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據(jù)統(tǒng)計，中國壓縮空氣的耗電量占全國發(fā)電量的9.4－10％，國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)（尤其是制造型企業(yè)）皆使用空壓機，為更好地做好節(jié)能工作，提高企業(yè)創(chuàng)造利潤水平，“空壓機節(jié)能”成為企業(yè)熱衷的詞，如空壓機余熱利用、更換成離心式空壓機等，這些節(jié)能改造的潛能如何，以及在具體實施中會遇到什么問題呢？ 

一、空壓機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

?一般工藝流程

空壓機系統(tǒng)通常由氣管路、油管路、水管路及電氣裝置組成，從氣 管路工藝流程來考慮，通常由空壓機→儲氣罐（濕）→干燥后處理→儲氣罐（干）→用氣崗位構(gòu)成。

?主要耗能設(shè)備

主要能耗產(chǎn)生設(shè)備有空壓機、干燥機。空壓機系統(tǒng)主要消耗電能，但根據(jù)空壓機機頭形式不同，消耗功率也不同，通?；钊娇諌簷C＞螺桿式空壓機（最普遍）＞離心式空壓機。

二、空壓機系統(tǒng)的節(jié)能

由于空壓機在壓縮制氣過程中，空氣被強烈地壓縮，進而產(chǎn)生大量 熱能，這些熱能若不及時帶走，會使空壓機運行溫度超過規(guī)定值，導(dǎo)致 潤滑油氧化、潤滑油的性能降低，這種變化甚至不可逆轉(zhuǎn)，最終導(dǎo)致空 壓機損壞，故空壓機系統(tǒng)一般配備通風降溫或者冷卻水降溫的裝置將 熱量帶走。

試想，如果將這些熱量收集加以利用，那么不僅解決了空壓機系統(tǒng) 溫度高的問題，而且給企業(yè)自身創(chuàng)造了利潤。事實上根據(jù)國能源署 發(fā)布的空壓機電能轉(zhuǎn)換效率統(tǒng)計信息，空壓機在運行時真正用于增加 空氣勢能所消耗的電能，在總耗電量中只占很小的一部分（約15％）， 約85％的耗電轉(zhuǎn)化為熱量。所以“余熱利用”應(yīng)運而生。

?熱量核算

空氣在壓縮過程產(chǎn)生的大量熱能通常通過油冷卻器裝置帶走，以某公司螺桿式空壓機為例，在８月正常運行時，空壓機油冷卻器的進出水溫度分別為32.6℃、40.9℃。則水換熱量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(zhì)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／設(shè)備功率＝174ｋｗ／336＝51.8％，其它型號同比類推?？梢钥闯觯瑑H空壓機潤滑油帶走的熱量潛能也是巨大的（還有一部分熱量 隨著壓縮空氣被帶走，由于熱量小且施工困難不進行收集），這些熱量可供鍋爐補水、工人洗浴、冬季供暖、工藝用水等。

?溫控閥的選擇

螺桿式空壓機的潤滑油溫度值要保持一定的范圍，太高會導(dǎo)致油的變質(zhì)、失效，太低會影響油的粘度及功能的發(fā)揮，空壓機自帶的溫控 閥作用正是起到了這樣一個調(diào)節(jié)作用，那么當進行余熱改造時，需要再增加一個溫控閥，該溫控閥開啟度的選擇需要進行理論計算和反復(fù)驗 證：ａ，當崗位需熱量大，空壓機的潤滑油能夠大部分流向該余熱回收裝 置；ｂ，當崗位需熱量變小，溫控閥能及時將潤滑油逐漸導(dǎo)回原系統(tǒng)，不會致使油的溫度過高而變質(zhì)。

?施工過程

由于潤滑油不能含過多雜質(zhì)，余熱回收管路一般使用不銹鋼材料，這樣可以耐壓、耐腐。管路的連接方式采用法蘭或焊接，焊接工藝采用氬弧焊，事實證明這樣既可以保證管路有足夠的強度，又能夠有良好的密封性。

管路優(yōu)化往往被大部分企業(yè)所忽略，在一次與其他企業(yè)節(jié)能負責人參加節(jié)能工作會議時了解到，企業(yè)使用的壓縮空氣管路主要包括碳鋼管路、不銹鋼管路和進口鋁合金管路。根據(jù)企業(yè)各自的使用效果，主要有以下區(qū)別：Ａ，使用碳鋼管路在一段時間后會出現(xiàn)銹蝕和不定期泄露的現(xiàn)象，特別是企業(yè)中途停止生產(chǎn)的時候尤為明顯，不僅會造成壓縮空氣的阻力增大，壓降增加，而且有時會積水致使惡性循環(huán)，通常再次開動時需要吹掃管道，優(yōu)點是初期投資成本低；Ｂ，不銹鋼的管路正好與碳鋼管路相反，保證了生產(chǎn)用氣的穩(wěn)定性； Ｃ，一些醫(yī)藥行業(yè)對壓縮空氣品質(zhì)高，選用了近幾年涌入市場的新型材料，該材料的優(yōu)勢是重量輕便，易于安裝且美觀，更重要的是不銹蝕無泄漏，保證了壓縮空氣的露點等品質(zhì)，當然價格也是較貴的。

所以不管是余熱利用還是接下來要講的更換離心式空壓機方式， 都要綜合考慮管路的優(yōu)化。

三、更換離心式空壓機

前面講到空壓機機頭的形式，離心式空壓機在前期一直處于試用階段，技術(shù)并不成熟，而且維修費用高，隨著科技的進步以及離心技術(shù)的不斷發(fā)展，離心電機逐漸運用到空壓機領(lǐng)域，但由于再次置換成離心低壓機設(shè)備的成本較高，目前空壓機廠商如英格索蘭等通常采用“合同能源管理（ＥＭＣ）模式”與企業(yè)合作。該模式的實質(zhì)是以減少的能源費用來支付節(jié)能項目全部成本的節(jié)能業(yè)務(wù)方式，這樣可以以較少的費用達到設(shè)備升級改造的目的。

?節(jié)能核算

（１）以某企業(yè)空壓機配置為例，２臺60ｍ３／ｍｉｎ空壓

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

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

英格索蘭品牌為例，其耗電功率為528ｋｗ，即節(jié)約電能705.6－528＝177.6ｋｗ。其它型號同比類推。

?更換離心式空壓機實施過程的問題

（１）由于離心低壓機使用高壓電，如果沒有多余的電基本容量，還需向電力公司申請，同時每月產(chǎn)生相應(yīng)的容量費，企業(yè)在做具體的節(jié)能 核算時應(yīng)該去掉這筆額外支出的容量費，這樣在做投資回收期等經(jīng)濟 指標時才能準確，為公司決策層提供一個正確的參考條件；

（２）離心式空壓機使用的是離心機頭組件，空氣在離心機頭的作 用下不斷壓縮，但同時也要避開喘振區(qū)，特別是崗位用氣量不斷波動的 情況下，可以考慮利用電子自動控制技術(shù)（或輔以變頻技術(shù)）加以規(guī) 避，但有的企業(yè)生產(chǎn)需氣量變化較大，建議配備一臺小排氣量空壓機或者變頻的空壓機作為調(diào)節(jié)用，離心低壓機作為常用空壓機，這樣可以發(fā)揮離心低壓機的高效率優(yōu)勢。