【壓縮機網(wǎng)】據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，在工業(yè)生產(chǎn)制造領(lǐng)域中，企業(yè)使用的空壓機臺數(shù)多、功率大，所消耗的能源約占電力總能源的8%-20%，節(jié)能是空壓機行業(yè)市場化最有力的工具，潛力巨大，有必要進行節(jié)能改造?？諌簷C節(jié)能的路線有哪些？在我看來目前需要從以下兩條路徑入手，硬件節(jié)能和智慧節(jié)能，這兩者綜合應用能夠產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。

　　空壓機硬件節(jié)能思路

　　硬件節(jié)能包括設備提效、泄漏治理、變頻調(diào)速、余熱回收等方法。

　　1、設備提效

　　設備提效是指將低效的設備改造成高效的設備，當前許多制造企業(yè)領(lǐng)導層還不能認識到。因為諸多原因，很多企業(yè)的生產(chǎn)線建設較早，還在使用低效的活塞機，實際上螺桿機完全可以替代。螺桿式空壓機具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、運行穩(wěn)定、維修量小等優(yōu)勢，是當前的主流產(chǎn)品。特別是近年來，通過眾多空壓機制造企業(yè)不懈努力，螺桿式空壓機技術(shù)不斷發(fā)展，節(jié)能型螺桿空壓機不斷涌現(xiàn)，產(chǎn)生了永磁變頻螺桿空壓機、永磁變頻雙級空氣壓縮機等多種產(chǎn)品，為了提高企業(yè)制造能力，提高設備能效，建議企業(yè)盡早采用節(jié)能型螺桿機替代常規(guī)空壓機。

　　舊設備的更新?lián)Q代可按以下因素考慮：（1）設備初始投資，如新采購設備需要考慮：價格、運輸費用、安裝調(diào)試費用等影響設備初始投資；（2）能源節(jié)省效益，新設備的能效比高、能源節(jié)省效益顯著，縮短投資回收期。如新設備的能效比為6.0，而舊設備為3.0，在相同的產(chǎn)氣量和運行時間下，能源節(jié)省量將非常可觀，同樣產(chǎn)氣量20m3，功率75KW的空壓機，運行3000小時，電價為1元/kwH，舊設備輸入功率75/3=25kW，新設備為75/6=12.5kW，每小時節(jié)省電量電量為25-12.5=12.5kWh，每年節(jié)省費用為12.5*1*3000=37500元。（3）維修成本降低。舊設備每年維修成本高、而新設備維修成本降低幅度大，這有助于縮短投資回收期。（4）新設備生產(chǎn)效率大幅提升。在工業(yè)制造生產(chǎn)過程中，新設備能精準控制壓縮空氣氣壓，氣體品質(zhì)達標，降低產(chǎn)品次品率，從而帶來可觀的效益，縮短投資回收期。設備提效、高能耗設備以舊換新成為當前我國裝備能力及產(chǎn)品升級換代的主要措施。

　　2、泄漏治理

　　空壓機的目標是產(chǎn)生壓縮空氣，制造企業(yè)最終需要的是帶有一定壓力、滿足不同質(zhì)量要求的壓縮空氣。企業(yè)一般都建設集中空壓機房，這就需要較長的管道來輸送壓縮空氣，產(chǎn)生泄漏的概率會大幅提高。壓縮空氣從空壓機機房輸送到使用終端，各種金屬連接管路、接頭、閥門等難免會存在一定泄漏，大家普遍認為壓縮空氣屬于無色無味、無污染的可再生能源，不去重視其泄漏造成損失。而據(jù)有關(guān)資料顯示，實際上壓縮空氣在管道輸送中造成泄漏是非常驚人的，為了治理泄漏問題，建議大家定期檢查軟管、接頭、閥門等關(guān)鍵部位的情況，增加必要的流量、壓力的遠程檢測裝置，隨時監(jiān)控泄漏率、壓差、快速定位泄漏點，減少泄漏損失。

　　3、變頻調(diào)速

　　很多空壓機采用的星三角啟動方式，通過壓縮機啟停來控制管道中壓力。管道壓力達標后，設備會自動停機；當壓力降低到一定程度后，又再次啟動。星三角啟動電流是正常運行電流的3-6倍，這種方式不僅在啟動時對電網(wǎng)造成頻繁的沖擊，還減少了空壓機的調(diào)節(jié)手段，增大了能耗。如果將壓縮機電控回路改造成變頻調(diào)速啟動，能大大降低壓縮機能耗，通過加裝變頻器控制電動機轉(zhuǎn)速，比如降低轉(zhuǎn)速來降低空壓機的產(chǎn)氣量，維持空氣管網(wǎng)所需要的壓力，不斷補充壓縮氣量，達到輸氣管網(wǎng)所需最低壓力，同時降低能耗。變頻改造過程中，需要用戶對設備根據(jù)實際需求，精準匹配、關(guān)注性價比較高的變頻器產(chǎn)品，同時考慮其通用性和兼容性，便于后續(xù)的維護和零件更換，盡量選擇符合國家行業(yè)標準的產(chǎn)品。

　　4、余熱回收

　　空壓機使用中會產(chǎn)生大量余熱，通過風冷、水冷等方式將壓縮過程中產(chǎn)生的熱能散發(fā)出去。但實際上通過各種手段回收這部分熱量可用于其它生產(chǎn)工藝、降低用熱能耗，提高企業(yè)的整體生產(chǎn)效率，比如生產(chǎn)中液體加熱、生活熱水、冬季采暖等等，余熱回收方式需要企業(yè)根據(jù)自身需要與其它工藝流程的要求來確定。

