空压系统的节能综述

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系统在现代工业中是能耗火户，对 二高耗能低效率的 胍系统进行节能改造，提高其运行效率，是--个系统工程。

空压系统的节能综述空压 系统 因其元 器件造价 低廉、系统易维护等特点，从 20世纪 70年代开始在 工业 自动化领域 的应用 渐渐扩大，至今已在众多行业中发挥着 日益重要的作用。压缩 空气的应用几乎遍布每 -个工厂，从小型的机加工车间，到大型的化工企业都 拥有相应的空压 系统。

然而，随之 带来 的是 空压 系统 的能耗问题，其已成为现代工业中的主要耗能系统之-。美 国、南非等 国家在空压系统上的能耗 占其全国工业总耗 电量的 9% 左右 ，而欧洲空压机耗电约 占其工业总耗 电量 的 l0%。在我国，20l0年压缩机 的耗 电量高达到2700亿度，约 占全国工业总用电量的8.7% 。

如今 ，空压 系统普遍存在的效率低下以及浪费严 重等 问题 已引起 了人们 的关注。无论是研究机构还是用户企业都将更多的注意力放在空压系统的节能工作上。

本 文通过介绍压缩空气的主要耗能形式，针对当前空压系统节能存在的问题，针对性的提出了4大主要节能措施，并指出了我国空压系统节能的前景。

22 M脯现代制造·新芷特刊当前空压系统存在的问题长期以来，我国制造业-直强调粗放型为主的发展模式，在大多数生产企业中，空压系统的效率很低，普遍存在着严重的浪费。因此，为了提高企业利润，降低能耗，很多企业纷纷开展了简单节能活动，例如管道堵漏、空压机加装变频装置等。但是，由于缺少 系统化的整体节能手段 与技术的支持，节能活动取得的效果十分有限。

目前 国内空压 系统节能主要面临能耗评价不合理、空压站运行不科 学、供气节能管理待优化和末端设备节气待提高4个问题。

节能措旋参照当前我国空压系统节能存在的主要 问题，本文有针对性 的介绍 了以下4个方面的节能措施。

1.新的空压系统能耗评价指标气动功率是-种新的压 缩空气能耗评价指标 ，该指标通过分析压缩空气状态变化与外界机械能转换的关系，基于焓与熵的变化，考虑了不同温度下的影响，用以表示空气相对大气环境的做功能力。该能量评价指标可揭示空压系统各环节的能量损失，为空压系统节能诊断尤其是节能率的计算奠定 了理论基础，为选用能效高 的气动元器件和设备提供 了计算依据。

2.空压站运行优化管理对于空压站 空气压缩机系统控制的问题，按现有 的控制技术，大致分为压力控制和流量控制。

目前，世界上各主要的空压机制造商都有开发出各自不同的空压机群控制系统。但对于通过缩姓压机系统的运行压差，降低系统的运行压力，仅有少数几家空压机制造商推出了相关的产品，但其应用范围有限，对于有些压缩空气量变化较大的诚，其系统压差依然较大，不能有效降低 系统的运行压力，而且大多数控制器仅起到自动控制或顺序控制的作用，对于如何使整个空压系统高效可靠的运行，各空压机制造商研究甚少。

相对于 以压 力匹配为控制 目标 的空压站控制系统，还有-种基于流量控制的空压机群控制方法，即在满足工业现场生产所需压力的基础上，根据用气流量变化来优化空压机群 的运行 组合及各空压机产气负荷的分配，以提高空压机群的运行效率，降低其运行能耗。

3.供气环节节能监控管理1)泄漏检测.crlI：xperts Review l亏冢评论压缩空气泄漏点的定位是气动系统节能领域的重要技术，当气体通过凶 向大气环境 泄漏 时，气体产 生的紊流将在凶处产生超声波，超声波沿直线传播，具有 良好的指向性，通过检测压缩空气泄漏位置产生的超声波信号能够快速地定位泄漏点。

此外，还有-种基于基准流量的并联 接入 式气体 泄漏量测量方法。导入基准流量，可以消除未知容积的影响，在被测对象容积未知的条件下即可测量出管路设备的泄漏量。

2)力、流量、露点和电力的监控科学、准确、可靠的计量监管是保证企 业高效率生产，减少 浪费，保证最佳经济效益的重要手段之-●后，减少浪费、削减工业流体介质用量将成为企业节能减排工作的-个重点。对于空压系统来说，压力、流量、露点和电力的实时监测及管理都是非常必要的。

首先 ，压力和流量作为工业过程控制的重要参数，可以反映 出空压系统的工作状态 ；其次，对露点的测量可以得到压缩空气的干燥程度，避免各部件在介质潮湿的情况下低效工作 ；最后，通过对于电力的检测，可以了解整个系统尤其是压缩机的耗电量。

3)压缩空气增压技术采用局部增压的方法，降低空压机的输出压力是空压系统节能技术体系非常重要的组成部分，具有十分显著的节能效果。目前常见的压缩空气增压技术由于输 出流量孝效率低 ，限制 了其在工业现场的推广应用。为了提高压缩 空气局部增压技术 以及装置 的输出流量和效率，满足工业现场的需要，出现了-种高效、大流量压缩空气增压技术，利用 了驱动腔 内压缩空气的膨胀能，有效地提高了增压器的输出流量计效率，能够更好的满足工业现场的需求，具有较好的推广前景。

4.末端节能用气设备以喷嘴为例，气动喷嘴广泛地应用于工业自动化现场，尤其是在机械加工等行业，其比重大约占整个气动系统耗气量的50%左右。在能源问题 日益突出的今天，气动喷嘴的节能具有更加重要的意义。传统喷嘴利用减压阀来降低喷嘴供气压力，以实现减少流量的目的，但是这种方法存在大量的能量损失。为了提高喷嘴的效率，减少压缩空气的消耗，最新提出了-种将连续气流转 化为矩形等不连续 流量气流 的装置，该装置由于不使用减压阀，可以减少减压阀部分造成的压力及能量损失，增强喷吹效果，降低空气消耗量。

我国空压系统节能的前景空压系统在现代工业中是能耗大户，对于高耗能低效率的空压系统进行节能改造，提高其运行效率，是-个系统工程。然而，我国大部分企业在空压系统使用 中存在效率偏低 、浪费严重、欲实施节能也无从下手和缺乏经验等 问题。无论是工厂企业还是专 家学者，都在不断探寻着行之有效的节能技术。北京爱社时代科技发展有限公司 (ECOSO)，实践并推广 了本文所介绍的高能效低能耗的节能措施，采取了从源头到末端的节能诊断改造服务，在多家企业的应用中，实现了每年实现节电5000万kW ·h以上，已累计产生节能效益超过 6000万元。为我国的企业节能事业，做出良好的参照与表率。

目前，我国空压机的耗电量已接近 3000亿kW ·h。按平均节能率 20%估 算，全 国每年 可节约用电约600亿kW ·h，折合标煤2160万t，减少C0 排放 5700万t。做好空压系统的降低能耗工作，具有 良好的经济效益与社会效益。圆 新年特刊 ·啊现代制造 23