空氣壓縮機作為一種重要的動(dòng)力裝備，被廣泛應用于機械、冶金、建材等眾多工業(yè)領(lǐng)域?？諌簷C的運行效率和能耗直接影響到企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益，雖然現有的空壓機站已經(jīng)能夠滿(mǎn)足生產(chǎn)需要并備有足夠的備件，但是在實(shí)際運行中，仍存在著(zhù)許多問(wèn)題和不足。
壓縮空氣系統成本分析(建立在10年基礎上)
六大問(wèn)題
目前，市場(chǎng)上空壓機主要存在以下六個(gè)問(wèn)題：
1.缺乏統一運行管控， 能源利用效率低
在許多企業(yè)中，空壓機站的運行管理存在著(zhù)缺乏統一管控的問(wèn)題，導致能源利用效率低下。改造空壓站可以引入智能化控制系統，實(shí)現全面管控和管理，提高能源利用效率。
2.系統監測手段完善，但缺少控制功能
許多空壓機站擁有完善的監測手段，但是缺少控制功能。改造空壓站可以引入智能化控制系統，實(shí)現實(shí)時(shí)監測和自動(dòng)控制，提高空壓機的效率和穩定性。
3.各管網(wǎng)間流量分配管理缺失
在一些企業(yè)中，各管網(wǎng)之間的流量分配管理存在著(zhù)缺失，導致部分管網(wǎng)壓力不穩定。改造空壓站可以?xún)?yōu)化管網(wǎng)結構， 實(shí)現流量分配均衡，提高空壓機的效率和穩定性。
4.系統關(guān)鍵數據統計全面， 但缺乏大數據分析，不能動(dòng)態(tài)優(yōu)化空壓站系統
許多企業(yè)的空壓機站雖然擁有全面的數據統計系統，但是缺乏大數據分析，不能動(dòng)態(tài)優(yōu)化空壓站系統。改造空壓站可以引入大數據分析技術(shù)，實(shí)現數據分析和優(yōu)化，提高空壓機的效率和穩定性，降低能耗成本。
5.部分區域管網(wǎng)結構有待優(yōu)化調整，站房供氣結構不盡合理
在一些企業(yè)中，部分區域的管網(wǎng)結構需要進(jìn)行優(yōu)化調整，站房供氣結構也不盡合理。改造空壓站可以進(jìn)行現場(chǎng)勘查和優(yōu)化設計，針對不合理的結構和供氣方式進(jìn)行改造，提高空壓機的效率和穩定性。
6.后處理設備能源消耗大，推高了用氣成本
在一些企業(yè)中，后處理設備能源消耗大，推高了用氣成本。改造空壓站可以進(jìn)行優(yōu)化設計和技術(shù)升級，采用更加節能環(huán)保的后處理設備，降低用氣成本，提高經(jīng)；預益。
傳統空壓站典型案例
某傳統空壓站由N臺壓縮機組成，空壓機的開(kāi)、停依賴(lài)空壓站值班人員管理。由于工業(yè)用壓縮機功率較大， 在控制上一般采用加載、卸載的控制方式，即x公斤加載，y公斤卸載，其造成能源浪費的原因包括：
1.空載能耗高。 目前企業(yè)壓縮機為單臺 N立方，壓縮機開(kāi)停只有N或N的倍數，空壓機設備開(kāi)停依賴(lài)人工管理的傳統。尤其在用氣負載頻繁變化時(shí)，系統不能快速反應，也不能實(shí)現壓縮機排量的微調，這形成了空壓站各壓縮機的空載。通常情況下，當壓力達到y公斤時(shí)，空壓機進(jìn)入卸載運行狀態(tài)，當壓力降到x公斤時(shí)，壓縮機進(jìn)入空載狀態(tài)，即關(guān)閉進(jìn)氣閥使電機處于空轉狀態(tài)，同時(shí)將油器預分離罐中多余的壓縮空氣通過(guò)放空閥放空。關(guān)閉進(jìn)氣閥使電機空轉，雖然可以使空壓機不需要再壓縮氣體作功，但空壓機在空轉中還是要帶動(dòng)螺桿或者活塞做回轉運動(dòng)，電耗仍在繼續發(fā)生。實(shí)際檢測發(fā)現，空壓機空載時(shí)的能耗高達其滿(mǎn)載運行時(shí)的40%~55%。
