2017-03-03   935

據統計，中國（guó）壓縮空氣的耗電量占全國發電量的9.4－10％，國內大多數企（qǐ）業（尤其是製造型企業）皆使用空壓機，為更好地做好節能工作，提（tí）高企（qǐ）業創造利潤水平，“空壓機節（jiē）能”成為企業熱衷的詞，如空壓機餘熱利用、更換成離心式空壓機等，這些節能改造的潛能如何，以及在具體（tǐ）實施（shī）中會遇到什麽問題呢？ 

一、空壓機係統的結構

•一般工藝流（liú）程

空壓機係統通常由（yóu）氣管路（lù）、油管路、水管路及電氣裝置組成，從氣 管路工藝流程來考慮（lǜ），通常由空壓機→儲（chǔ）氣罐（濕）→幹燥後處理→儲（chǔ）氣罐（幹）→用氣崗位構成。

•主要耗能設備

主要能耗產生設備有空壓機、幹燥機。空壓機係統主要消耗（hào）電能，但根據空壓機機頭形式不同，消耗功率也不同，通常活塞式空壓機＞螺杆式空壓機（最（zuì）普遍）＞離心式空壓機。

二、空壓機係統的節能（néng）

由於空壓（yā）機在壓縮製氣過程中，空氣被強烈地壓縮，進而產生大量 熱能（néng），這些熱能若不及時帶走，會使空壓機運行溫度超（chāo）過規定值，導致 潤滑油氧化、潤滑油的性能降低，這種變（biàn）化（huà）甚至（zhì）不可逆轉，最終導致空 壓機損壞（huài），故空（kōng）壓機係統一般配備通風降溫或者冷卻水降溫的裝置將 熱（rè）量帶走。

試（shì）想，如果將這些熱量收集加以利用，那麽不僅解決了空壓機係統（tǒng） 溫度高的問題，而且給企業（yè）自身創造了利潤。事實上根（gēn）據國能源署 發布的空壓機電能（néng）轉換（huàn）效率統計信息，空壓機在運行時真正（zhèng）用於增加 空（kōng）氣勢能所（suǒ）消耗的電能，在總（zǒng）耗電量中隻占（zhàn）很小的一部分（約15％）， 約（yuē）85％的耗電轉（zhuǎn）化為熱量。所以“餘熱利用”應運而生。

•熱量核算

空氣在壓縮過程產生的（de）大（dà）量熱能通常通過油冷卻器裝（zhuāng）置帶走，以某公司螺杆式（shì）空壓機為例，在８月正常運行時，空壓（yā）機油冷卻器的進出水溫（wēn）度分別為32.6℃、40.9℃。則水（shuǐ）換熱量Ｑ＝Ｃ·ｍ·Ｔ （其中Ｑ－每小時帶走熱量，ｋｊ／ｈ；Ｃ－水比熱容，ｋｊ／ｋｇ·℃；ｍ－每小時 流水質量，ｋｇ／ｈ；Ｔ－溫差，℃）。

故Ｑ＝4.2·18000*（40.9－32.6）＝6275ｋｊ／ｈ＝174ｋｗ，占比＝帶走的熱量（liàng）／設備（bèi）功率（lǜ）＝174ｋｗ／336＝51.8％，其它型號同（tóng）比類推。可以看出，僅空壓（yā）機潤滑油帶走的熱量潛能也是巨大的（de）（還（hái）有一部分熱量 隨著壓縮空氣被帶走，由於熱量小且施工（gōng）困難不進行收集），這些熱量可供鍋爐補水、工人洗浴（yù）、冬季供暖、工藝（yì）用水等。

•溫（wēn）控閥的選擇

螺杆式空壓機的潤（rùn）滑油溫度（dù）值要保持一定的範圍，太（tài）高會導（dǎo）致油的變（biàn）質、失效，太低會影響油的粘度及功能的發揮（huī），空壓機自（zì）帶的溫控 閥（fá）作用正是起到了這樣一個調節作（zuò）用，那麽當進行餘熱改造時，需要再（zài）增加一個溫控閥，該溫控（kòng）閥（fá）開啟度的選擇需要進行理論計算和反（fǎn）複驗 證：ａ，當崗位需熱量大，空壓機的潤滑油能夠大部分流（liú）向該餘熱回收（shōu）裝 置；ｂ，當崗（gǎng）位需熱量變小，溫控閥能（néng）及時將潤滑油逐（zhú）漸導回原（yuán）係統，不會致使油（yóu）的溫度過高而變質。

