工业用空气压缩机站节能与应用

    和电能一样，压缩空气是工业生产必不可少的能量载体。随着科学技术的发展，空气压缩机作为一种重要的动力装备，被广泛应用于机械，冶金，建材、电子电力，化工，食品，纺织等众多工业领域。然而，空压机属于高能耗设备，在某些行业耗电占到了生产耗电的30%以上，故俗称“电老虎”。节能是一项长期的战略任务和基本国策，也是实施十二五规划的紧迫任务。今天小编和大家一起探讨工业用空气压缩机站节能与应用

　　一、空压站工作现状

　　传统空压站由N台压缩机组成。空压站空压机的开、停依赖空压站值班人员管理。由于工业用压缩机功率较大，在控制上一般采用加载、卸载的控制方式，即X公斤加载，Y公斤卸载。

　　二、能源浪费的原因

　　1、空载能耗高。目前企业压缩机为单台N立方，压缩机开停只有N或N的倍数，空压机设备开停依赖人工管理的传统。尤其在用气负载频繁变化时，系统不能快速反应，也不能实现压缩机排量的微调。这形成了空压站各压缩机的空载。通常情况下，当压力达到y公斤时，空压机进入卸载运行状态，当压力降到x公斤时，压缩机进入空载状态，即关闭进气阀使电机处于空转状态，同时将油器预分离罐中多余的压缩空气通过放空阀放空。关闭进气阀使电机空转虽然可以使空压机不需要再压缩气体作功，但空压机在空转中还是要带动螺杆或者活塞做回转运动，电耗仍在继续发生。实际检测发现，空压机空载时的能耗高达其满载运行时的40%～55%。

　　2、爬升能耗高。螺杆压缩机有两种运行模式，加、卸载运行模式或空载、满载运行模式。加、卸载控制方式使得压缩气体的压力在x公斤～y公斤之间来回运动。X公斤是最低工作压力值，即能够保证用户正常工作的最低压力（加载压力）。一般情况下，x公斤、y公斤之间关系可以用下式来表示：y公斤＝x公斤＋（1＋δ），δ是一个百分数，其数值大致在10%～25%之间。压差一般在一公斤以上。通过理论计算和实际检测，得知空压机压力每增加1公斤，能耗增加5-6%。由此可知，在加、卸载供气控制方式下的空压机，其工作气压由X到Y，有一个气压爬升的能耗，存在事实上的能源浪费。

　　同时，高于x公斤的气体在进入用气终端前，其压力需要经过减压阀减压至接近x公斤，压力越高流速越快，这就造成同样的工况，压力越高所耗气量越大。这一过程同样是一个能源浪费的过程。

　　3、传统管理。在空压站的使用管理过程中，存在两种不可避免的矛盾。一种是企业对空压机管理人员有明确的考核，那么会出现气压经常不够或能少开就少开的习惯，不利于生产线的正常运行，或出现压力达不到设备使用要求导致用气终端故障增加。一种是对空压机管理人员没有明确的考核，这就会导致空压机多开、空压站空载能耗高的结果。无论哪种管理模式，其结果都会是空压站电能浪费增大，而且不利于安全生产。

　　4、其他。空压站空压机配置的缺陷或用气端用气量不断变化时，管网供气压力不可避免地产生较大幅度的波动。这就导致空压机频繁加、卸载，频繁调节进气阀，会加速进气阀的磨损，增加维修量及维修成，同时供气稳定性差，供气精度达不到工艺要求，影响产品品质。

　　三、空压站节能空间分析

　　通过空压站节能控制系统对既有空压站实施节能改造，可以有效改变传统空压站能源浪费巨大的被动局面。该系统主要从以下方面实现电能节约。

　　1、降低空载能耗。优化空压站流量调节范围，改变传统空压站空压机运行控制的单台N立方或N立方倍数开停模式，实现空压站1-N立方自动调节。系统可以根据实际用气量自动调整优化设备运行。当用气量频繁变化时，系统可以快速反应，及时地增减空压机开停数量，达成空压站产气量微调，做到按需产气，使整个空压机房运行更加科学合理，从而有效降低电耗。同时，可以降低空压站空压机维护维修费用，延长空压机使用时间。

　　2、降低爬升能耗。系统运行压力，可以维持在正负0.2公斤之间，基本做到恒压供气，减少压力爬升，有效节约能耗。同时，供气压力稳定，有利于提高终端用气设备可靠性，延长其使用寿命，提高产品稳定性。

　　3、实现多机智能控制。增加可靠性，减少人工成本。系统能够有效克服人工操作不能随用气量变化而及时、精确调节空压机运行的弊端。大大提升空压站的智能化水平，减少对人工的依赖，使空压机运行更加科学合理。

　　四、工业用节电控制系统原理

　　空压站智能节电控制系统由恒压调速模块、压力检测单元、控制单元、PLC集中控制模块（中央处理器）、短信报警模块等部分组成。系统通过压力检测单元检测供气系统管线压力，并将将该信号提供给PLC集中控制模块（中央处理器）。该模块自动计算空压站空压机的开停，运用PLC控制单元实现企业空压机站点的“组态控制”，可以实现企业空气压缩系统的“统筹兼顾”，更加精准、经济、精细地使用空压机设备，达成整个企业用气量的平衡和优化，深层次杜绝电能浪费。