空壓機壓縮空氣系統的能耗現狀及節能潛力

下面來(lái)介紹一下空壓機壓縮空氣系統的能耗現狀及節能潛力：
壓縮空氣系統的能耗現狀及節能潛力蔡茂林北京航空航天大學(xué)SMC節能環(huán)保中心，北京100191我國壓縮空氣系統節能的前景。

　　一、前言盟的16.8%、日本的10.3%，節能空間巨大。2005年底“十當前，我國It標準煤生產(chǎn)的GDP只有美國的28.6%、歐一五”規劃中我國首次明確確定節能目標：“十一五”期墊老化龜裂嚴重，見(jiàn)（a為龜裂的膠墊）。

　　故障檢修：更換彈性橡膠墊圈后開(kāi)機，觀(guān)察機組運行情況，竄軸故障消失。再次檢測機組波形，所測數據均恢復正常，為機組正常后的時(shí)域波形及頻譜圖。

　　從實(shí)例中可以看出，綜合應用各種故障診斷方法，可準確地找出旋轉設備故障的真正原因，對設備檢修工作不僅有指導作用，還可以提高維修效率、效果，甚至起到?jīng)Q定檢修成敗的作用。

　　間，萬(wàn)元國內生產(chǎn)總值能耗從1.22t標準煤下降到0.98t，平均年節能目標為4.4%.但2006年僅完成1.23%，2007年完成3.27%，剩下3年的節能壓力非常巨大。2008年4月，全面修改的新節約能源法正式實(shí)施，將節約資源定為我國的基本國策?？梢哉f(shuō)，我國已經(jīng)進(jìn)入個(gè)全面推進(jìn)節能減排工作的局面。

　　以此為背景，在工業(yè)生產(chǎn)中占據工廠(chǎng)總耗電量10%~ 20%，有些工廠(chǎng)甚至高達35%的壓縮空氣系統在我國將不可避免地會(huì )成為節能工作的對象。壓縮空氣系統的節能在我國正成為一個(gè)亟需研究的重要課題。壓縮空氣系統能耗的96%為工業(yè)壓縮機的耗電。我國工業(yè)壓縮機的耗電量2006年1800億kW.h，2007年高達2000億kW.h，約占全國總耗電量的6%.而GDP為我國1.6倍的日本的工業(yè)壓縮機耗電量?jì)H為400億kWh.這說(shuō)明我國在調整產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟結構的同時(shí)，還需大力提高壓縮空氣系統的能源利用效率。

　　二、壓縮空氣系統節能的技術(shù)路線(xiàn)壓縮空氣的使用能耗E可用氣動(dòng)功率的積分表示。

　　P壓縮空氣絕對壓力；Qa――換算到大氣狀態(tài)下的體積流量；t時(shí)間。

　　因此，如所示，在壓縮空氣使用中，減少壓力、流氣能耗。例c>.fc如，如能將壓從0.7MPa降低以節約壓縮機用電至少5.8%.具體到壓縮空氣系統中三大環(huán)節，可按所示的流程，采取如下的節能措施。

　　壓縮空氣的產(chǎn)生：壓縮機的合理配置與運行，供給壓力的降壓及運行模式優(yōu)化，壓縮機與空氣凈化設備狀態(tài)的曰常管理等。

　　壓縮空氣的傳送：泄漏的日常點(diǎn)檢與最小化，接頭處的壓損改進(jìn)，管網(wǎng)節點(diǎn)配置的合理化，耗氣量分配的監測與曰常管理等。

　　壓縮空氣的使用：氣力輸送中壓力及流量的合理化，機器非工作時(shí)供氣的停止，分壓供氣，氣缸驅動(dòng)回路及驅機械工程公動(dòng)速度的改進(jìn)，測量管路的最短化等。

　　三、當前我國企業(yè)壓縮空氣系統使用中存在的主要問(wèn)題在當前我國氣動(dòng)用戶(hù)的壓縮空氣系統中，能源浪費主要表現為泄漏偏大、壓縮機配置及運行僅以保壓為目的、供給壓力不合理、氣槍嘖嘴低效、設備用氣存在浪費、現場(chǎng)工人用氣成本意識淡薄等。