•施工過程

由於潤滑（huá）油不能含過多雜質，餘熱回收管路一般使用不鏽鋼材料，這樣可以耐壓、耐腐。管路的連（lián）接方式采用法蘭（lán）或焊接，焊接工藝采用氬（yà）弧焊，事實證明這樣既可以保證管路有足（zú）夠的強度，又（yòu）能夠有良好的密（mì）封性。

管路優化往（wǎng）往（wǎng）被大部分企業所忽略，在一（yī）次（cì）與其他企業節能負責人參加節能工作會議時了解到，企業使（shǐ）用的壓縮（suō）空氣管路主要包括碳鋼管路、不鏽鋼管路（lù）和進口鋁合金管路。根據企（qǐ）業各自的使（shǐ）用效果，主要有以下區別：Ａ，使用碳鋼管路在一段時（shí）間後會出現鏽蝕和不定期泄露的現象，特別是企業中途（tú）停止生產的（de）時候尤為明顯，不僅會造成壓縮空氣的阻（zǔ）力增大，壓降增加，而且有時會積水致使惡性循環，通常再次開動時（shí）需要（yào）吹掃管道，優點是初期投資成本低；Ｂ，不（bú）鏽鋼的管路正好與碳鋼管路相反，保證了生產用氣（qì）的穩定（dìng）性； Ｃ，一些醫藥行業對壓縮空氣品質高，選（xuǎn）用了近幾年湧入市場的新型材料，該材料的優勢是重量輕便，易於安裝且美觀，更重要的是不鏽蝕無（wú）泄漏，保證了（le）壓縮空氣的（de）露點等品質，當然（rán）價格也是較貴的（de）。

所以不管是（shì）餘熱（rè）利用還是（shì）接下來要講的更換離（lí）心（xīn）式空壓機方式， 都（dōu）要綜合考慮管路的（de）優（yōu）化。

三、更換離心式空壓機

前（qián）麵講到空壓機機頭的形式，離心式空壓機在前期一直處於試用階段，技術並不成熟，而且維修（xiū）費用高，隨（suí）著科技的進步以及離心技術的不斷發展，離（lí）心電機逐漸運用到空壓機（jī）領域，但由於再次置換（huàn）成離（lí）心低壓機設備的成本較高，目前空壓機廠商如英格索蘭等（děng）通常采用“合同能源（yuán）管理（ＥＭＣ）模式”與企業合作。該模式的實質是以減少的能（néng）源費用來支付節能項（xiàng）目全部成本的節能業務方式，這樣可以以較少的費用達到（dào）設備升級改造的目的。

•節能核算

（１）以某企業空壓機配置為例，２台60ｍ３／ｍｉｎ空壓

機消耗功率＝（336＋16.8）*２＝705.6ｋｗ，最終產氣（qì）60*（1－7％）*2 ＝111.6ｍ３／ｍｉｎ。

（２）如果置換配套（tào）離心機成套設（shè）備（產氣量約為110ｍ３／ｍｉｎ），以（yǐ）

英格索蘭品（pǐn）牌為例，其耗電（diàn）功率為528ｋｗ，即節（jiē）約電能705.6－528＝177.6ｋｗ。其它型號（hào）同比類推。

•更換離心式空壓機實施過程的問題

（１）由於離心低壓機使用高壓電，如果沒有多餘的電基本容量，還（hái）需向電力公司申請，同時每月（yuè）產生（shēng）相應的容（róng）量費，企業在做具體的節能 核算時應該去掉這筆額外支出的容量費，這樣在做投資回收期等經濟 指標時才能準確，為公司決策層提供一個正確（què）的（de）參考條件；

（２）離心式空壓機使用的是離（lí）心機頭組件，空氣在離心機頭的作 用下不（bú）斷壓縮，但同時也要避開（kāi）喘振區，特別（bié）是崗位用氣量不（bú）斷波動的 情況（kuàng）下，可以考慮利用電子自動控製技術（或輔以變頻技（jì）術）加以規 避，但有（yǒu）的企業生產需氣量變化較大，建議配備一台小排氣量空壓機或者變頻的空（kōng）壓機作為調節用，離（lí）心低壓機作為（wéi）常用空壓機，這樣可以發揮離心低壓機的高效率優勢。