空壓系統(tǒng)選型12步，錯(cuò)一步都要用大筆電費(fèi)買單

文/蘇美燕 宋占明 曾國(guó)民

作為傳統(tǒng)耗電大戶的通用機(jī)械——壓縮機(jī)行業(yè)將面臨重大挑戰(zhàn)。根據(jù)相關(guān)調(diào)研報(bào)告的估算，我國(guó)空壓機(jī)的耗電量約占全國(guó)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(guó)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(jī)選型、方案設(shè)計(jì)、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(jìn)行詳細(xì)介紹。

1、單機(jī)選型原則

1.1 氣量選型

一般在選擇氣量的時(shí)候建議綜合考慮用氣量波動(dòng)、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(kuò)能等因素。整體氣量已定的情況，建議盡量多臺(tái)聯(lián)控、工頻+變頻等方案。變頻機(jī)建議盡量選用恒壓后頻率波動(dòng)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(shí)候，一些經(jīng)銷商會(huì)有一個(gè)誤區(qū)：能選用1臺(tái)機(jī)器不選2臺(tái)，客戶承受的范圍內(nèi)能選多大就選多大的機(jī)器。這樣會(huì)造成單臺(tái)機(jī)器在使用中沒有備用機(jī)器的情況發(fā)生；機(jī)器選型過大會(huì)頻繁加卸載造成水分析出導(dǎo)致機(jī)油乳化失效，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響主機(jī)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(fèi)?，F(xiàn)在大多用戶會(huì)在6-8bar之間選一款機(jī)器通用，但“過壓縮”和“欠壓縮”的機(jī)器都會(huì)額外耗能，導(dǎo)致機(jī)組不節(jié)能。

1.3 啟動(dòng)方式選擇

由于市場(chǎng)炒作，現(xiàn)在一窩蜂推薦變頻螺桿機(jī)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(fèi)油。工頻螺桿機(jī)加載率高、變頻螺桿機(jī)恒壓的頻率適中可以保證壓縮機(jī)處于最佳使用工況。以此為選型原則，建議多臺(tái)機(jī)器選擇工頻+變頻，多臺(tái)聯(lián)控的方式。

1.4 控制方式選擇

壓縮機(jī)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(tái)空壓機(jī)聯(lián)控等。用戶可以選擇控制方式也可以特制機(jī)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(jī)選型

選用比功率低的節(jié)能型壓縮機(jī)，根據(jù)氣量范圍、波動(dòng)情況、間歇用氣等情況選用合適型式的壓縮機(jī)。一般超過4臺(tái)以上的壓縮機(jī)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(jī)、加熱再生吸干機(jī)、無熱吸干機(jī)、鼓風(fēng)加熱吸干機(jī)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(duì)能效具有很大的破壞作用，直角彎頭造成流動(dòng)阻力加大，形成附加的做功點(diǎn)；直角彎頭形成氣體沖擊，局部壓力增大，造成壓縮機(jī)持續(xù)運(yùn)行于高氣壓狀態(tài)，且容易卸載。對(duì)管路駁接點(diǎn)進(jìn)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(chǔ)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(diǎn)菊花鏈狀、多點(diǎn)環(huán)狀，但一般情況下，用戶因?yàn)榭紤]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(duì)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(shí)盡量減少?gòu)濐^、閥門、變徑的應(yīng)用。一般從整機(jī)到終端排氣壓力損失盡量控制在10%以內(nèi)為佳。

2.4 儲(chǔ)氣罐的選擇

通常螺桿空壓機(jī)已經(jīng)配備后冷卻器，空壓機(jī)排氣為飽和壓縮空氣。常規(guī)配置是在干燥機(jī)和空壓機(jī)之間配備儲(chǔ)氣罐和初濾器，那么壓縮空氣在儲(chǔ)氣罐中冷卻后有冷凝水析出，因此最好將儲(chǔ)氣罐放在陰涼處并將冷凝水有效排出。儲(chǔ)氣罐的容量大小根據(jù)壓縮機(jī)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(chǎng)中，常常發(fā)生的問題是儲(chǔ)氣罐容量不足，由于容量較小，儲(chǔ)能作用較差，氣壓波動(dòng)大，造成壓縮機(jī)反復(fù)加載和卸載，形成大量的能源浪費(fèi)。通過增大儲(chǔ)氣罐，單次卸載時(shí)間超過一定時(shí)長(zhǎng)，那么壓縮機(jī)的卸載功耗會(huì)下降，達(dá)到節(jié)能效果。

2.5 壓縮機(jī)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(jī)可達(dá)到100攝氏度以上，壓縮機(jī)消耗的電能只有約20%轉(zhuǎn)換為壓縮空氣動(dòng)力，其余80%皆轉(zhuǎn)換為熱量，故壓縮機(jī)的余熱利用價(jià)值常常較高。

使用壓縮機(jī)運(yùn)行過程中的熱油、熱空氣進(jìn)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(shí)現(xiàn)余熱的利用。使用壓縮機(jī)運(yùn)行過程中的熱能，產(chǎn)生高溫?zé)崴缓笫褂酶邷責(zé)崴鳛闊嵩?，?qū)動(dòng)溴化鋰機(jī)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(cè)項(xiàng)目

壓縮機(jī)排氣量、排氣壓力、功率；干燥機(jī)的輸出氣量、露點(diǎn)、壓力降；冷卻水系統(tǒng)進(jìn)/出水溫度和壓力，風(fēng)機(jī)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(diǎn)

節(jié)能可以通過流量控制技術(shù)、變頻調(diào)速、單點(diǎn)/多點(diǎn)壓力調(diào)節(jié)控制、集中控制系統(tǒng)、干燥工藝改進(jìn)、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(kù)，進(jìn)而建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)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(zhǔn)確計(jì)算空壓站的能效等級(jí)。根據(jù)不斷的數(shù)據(jù)提取分析在哪個(gè)時(shí)段是用氣的高峰，用氣的波動(dòng)范圍是多少，壓力露點(diǎn)波動(dòng)等，利用大數(shù)據(jù)計(jì)算后給出預(yù)警，并提供合理的調(diào)整報(bào)告，設(shè)定壓縮機(jī)一定范圍內(nèi)的氣量、進(jìn)出水量等參數(shù)調(diào)整，這樣就可以做到精準(zhǔn)節(jié)能。如果超出預(yù)定調(diào)整范圍會(huì)推送給用戶征得同意后自動(dòng)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(shí)的支撐，理論和邏輯相對(duì)容易理解，但要做到實(shí)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。