　　在泄漏問(wèn)題上，工廠(chǎng)中的泄漏量通常占供氣量的10%~ 30%，而管理不善的工廠(chǎng)甚至可能高達50%.有時(shí)一個(gè)汽車(chē)組裝車(chē)間的泄漏點(diǎn)就有2萬(wàn)個(gè)，其中，泄漏量的90%以上來(lái)自設備使用中的零部件老化或破損。而尤為嚴重的是，現場(chǎng)管理人員遠遠地低估了泄漏造成的損失。比如，汽車(chē)點(diǎn)焊工位的一個(gè)焊渣在氣管上導致的一個(gè)直徑1mm的小孔每年導致的損失高達約3525kW"h電能。當前國內一些企業(yè)開(kāi)始利用ECOSO系列泄漏檢測儀及泄漏點(diǎn)掃描槍查漏堵漏，并已取得一些成效。另外，為有效地管理現場(chǎng)泄漏，安裝管道流量計量管理系統，對每個(gè)車(chē)間進(jìn)行計量考核也是一個(gè)重要的選擇。

　　壓縮機的合理配置及合理運行對節省用電非常重要。

　　通常，為使輸出壓力波動(dòng)小，很多壓縮機采用吸氣閥調節方式。這種方式在沒(méi)有供氣的情況下也仍需消耗70%額定功率的電力，浪費較嚴重。為此，導入變頻控制、采用ECOSO壓縮機群專(zhuān)家控制系統等措施對節省電力十分奏效。

　　而這些在工廠(chǎng)的實(shí)際操作中基本都被忽略，保證壓力成為大多數工廠(chǎng)對壓縮機管理的唯一要求。

　　由于管道壓力損失不確定，設備啟動(dòng)存在流量高峰等原因，壓縮機的供氣壓力有時(shí)比現場(chǎng)要求壓力高出0.2~ 0.3MPa，浪費嚴重。有時(shí)也會(huì )為了少數幾臺壓力要求高的設備，而整個(gè)調高供氣的壓力，這在能源使用配置上極其不合理。

　　氣槍在制造加工的精修、機加工等工藝現場(chǎng)被廣泛使用，其耗氣量在某些產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域達到總供氣量的50%.通常，氣槍在使用過(guò)程中存在供氣管道過(guò)長(cháng)、供給壓力過(guò)高、用直管銅管做嘖嘴等問(wèn)題。另外，現場(chǎng)人員很容易為了追求大沖擊力而擅自擴大嘖嘴嘖口、提高供給壓力，從而造成很大的用氣浪費。

　　另外，在氣動(dòng)設備中存在用氣不合理的現象也比較突出，例如確定工件是否卡到位的氣體背壓檢測、真空發(fā)生器給氣等存在不工作也不間斷供氣現象。尤其是化學(xué)藥液槽等用于攪拌目的的用氣、輪胎制造中的定型充氣等，從0.7MPa的高壓減至0.1~0.2MPa使用的現象非常普遍，浪費嚴重。從工藝上把握設備的實(shí)際需要壓力和最低耗氣量是使設備耗氣合理化的前提。由于設備用氣不合理導致的浪費公機械工程bookmark4總計節省金額折合人民幣1.5億元。這些技術(shù)和經(jīng)驗在我國的消化、普及、再創(chuàng )新將成為我國氣動(dòng)節能工作的當務(wù)之急。

　　為此，2007年底，北京航空航天大學(xué)和SMC國有限公司進(jìn)行產(chǎn)學(xué)合作，針對壓縮空氣系統，成立了全國首個(gè)節能環(huán)保中心，深入研究壓縮空氣系統合理化技術(shù)，面向全國氣動(dòng)用戶(hù)快速推進(jìn)和普及氣動(dòng)節能環(huán)保技術(shù)，促進(jìn)行業(yè)健康發(fā)展。該中心對國內一家外資企業(yè)實(shí)施了全面的節能改造，使工廠(chǎng)每單位產(chǎn)量壓縮機耗電量減少34.5%，壓縮機從原來(lái)的10.5臺滿(mǎn)負荷運行變?yōu)?.5臺滿(mǎn)負荷運行，3臺壓縮機完全停機。

