空气压缩机的使用与节能

探讨压缩空气系统的节能降耗措施，提出了压缩空气系统节能的重要意义，ZD论述了空气压缩机节能的原理和方法，从空气压缩机的运行管理、技术改造等方面上分析了空压机在使用过程中的节能方法，指出降低空压机的能耗，提高运行效率是企业节能减耗，提高经济效益的重要措施。

空气压缩机的节能的意义

空气压缩机作为工业制造行业的主要动力源，其能耗问题已经引起了全世界的高度重视。在ZG，压缩空气的耗电量约占全国发电量的10%，一般的工矿企业中，压缩空气系统的耗电量约占企业总耗电量的20%-30%。据统计，在空气压缩机的寿命周期成本中，能耗成本占了约70%。本文对于压缩空气系统节能方法的研究，对缓解我国能源供求矛盾，实现国家“十一五”规划中单位GDP能耗降低20%的节能工作目标有着十分积极的作用。

对空气压缩机的运行管理

1.空气压缩机的进气

空气压缩机是以空气作为原料，必须要保证原料的供应。空气压缩机的进气有两种：一是室内进气，二是室外集中进气。室外集中进气有以下特点：diyi，便于集中预过滤处理；第二，不受室内温度和油气的影响；第三，减少室内空气的流量和流动速度，有利于保持室内的环境卫生；第四，初期投资大，输送管道有阻力损失。

比较而言，室外集中进气优于室内进气。采取预过滤措施，不仅能够延长滤芯的使用寿命，而且能够降低功耗。预过滤采用的形式和方法有许多种，不论哪一种都必须保证阻力Zdi才有效。我们采用非织造布预过滤的方法，简单方便，每班更换一次，能使阻力保持Zdi。

空气过滤器的报警值一般在4×10-3MPa左右。过滤器阻力增加后空气压缩机的吸力会增加，流量相应会下降。当空气压缩机在报警值下运行时，流量会损失5%左右。因此，根据当地环境状态定期维护保养和更换过滤器，使过滤器的阻力保持在一个较低的范围内，是节能的一个得好措施。

2.温度

不论是单级压缩还是多级压缩，级间温度和排气温度严重地影响着空气压缩机的运行和效率。空气压缩机冷却器的一个重要作用就是提高压缩效率，就温度而言，提高冷却效率就是提高了空气压缩机的效率，相对得就是降低了功耗。排气温度每下降10℃，功耗也随之降低3%。

控制温度主要在夏季，一般要求在高温季节之前，对冷却系统进行全面的检查、维护保养，清洗或更换冷却效果差的冷却器，补充润滑液，把温度控制在适当的范围内，不仅稳定空气压缩机的运行，而且不会由于温度的原因使油耗增加。

油分离器只能分离液态油而不能分离气态油，当温度过高时易产生油气随压缩空气进入后处理设备，除增大油耗外，还会污染这些设备，或降低干燥效果，或增大阻力使功耗增大。因此，控制好温度不仅能稳定空气压缩机的运行，而且还能降低油耗使系统正常运行，进一步降低功耗。

3.压力降问题

任何的传输都存在着压力降，合理地控制压力降有利于节能降耗。当压力降增加时为获得所需要的压力，空气压缩机就要多做功。压力降每增加0.01MPa时，功耗相应增加0.3%一0.5%。对任何一台空气压缩机，每年增加的功耗是很大的。油分离器、精密过滤器、干燥机是压力降增加的主要部位，因此，适时地更换油分离器、精密过滤器，定期清洗干燥机空气通道是降低压力降的有效措施。

延长油分离器、精密过滤器的使用时间，并不能节约运行费用。以寿力300HP型空气压缩机为例，当油分离器的压差达到0.07MPa时就会报警。若继续延长使用半年，油大约多耗20kg，功耗则增加为300×0.75×0.005×7×4000=31500(kW·h)，每度电按0.6元计算，电费就多付18900元。且多耗的油进入后处理系统、管网系统会带来意外事故。

采取节能技术改造措施

1.采用变频调节技术

空气压缩机的控制一般是加载和卸载控制。当管道压力低于空气压缩机的设定压力下限时，压缩机开始加载，此时进气阀门打开，空气压缩机开始排气，管道压力逐渐升高；当管道压力高于设定上限时，空气压缩机阀门关闭，空气压缩机不排气，管道压力又逐渐下降。

加卸载控制的方法可以保证空气系统的压力在一定范围内波动，保证生产顺利进行，但依然存在较大的能源浪费。其主要原因是，在卸载工况的时候，空气压缩机并不产气，电机空转也要消耗电能。如果一台空气压缩机卸载的情况较多，则能耗浪费就非常大。

为了改善这个问题，可以采用变频调速技术，通过改变电机的转速来调节空气压缩机的产气量，这样就能使电机的耗电量与产气量很好的匹配，减少浪费。根据电机学原理可知，电机的转速与电源频率成正比。通过调节电机电源频率可以调节其转速，进而调节空气压缩机的产气量。

安装在管网上的压力传感器测得的管网压力值与设定值相比较后得到偏差，经PID调节器计算出变频器作用于异步电动机的频率值后，由变频器输出相应频率和幅值的交流电，使电机得到相应的转速，于是空气压缩机便输出相应的压缩空气至管网，使其压力变化，直到管网压力与设定值相同。

采用变频调速节能效果十分明显，通常为10-35%。采用空气压缩机变频调速还可以实现点击软启动，降低启动电流，无机械冲击，从而延长了机械设备寿命，减小了对电网的影响；空气系统排气压力稳定，通常偏差仅为为0.02Mpa。

2.集中控制技术

集中控制的节能主要来自两个方面：(1)减少系统中空气压缩机的卸载时间；(2)降低系统压力带宽。

集中控制系统的主要应用在有多台空气压缩机的场合，通过单点压力控制替代多台空气压缩机的梯度压力控制，大大减少系统的压力带宽。根据美国能源部的统计，压缩空气系统的压力每下降0.1Mpa，则会减少能耗7%。通过集中控制系统的顺序控制和逻辑控制，还可以让系统中的某一台机器运行在加卸载或变频状态，其余机器全部满载运行，避免多台机器同时加卸载带来的巨大能量浪费。

结束语

在世界能源匮乏的今天，如何选择空气压缩机并达到节能效果，将变得极为重要。通过对空气压缩机的选择进行分析比较，以及列举的节能措施，将会对用户节省投资、降低成本、提GX益起到重要作用。压缩空气系统的节能降耗任重道远，只有在工作中用心关注每一个细节，从点点滴滴做起做好，才能使压缩空气系统的耗能降低。