　　以上是對空壓機系統(tǒng)的硬件改造，降低常規(guī)運行方式下的能耗。但是，空壓機的能耗與用氣量、用氣壓力、冷卻介質(zhì)流量、環(huán)境溫度等很多因素相關(guān)，這些因素的改善也能大幅度降低空壓機能耗。當然，這種精細化的節(jié)能依靠簡單的控制系統(tǒng)是無法實現(xiàn)，需要使用智慧節(jié)能系統(tǒng)，綜合分析各類影響因素，自動尋找最佳控制方法。

　　空壓機智慧節(jié)能思路

　　智慧節(jié)能技術(shù)是利用數(shù)字建模、大數(shù)據(jù)、AI分析等技術(shù)優(yōu)化運行策略，解決常規(guī)調(diào)節(jié)無法精準節(jié)能的缺點的方法。

　　智慧節(jié)能主要從以下三方面來降低空壓機系統(tǒng)的能耗：

　　第一，設定經(jīng)濟的運行目標，保證生產(chǎn)的同時降低能耗。智慧節(jié)能系統(tǒng)根據(jù)生產(chǎn)工藝預測用氣量及用氣壓力，隨時設定滿足工藝需求的最低用氣壓力，避免空壓機做無用功。

　　第二、通過大數(shù)據(jù)模型調(diào)整空壓機運行策略。智慧節(jié)能系統(tǒng)會建立各臺空壓機的模型，并不斷收集每臺空壓機在不同負荷下的能耗，提高模型準確度。運行時，根據(jù)預測目標提前進行系統(tǒng)模擬，尋找最佳調(diào)節(jié)策略，降低能耗。例如，在用氣量較少時，根據(jù)機組性能選擇全部機組低頻運行，還是停止部分機組；如需停止部分機組，系統(tǒng)會判斷能效最差的空壓機，并停止該設備。

　　第三、建立冷卻系統(tǒng)模型，優(yōu)化冷卻系統(tǒng)的控制策略。大型空壓機多采用水冷方式冷卻，大多建有多臺冷卻塔系統(tǒng)，采用智慧節(jié)能系統(tǒng)建立準確的冷卻塔、冷卻水泵模型，并監(jiān)測濕球溫度。當濕球溫度變化時，機組會通過模擬的方式提前篩選多種調(diào)節(jié)策略，比如增加水泵或減少水泵、提高冷卻塔風機轉(zhuǎn)速或降低轉(zhuǎn)速、增加或降低冷卻塔臺數(shù)等，以達到最低的冷卻系統(tǒng)能耗。

　　冷卻塔的分類：按通風方式分為自然通風和機械通風；按水與空氣的流動方向分為逆流式、橫流式和混流式；按水與空氣接觸方式分為濕式、干濕和干濕式。冷卻塔的主要組成部分有：

　　傳動系統(tǒng)：電機、減速機、風機；布水系統(tǒng)：例如旋轉(zhuǎn)布水器、固定散水頭、散水槽、分水板、塔體及支架、風筒、收水器、填料、雨區(qū)、集水池、導風板等幾部分組成。電機：目前品牌的有大同、東元、金日；一般常用電機防護等級為IP54。減速機分為皮帶傳動和齒輪傳動，風機分為軸流式和離心式，一般我們用軸流式。目前市場使用冷卻塔大多為FRP材質(zhì)，冷卻塔的填料是冷卻塔重要組成部分，其占所產(chǎn)生溫降占整個塔溫降的60%-70%，填料材料有聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、聚丙烯等。冷卻塔屬于熱交換設備系統(tǒng)，進行熱交換的兩種介質(zhì)是：水和空氣，整個過程是接觸散熱和蒸發(fā)散熱共同作用使水冷卻，冷卻后的水回流到空壓機冷卻器和油冷卻器中，交換熱量后，熱水通過冷卻水泵增加動力，又再次進行冷卻塔系統(tǒng)中進行降溫，如此往復循環(huán)，當一臺冷卻塔降溫不足時需要增加冷卻塔的臺數(shù)。

　　通常情況下在冷卻塔降溫37-32-27溫度條件下，1RT(冷噸)=13LPM，根據(jù)熱量計算公司：

　　Q為冷卻塔的散熱量，C為水的比熱容，為冷卻塔溫降。

　　除了以上三方面，智慧節(jié)能系統(tǒng)還在很多細節(jié)上進行精細化控制，保證整體系統(tǒng)的最佳能效。這樣的控制策略，需要在整個空壓機站房及輸送氣管理系統(tǒng)、終端用戶加裝若干傳感器，如管道壓力傳感器、管路流量計、溫度傳感器、電壓表、電流表、電能計量表，需要對數(shù)據(jù)進行采集、分析、計算、按要求分類控制、其數(shù)據(jù)量和計算量是巨大的，只有采用AI大數(shù)據(jù)才能完成，這也是智慧節(jié)能技術(shù)的核心。

　　總之，空壓機系統(tǒng)的節(jié)能包括硬件節(jié)能和智慧節(jié)能，這兩者又是相輔相成的。硬件節(jié)能是降低能耗的基礎，也是智慧控制能夠形成大量控制策略的基礎；智慧節(jié)能在硬件改造的基礎上需要進行精細化控制，通過加裝多種如干傳感器裝置，進行數(shù)據(jù)采集、計算、分析、按照要求分類控制，再經(jīng)過大數(shù)據(jù)庫，模型在多種控制策略中尋找最佳路線，滿足生產(chǎn)需求。降低能耗，兩者只有相互配合，才能達到最佳節(jié)能效果。