。一般超過4臺以上的壓縮機不建議全部或過多數(shù)量應(yīng)用變頻調(diào)節(jié)。

2.2 后處理選型

目前應(yīng)用的后處理設(shè)備種類繁多：冷干機、加熱再生吸干機、無熱吸干機、鼓風(fēng)加熱吸干機等，應(yīng)綜合比較耗電量和耗氣量參數(shù)，合理選用節(jié)能型的后處理設(shè)備，優(yōu)選變頻控制的后處理設(shè)備。

2.3 管路選型

管路連接處的直角彎頭對能效具有很大的破壞作用，直角彎頭造成流動阻力加大，形成附加的做功點；直角彎頭形成氣體沖擊，局部壓力增大，造成壓縮機持續(xù)運行于高氣壓狀態(tài)，且容易卸載。對管路駁接點進行合理優(yōu)化，能夠顯著降低能源損耗，該部分損耗幾乎可以消除。

壓縮空氣從統(tǒng)一的儲氣罐送出之后，經(jīng)過各條管路向用氣環(huán)節(jié)輸送，高效的輸送形式有單點菊花鏈狀、多點環(huán)狀，但一般情況下，用戶因為考慮一次性投資的節(jié)省等原因，空氣管路的走向往往不合理，造成壓力損失過大，導(dǎo)致必須供應(yīng)更高的氣體壓力。管路應(yīng)滿足用戶對流量、壓力的要求，在全生命周期內(nèi)綜合考慮成本因素的情況下，盡量降低管路的壓力損失，同時盡量減少彎頭、閥門、變徑的應(yīng)用。一般從整機到終端排氣壓力損失盡量控制在10%以內(nèi)為佳。

2.4 儲氣罐的選擇

通常螺桿空壓機已經(jīng)配備后冷卻器，空壓機排氣為飽和壓縮空氣。常規(guī)配置是在干燥機和空壓機之間配備儲氣罐和初濾器，那么壓縮空氣在儲氣罐中冷卻后有冷凝水析出，因此最好將儲氣罐放在陰涼處并將冷凝水有效排出。儲氣罐的容量大小根據(jù)壓縮機的輸出量調(diào)節(jié)范圍和用氣量的變化需求來共同確定。

在應(yīng)用現(xiàn)場中，常常發(fā)生的問題是儲氣罐容量不足，由于容量較小，儲能作用較差，氣壓波動大，造成壓縮機反復(fù)加載和卸載，形成大量的能源浪費。通過增大儲氣罐，單次卸載時間超過一定時長，那么壓縮機的卸載功耗會下降，達到節(jié)能效果。

2.5 壓縮機余熱利用

壓縮空氣的產(chǎn)生過程是較為復(fù)雜的，在氣體壓縮的過程中，發(fā)熱程度較高，無油壓縮機可達到100攝氏度以上，壓縮機消耗的電能只有約20%轉(zhuǎn)換為壓縮空氣動力，其余80%皆轉(zhuǎn)換為熱量，故壓縮機的余熱利用價值常常較高。

使用壓縮機運行過程中的熱油、熱空氣進行換熱，將熱量傳遞到軟水介質(zhì)中，然后再將軟水介質(zhì)的熱量再次換熱，傳遞到用戶所用的熱水中實現(xiàn)余熱的利用。使用壓縮機運行過程中的熱能，產(chǎn)生高溫?zé)崴?，然后使用高溫?zé)崴鳛闊嵩?，?qū)動溴化鋰機組制冷，能夠產(chǎn)生冷凍水供應(yīng)生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

2、智能節(jié)能

3.1 監(jiān)測項目

壓縮機排氣量、排氣壓力、功率；干燥機的輸出氣量、露點、壓力降；冷卻水系統(tǒng)進/出水溫度和壓力，風(fēng)機水泵的能耗；管網(wǎng)的壓力、壓力降、泄漏量等。

3.2 節(jié)能控制點

節(jié)能可以通過流量控制技術(shù)、變頻調(diào)速、單點/多點壓力調(diào)節(jié)控制、集中控制系統(tǒng)、干燥工藝改進、熱回收、管網(wǎng)優(yōu)化、泄漏監(jiān)控、廢氣回收等多種方式的并用，做到最大程度的節(jié)能。

3.3 節(jié)能控制

通過數(shù)據(jù)采集建立起龐大的數(shù)據(jù)庫，進而建立數(shù)學(xué)模型進行分析，找出內(nèi)在的邏輯關(guān)系和相互之間的聯(lián)系。系統(tǒng)可以通過采集的數(shù)據(jù)準確計算空壓站的能效等級。根據(jù)不斷的數(shù)據(jù)提取分析在哪個時段是用氣的高峰，用氣的波動范圍是多少，壓力露點波動等，利用大數(shù)據(jù)計算后給出預(yù)警，并提供合理的調(diào)整報告，設(shè)定壓縮機一定范圍內(nèi)的氣量、進出水量等參數(shù)調(diào)整，這樣就可以做到精準節(jié)能。如果超出預(yù)定調(diào)整范圍會推送給用戶征得同意后自動調(diào)整。

節(jié)能是一門很深的“學(xué)問”，需要多學(xué)科專業(yè)知識的支撐，理論和邏輯相對容易理解，但要做到實處并不斷挖潛，則需要技術(shù)的沉淀和應(yīng)用數(shù)據(jù)的收集和轉(zhuǎn)化。