【壓縮機網(wǎng)】根據(jù)世界氣象組織發(fā)布的《全球氣候狀況》報告，全球平均氣溫上升的速度超出了預期，而人類活動所排放的溫室氣體是導致全球變暖的主要原因。因此，減少碳排放已成為全球各國的共識。中國計劃在2030年前實現(xiàn)“碳達峰”，即碳排放量達到峰值后不再增長，并在2060年前實現(xiàn)“碳中和”，使排放的碳與吸收的碳相等。

　　我國也在多個政策文件中強調(diào)，提高各領(lǐng)域尤其是工業(yè)設(shè)備的能效是實現(xiàn)碳達峰和碳中和的關(guān)鍵，所以需要在各個領(lǐng)域和全過程加強節(jié)能工作，減少二氧化碳排放，推動經(jīng)濟社會的綠色轉(zhuǎn)型。

　　壓縮空氣因其物理特性，被視作電力、水力、蒸汽之外的第四大動力源，而生產(chǎn)壓縮空氣的空壓機，則是利用電動機在壓縮腔內(nèi)對氣體進行壓縮，提供一定的氣體壓力，廣泛應用于煤炭、紡織、鋼鐵和化工等領(lǐng)域。

　　盡管空壓機在機械原理上已經(jīng)相當成熟，但隨著人們對節(jié)能減排的重視，空壓機在節(jié)能方面仍面臨許多挑戰(zhàn)。比如在工業(yè)生產(chǎn)中，氣體需求和壓力等指標通常是動態(tài)變化的，這要求空壓機的運行狀態(tài)能夠隨之調(diào)整。

　　本文針對在役空壓機高能耗問題，提出了幾種提高空壓機能效的節(jié)能改造方法，供廣大用戶參考。

　　1、現(xiàn)階段空壓機能耗現(xiàn)狀

　　行業(yè)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，采用空壓機作為公輔設(shè)備的企業(yè)在生產(chǎn)過程中，壓縮空氣系統(tǒng)的電量消耗占企業(yè)總用電量的17%-39%（包括浪費電量）?？諌簷C的生命周期成本中，能耗占總成本的72%，而國內(nèi)空壓機的平均使用負荷僅為68%。在運行過程中，功率能源的浪費高達13%。這表明，許多使用空壓機的企業(yè)未能充分利用能源，導致空壓機的效能被大量浪費。同時，調(diào)查數(shù)據(jù)也顯示，空壓機在壓縮節(jié)能方面還有很大的提升空間，可以在降低能耗的同時最大化生產(chǎn)效益，推動行業(yè)發(fā)展。

　　2、空壓機節(jié)能運行與優(yōu)化措施

　　2.1節(jié)能改造方案

　?。?）變頻調(diào)速節(jié)能：通過安裝變頻器改變電壓和頻率來實現(xiàn)電動機的調(diào)速，從而降低空壓機電動機的軸功率輸出，使排氣量與用氣量相匹配，滿足輕載運行需求。

　　對于一般的工頻空壓機，其壓力達到設(shè)定壓力時，會自動卸載，導致空壓機加卸載頻繁，電耗較高。通過變頻改造，空壓機一般情況并不卸荷，而是通過降低轉(zhuǎn)速來減少壓縮機時的產(chǎn)氣量，維持氣網(wǎng)需要的最低壓力。

　　此處有兩個地方可以實現(xiàn)節(jié)能：①減少壓縮機從卸荷狀態(tài)到加載狀態(tài)這一突變過程帶來的電能消耗；②電機的運轉(zhuǎn)頻率降低至工頻以下，使電機軸的輸出功率減少。這兩處都不同程度的降低了工頻空壓機在運行過程中的能源消耗。