　　這說(shuō)明壓縮空氣系統節能成效顯著(zhù)。如能在我國廣泛開(kāi)展氣動(dòng)節能活動(dòng)、普及氣動(dòng)節能技術(shù)，每年可為國家節電600億kW-h，折合金額360億元，具有非?？捎^(guān)的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益見(jiàn)表1.該中心正在針對我國汽車(chē)、紡織、sr.m丨及休B口：i4h內正解機的r作狀況及K-耗電量變化：T理0序i神厭空氣的姐度、空氣凈化設備1作狀er乍供給符路的壓力走勢1符網(wǎng)分布、苑教分紀EI各牛產(chǎn)設備實(shí)際供給力和實(shí)所滯0宵網(wǎng)！童、再設備內部里，各個(gè)泄用在地：0，斑尺十及數慨m力，耗氣T作時(shí)間糸0工；I的使用情況t玟備內元件非丁。作時(shí)的供氣悄況：，壓縮機的T.作方式是否合理，是古需要增to變鐸范圍，ISS機氣化設備是古處TiH常r作狀態(tài)，右供給貨路的而董楚內合理，打無(wú)壓損過(guò)大時(shí)節點(diǎn)，可否降低丨產(chǎn)設備供給壓力，可7f降低S縮機供給fK力，氣動(dòng)宵M罔定MSfL多少，車(chē)閬中評路及設備內刪點(diǎn)所在，3缸的使用r.5d是合理，可濟加入）丨胞路，氣動(dòng)TA的使用t況是M理，設備內言r.作供H能杏停出，對策制定符合三大V能萬(wàn)向：⑴優(yōu)化機運行t（2）阱低壓力：ft對象實(shí)施頗f按實(shí)fS：U- 1按災施效果：人小實(shí)施側重二個(gè)壞節中的：大對象：地厲，刪。

　?。?）不增加產(chǎn)品的不良豐B -壓縮機冷化設茶的日常點(diǎn)價(jià)生產(chǎn)設備r作及不t作時(shí)的符理：ty力輸這設備中耗氣置的監測；罔2呢縮空氣系統節能實(shí)施流程表1國內壓縮空氣系統節能案例效果No壓縮機型號額定壓力/MPa額定功率/ kW額定氣量/估計平均為供氣量以上種種問(wèn)題，表明當前壓縮空氣系統的使用中用氣浪費比較嚴重。所以，只需對其開(kāi)展詳細調查，明確問(wèn)題所在，采取合理有效的節能措施，就可取得30%甚至更高的節能效果。

　　系統節能在我國大有所為當前，我國氣動(dòng)用戶(hù)在氣動(dòng)技術(shù)使用中存在效率偏低、浪費嚴重、欲實(shí)施節能也無(wú)從下手和缺乏經(jīng)驗等問(wèn)題。在壓縮空氣系統節能的研究和實(shí)施上，日本走在世界的前列。

　　根據2002年日本流體動(dòng)力工業(yè)會(huì )的調查，日本各企業(yè)實(shí)施節能后，氣動(dòng)能耗減少了10%~30%.其中，日本SMC公司在日本給100家以上企業(yè)做了氣動(dòng)節能提案，最多減少60%，電子半導體、機械加工等制造行業(yè)的大中型企業(yè)，以降低空氣壓縮機能耗為目的，結合各個(gè)行業(yè)特點(diǎn)研究切實(shí)可行的節能技術(shù)，制定一整套行之有效、易于實(shí)施、投資回收期小于1年的節能實(shí)施流程，將節能措施行業(yè)化、系統化、具體化、可操作化、可視化并進(jìn)而規范化。

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