2.爬升能耗高。螺桿壓縮機有兩種運行模式，加、卸載運行模式或空載、滿(mǎn)載運行模式。加、卸載控制方式使得壓縮氣體的壓力在x~y公斤之間來(lái)回運動(dòng)。x公斤是最低工作壓力值，即能夠保證用戶(hù)正常工作的最低壓力(加載壓力)。
一般情況下，x公斤、y公斤之間關(guān)系可以用下式來(lái)表示: y=x+(1+δ), δ是一個(gè)百分數， 其數值大致在10%~25%之間。壓差一般在一公斤以上。通過(guò)理論計算和實(shí)際檢測，得知空壓機壓力每增加1公斤，能耗增加5-6%。 由此可知， 在加、卸載供氣控制方式下的空壓機，其工作氣壓由x到y，有一個(gè)氣壓爬升的能耗，存在事實(shí)上的能源浪費。
同時(shí)，高于x公斤的氣體在進(jìn)入用氣終端前，其壓力需要經(jīng)過(guò)減壓閥減壓至接近x公斤，壓力越高流速越快，這就造成同樣的工況， 壓力越高所耗氣量越大。這一過(guò)程同樣是一個(gè)能源浪費的過(guò)程。
3.傳統管理。在空壓站的使用管理過(guò)程中，存在兩種不可避免的矛盾。一種是企業(yè)對空壓機管理人員有明確的考核，那么會(huì )出現氣壓經(jīng)常不夠或能少開(kāi)就少開(kāi)的習慣，不利于生產(chǎn)線(xiàn)的正常運行，或出現壓力達不到設備使用要求導致用氣終端故障增加。另一種是對空壓機管理人員沒(méi)有明確的考核，這就會(huì )導致空壓機多開(kāi)、空壓站空載能耗高的結果。無(wú)論哪種管理模式，其結果都會(huì )使空壓站電能浪費增大，而且不利于安全生產(chǎn)。
4.其它?？諌赫究諌簷C配置的缺陷或用氣端用氣量不斷變化時(shí)，管網(wǎng)供氣壓力不可避免地產(chǎn)生較大幅度的波動(dòng)。這就導致空壓機頻繁加、卸載，頻繁調節進(jìn)氣閥，會(huì )加速進(jìn)氣閥的磨損，增加維修量及維修成， 同時(shí)供氣穩定性差，供氣精度達不到工藝要求，影響產(chǎn)品品質(zhì)。
空壓站主要節能改造方式
綜上所述，改造空壓站可以提高空壓機的效率和穩定性，降低能耗成本，提高經(jīng)濟效益。在改造空壓站的過(guò)程中，需要進(jìn)行現場(chǎng)勘查和優(yōu)化設計，針對不同的問(wèn)題采取相應的措施和技術(shù)手段，如引入智能化控制系統、大數據分析技術(shù)、優(yōu)化管網(wǎng)結構、采用節能環(huán)保的后處理設備等。此外， 企業(yè)還需要注重空壓機的定期維護和保養，以確保其長(cháng)期穩定運行。
1.節能機型取代能效落后機型
雖然更加節能的離心式空壓機、螺桿空壓機已經(jīng)非常普及，但目前仍有不少制造業(yè)工廠(chǎng)的老款機、活塞機仍在繼續上崗。有些老牌化工、鋼鐵企業(yè)甚至在用三四十年前的壓縮機設備，節能置換空間巨大。 用節能機型取代能效落后機型，舊設備可作為備用機使用。
2.升級智能化空壓站
采用聯(lián)控/集控，多種機型組合，采用數字化AI智能設置，可以智能啟停，按需用氣，實(shí)現良好的節能效果。
壓縮空氣輸送的節能措施主要由以下方面：輸送管路系統的合理設計，輸送管路的堵漏，局部增壓技術(shù)。
3.治理泄漏和壓降，合理供氣
