压缩空气系统优化与能效管控浅谈

      压缩空气虽然是排在水、电之后的第三大工业动力源，但却是最为昂贵的能量形式，其总成本中最昂贵的部分是能源，即电力消耗。

　　一台空压机从采购、安装、运行与维护管理，到完全报废停止使用的整个过程，用户的所有支出成本称之为设备生命周期成本。实践证明，大多数客户支出的成本组成中，设备初期投资占15%，使用期间的维护、管理成本占15%，其余70%的成本来源于能源消耗。也就是说，在典型的压缩机使用寿命期间，能源成本通常是压缩机购买价格的数倍。即便近些年永磁变频、两级压缩等超一级能效空压机出现，但是空压机生命周期成本中各比例也未出现颠覆性的变化。因而，绝大多数客户对于空压机生命周期成本最低化诉求的关键点在于有效的能效管控。很多时候，更换更高能效等级的空压机设备只是迫不得已和经过仔细考量之后的决定，但即便更换高效设备，能效管控仍是必不可少的工作之一，否则只会事与愿违。

　　进行能效管控，降低压缩空气能源成本的第一步就是测量和监控压缩空气系统的能耗、流量和工作气压。在此基础之上，可以采取一些行之有效的措施来优化压缩空气系统，进而并节省能源成本。

　　1.及时关闭设备

　　一周有168小时，但大多数压缩空气系统仅在60-100小时之间以或接近满负荷运行。中小型工厂或是一些生产波动性大的行业，在淡季时可能有效运行时间更短。根据实际生产排班情况，在晚间和周末视情况关闭部分或全部压缩机可以减少高达20%的能源费用。

　　2.亡羊补牢—修复现有漏洞

　　通常情况下，工厂的压缩空气泄漏量在10%-30%，如果管道系统时间在五年以上，泄漏量超过25%的可能性非常高，甚至可以达到50%。在0.7MPa压力下，一个0.6mm直径的孔洞将会因压缩空气泄漏，每年浪费超过2500度电。因为产生压缩空气需要消耗电力，所以任何泄漏的压缩空气都是在浪费金钱，增加生产成本。

　　既然压缩空气泄漏治理如此重要，那是不是得到了广大用户的重视呢？事实并非如此，因为大约80%的空气泄漏是听不见的。如果在嘈杂的工厂背景下可以听见“嘶嘶嘶”的漏气声，那说明泄漏已经很严重了。为了尽量减少目视耳听监测方法的局限，可能需要第三方帮助检测这些泄漏，或者借助专业的气体泄漏监测工具。

　　3.防患未然—防治新泄漏

　　《黄帝内经》曰：“上工治未病，不治已病，此之谓也”。“治”，为治理管理的意思。“治未病”即采取相应的措施，防止疾病的发生发展。同理，压缩空气系统管理要积极主动的检查管道系统，干净、干燥的管道表明空气质量良好且没有腐蚀问题。管道中的灰尘是由压缩空气中的颗粒引起的，如果压缩空气没有经过过滤，或者过滤器被堵塞，就会出现压降，最终产品污染的风险也会增加。压缩空气管道系统中的灰尘和油泥会很快引起腐蚀，并会大大增加泄漏点的数量和扩大泄漏孔洞直径。所以，要采取主动措施，在压缩空气泄漏高发位置，如阀门、法兰、接头、弯管等处，进行泄漏检查。由于有些用户管网密布复杂，线路长，检查起来难度大，周期长，因此有必要在管道合适的位置安装压力监测装置，同时要及时做好设备保养，保持管道清洁。

　　4.减压运行

　　为了应对突然增大的用气需求、系统泄露、系统效率衰减等因素，在设计之初，压缩空气系统压力往往留有一定压力裕量。但是，系统压力每降低0.1MPa可将能耗降低1%，而系统何时会因效率衰减、泄漏等因素导致压力自然损失0.1MPa则未知，可能需要一年，也可能需要两三年。而在这个过程中，会产生大量的能源浪费。我们要检查系统压力，并抵制因管道问题或过滤器堵塞而导致的泄漏或压力下降而提高压力的冲动。良好的生产计划与可靠的空压站智能物联网系统应用，可以大大降低操作压力并有效地协调压缩空气生产。

　　5.零气耗排水

　　经空压机压缩过后的压缩空气中含有大量水分，分离出来的水不及时排出就会带到用气末端，容易损坏末端设备和仪器仪表等，这不仅会导致瑕疵品出现，而且会造成空压机维修量大，使用寿命短等问题。同时，排水不当就会造成压缩空气浪费。冷凝水排放口应定期调整，以确保它们按预期打开或不会卡在打开状态。建议用户用零气耗排水器替换定时排水器，以节省压缩空气。

　　6.优化管道与就近供气

　　管道系统设计应优化压缩空气在所需流量和压力下到使用点的传输。最理想的状态是就近供气和直线输气。但是，在实际应用中，因各种原因导致压缩空气管道并非按照最短距离安装，若是经过合理优化，缩短空气必须行进的距离可以进一步减少约20-40%的压降。另外，将管道尺寸从DN50增加到DN80可以将压降降低多达50%。

　　通过管道的流量越多，压降就越大。管道中的压降随流量增加的平方而增加，这意味着如果流量增加一倍，压降将增加四倍。因此，空气分配管道的直径应足够大，以尽量减少压降。

　　7.系统性看待过滤器

　　压缩空气系统中，过滤器的重要性不言而喻。过滤器的更换参照一般是时间，但时间并不是唯一要素，最重要的是过滤器的过滤效果，直观的反应是压差。如果压差过大，即便没到更换时间，也得对过滤器进行保养或者更换。过滤器堵塞，不仅仅使产气量下降，还会增大电流，导致电耗增高。因此，要系统地检查和更换过滤器，以确保空气质量并防止压力下降。

　　8.余热回收利用

　　空压机的产气量会随着机组运行温度的升高而降低。在实际使用中，空压机的机械效率不会稳定在80℃标定的区间工作，温度每上升1℃，产气量就下降0.5%，温度升高10℃，产气量就下降5%。一般风冷散热的空压机都在88～96℃间运行，其降幅在4～8%，夏天更甚。如果进行余热回收改造，使空压机组排气运行温度和油温均控制在最佳温度范围以内，降低散热风扇运转时间，就可以节约大量电能，同时更好的保证出气量。空压机运行散发的热量中高达90% 的热量可以回收利用，可以为洗手间、洗澡间以及其它工艺生产热水或将热空气引流到生活区、工作区、仓库等。

　　9.转变维修观念

　　从财务角度说，维修所消耗的资金一般被定义为成本和费用。但是，在德国威士巴登召开第一届欧洲维修团体联盟国际会议时，曾经将“维修——为了未来的投资！”作为大会的口号提出。因为从投入与产出的角度看，维修投入是不断以离散形式补偿设备的磨损、老化和性能劣化，不断恢复设备青春活力的投入。如果失去这一投入，设备的产出可能是零或负值，如果投入不足，设备的产出会因故障停机多、精度或者质量缺陷而受到负面影响。因此，与大多数工业机械一样，如果维护得当，压缩机的运行效率会更高。适当的维护保养可将能源成本降低约1%，并有助于防止计划外停机和耽误生产的大故障出现。

来源：压缩机网

转发：武汉瑞气节能环保科技有限公司