　　需要注意的是，變頻改造要謹慎采用。不僅要事先做好可行性調(diào)查，而且要保證改造方案不會對設(shè)備性能和可靠性造成損害。

　　（2）多機組群控節(jié)能：在用氣量很大并且用氣負荷波動較大的場合，由于使用單臺大容量空壓機難以滿足氣量調(diào)節(jié)的需要，因而常使用多臺空壓機供氣。多機組群控技術(shù)是在多臺空壓機運行條件下實現(xiàn)節(jié)能的有效方法之一，業(yè)界使用非常廣泛。多機組群控技術(shù)可根據(jù)實際用氣量選定需要的機器和臺數(shù)工作，消除了不必要的浪費情況，具有顯著的節(jié)能效果。當然，由于空壓站設(shè)備硬件情況、群控技術(shù)方案以及對實際工況的適配程度不同，最終的節(jié)能效果也會不同。

　　（3）空壓機余熱利用節(jié)能：根據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計，空氣壓縮機運行時,真正用于增加空氣勢能所消耗的電能在空壓機總耗電量中只占很小的一部分約為15%，大約有85%的電能轉(zhuǎn)化為熱量排出的高壓油(氣)，其溫度常常高達95°C以上，通過風冷或者水冷的方式排放到空氣中。這些看似多余的熱量被排放到空氣中，既影響了環(huán)境又會造成大氣的“溫室效應”加劇，形成了一種“熱”污染，但是這些被排放掉的熱量中有80%是可以被回收利用的?？衫脽崮苻D(zhuǎn)換原理，通過熱轉(zhuǎn)換器回收空壓機高溫油的熱量至冷卻水中，可實現(xiàn)能量的再利用。

　?。?）減少空壓機泄漏損失、摩擦耗能：據(jù)行業(yè)檢測統(tǒng)計，一家運行5年以上的工廠，其所有的氣動工具、軟管、接頭、閥門等的壓縮空氣平均泄漏量為20～30%，而一個1mm2的小孔，在7bar壓力下，一年差不多將損失4000元。

　　治理措施：壓降治理，在管路各段設(shè)立壓力表。一般空壓機出口到工廠使用點，壓降不能超過1bar，嚴格的甚至不超過10%即0.7bar。冷干過濾段的壓降一般為0.2bar，日常巡檢中應詳細檢查各段壓降，有問題的管網(wǎng)段應及時排查堵漏；仔細評估用氣設(shè)備的壓力需求，在保證生產(chǎn)的情況下盡量調(diào)低空壓機排氣壓力。很多用氣設(shè)備只要3～4bar，少數(shù)機械手才需要6bar以上。壓力每低1bar，節(jié)能約7～10%；另外，要減少空壓機內(nèi)部的壓力損失和摩擦耗能，例如減少閥門使用、采用大管徑氣路系統(tǒng)、低速送氣等。

　　2.2效益與評價

　?。?）變頻器控制空壓機相較于傳統(tǒng)的工頻空壓機，提高了壓力控制精度，節(jié)約經(jīng)濟成本，減少機械部件沖擊，延長空壓機使用壽命。

　?。?）多機組群控技術(shù)根據(jù)實際用氣量選擇運行空壓機，消除能源浪費，具有顯著節(jié)能效果。

　?。?）空壓機余熱利用具有長期回報優(yōu)勢，低運行成本，可降低空壓機運行溫度，提高效率，延長潤滑油使用壽命，生產(chǎn)的熱水可用于生活或生產(chǎn)線。

　?。?）泄漏不僅會導致能源浪費，增加運行成本，還可能影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和工作效率。定期對壓縮空氣系統(tǒng)進行檢漏，及時發(fā)現(xiàn)并修復泄漏點，是確保系統(tǒng)正常運行、降低能耗、提高經(jīng)濟效益的必要措施。

　　3、結(jié)語

　　上述節(jié)能措施是基于對在用空壓機的節(jié)能技改分析，旨在通過不同的技術(shù)手段提高空壓機的能效，減少能源消耗，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的雙重提升。

　　在空壓機節(jié)能改造過程中，需要全面分析和綜合考慮，根據(jù)生產(chǎn)目標和要求，選擇先進技術(shù)和合理方法進行功能改造和功率利用，以實現(xiàn)節(jié)能目標。