(1) 輸送管路系統的合理設計。壓縮空氣輸送管路系統的合理設計可以大大降低輸送管線(xiàn)的阻力損失?？諝鈮嚎s機為了達到后續工藝用氣的需求，往往將空氣壓縮機出口壓力提高0.1-0.2MPa, 而空氣壓縮機排氣壓力每增加0.1MPa, 其能耗將增加3%-10%。因此，降低壓縮空氣輸送管線(xiàn)的阻力損失很關(guān)鍵。
輸送管路系統的主要節能措施：一是根據輸送管線(xiàn)內經(jīng)驗值選擇合理，經(jīng)濟的管道口徑，避免大口徑浪費，從理論上講小口徑造成管道阻力大，能量損失大，二是空氣壓縮機與用氣區域管道阻力大，降低管網(wǎng)壓降； 三是減少管線(xiàn)彎頭數量，采用低壓降的閥門(mén)，用氣管路是用環(huán)形設計等都可以降低管網(wǎng)壓降，減少能量損失。
(2) 輸送管線(xiàn)的堵漏。工廠(chǎng)中壓縮空氣在用氣設備的漏電、閥門(mén)、接頭、法蘭，螺紋連接等處的泄漏量通常占供氣量的10%-30%，泄露量直接造成能量損失，故輸送管線(xiàn)的堵漏的主要措施：一是盡可能減少相關(guān)焊接數量、閥門(mén)數量、法蘭、螺紋連接數量，減少易泄露點(diǎn)的數量：二是采用專(zhuān)業(yè)監測設備，技術(shù)對壓縮氣處送管線(xiàn)、設備進(jìn)行泄露點(diǎn)監測，預防上 空氣輸送系統的跑、 冒、 漏。
(3) 局部增壓技術(shù)。在整個(gè)用氣系統中，經(jīng)常存在少數設備需要高壓供氣，常見(jiàn)的做法是提高空氣壓縮機供氣壓力，這樣會(huì )造成空氣壓縮機組的負荷增加，能耗增大，
同時(shí)，提高整個(gè)管網(wǎng)壓力，會(huì )使管路的泄露量增加。為了解決局部需要高壓力壓縮空氣的需要，可以采用局部增壓的方式，目前有兩種方式：
A、電動(dòng)增壓技術(shù)。利用電力通過(guò)機械設備為壓縮空氣增壓。此類(lèi)電動(dòng)增壓機通過(guò)壓縮機改進(jìn)而成，其輸出流量大，壓力高，能量轉換效率可達80%，但此類(lèi)設備缺少控制，易對工廠(chǎng)的電網(wǎng)和氣網(wǎng)造成沖擊，以及對設備本身?yè)p壞比較大；
B、氣動(dòng)增壓技術(shù)。通過(guò)改變壓縮空氣，利用活塞對空氣進(jìn)行壓縮，達到增壓的目的。此類(lèi)增壓器以壓縮空氣為動(dòng)力，不需要電源，結果簡(jiǎn)單，體積小，易于使用，在一些需要少量，局部高壓空氣的場(chǎng)合得到廣泛的推廣。但此類(lèi)設備能量轉換效率僅僅為20%，也可采用一種高效、大流量壓縮空氣增壓技術(shù)，以滿(mǎn)足工業(yè)上大流量局部增壓要求。
4.做好設備維護
科學(xué)合理的維護保養好空壓機，可極提升性能，減少不必要的配件維修。
5.余熱回收
空氣在被壓縮的過(guò)程中，壓縮機所消耗的電能有80%-50%被轉換成熱能，目前10%-20%的電能轉換為有效能。熱量回收裝置就是通過(guò)能量交換器等手段將空氣壓縮過(guò)程中產(chǎn)生的熱量回收利用。這些能量被二次利用，作為可再回收利用能源供給，提高空氣壓縮機運行效率。
總之，改造空壓站對于企業(yè)來(lái)說(shuō)具有重要的意義，它可以幫助企業(yè)提高空壓機的效率和穩定性，降低能耗成本，提高經(jīng)濟效益。作為企業(yè)的重要動(dòng)力設備，空壓機的運行管理和維護保養都需要得到足夠的重視和關(guān)注。只有不斷地進(jìn)行技術(shù)升級和優(yōu)化， 才能使空壓機在生產(chǎn)中發(fā)揮出最大的作用，為企業(yè)的壯大提供有力的保障。