2020年空壓機(jī)總耗近2400萬kW/h，因此，對(duì)空壓系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能的改造，潛力巨大，如能降低能耗比例1%~2%，節(jié)能效益也就很可觀了。

一、高能效空壓機(jī)房的概念

高能效空氣壓縮機(jī)房注重整個(gè)空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)（供氣側(cè)、輸送管道系統(tǒng)和用氣側(cè)組成的系統(tǒng))的運(yùn)行能效，而不僅僅是單臺(tái)設(shè)備的能效。CGMA033001-根據(jù)壓縮空氣的實(shí)際使用情況，高能效空壓機(jī)房的目標(biāo)氣電比例小于0.090kwh/m3(供氣壓力露點(diǎn)≥3℃，平均供氣流量≥300m3/min，有油，供氣壓力0.7MPa）。

通過提高當(dāng)前和未來幾年的空壓站能源效率，可以降低運(yùn)行成本。達(dá)到高能效機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)后，每年可節(jié)省近600萬元，任何壓縮空氣節(jié)能都將對(duì)工廠的總能耗和二氧化碳排放產(chǎn)生重大影響。

二、回收空壓機(jī)余熱

螺桿式空氣壓縮機(jī)在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量。為了保護(hù)設(shè)備，需要用冷卻油冷卻，機(jī)組運(yùn)行時(shí)油溫可達(dá)105℃，這部分能-量是由電能轉(zhuǎn)化而來的。除機(jī)械摩擦造成的熱損失外，大部分熱量通過各種方式排放到空氣中，造成浪費(fèi)。因此，如何有效利用空壓機(jī)的余熱是節(jié)能減排的重-點(diǎn)。

螺桿壓縮機(jī)的輸入功率約為98%(大部分軸功率)作為熱量被冷卻器帶走，在環(huán)境中消耗，冷卻器分為后冷卻器和油冷卻器。根據(jù)相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)，油冷卻器帶走約72個(gè)總散熱量%如果是71%計(jì)算，那么通過的油冷卻器的散熱量大約占空壓機(jī)輸入功率的70%。

工廠的中空壓力站靠近制冷站，制冷站的冷凍機(jī)為生產(chǎn)過程和環(huán)境提供冷凍水。當(dāng)制冷系統(tǒng)消耗量較高時(shí)，每天需要為工廠提供約1000個(gè)冷卻量GJ。長(zhǎng)期觀察水冷空氣壓縮機(jī)并與空氣壓縮機(jī)制造商溝通后，發(fā)現(xiàn)螺桿空氣壓縮機(jī)有熱回收的潛力，可產(chǎn)生70以上的溫度℃熱水。因此，團(tuán)隊(duì)利用余熱回收機(jī)組和溴化鋰制冷機(jī)將壓縮空氣系統(tǒng)與制冷系統(tǒng)結(jié)合起來。余熱回收機(jī)組和管道安裝調(diào)試順利后，進(jìn)行了數(shù)據(jù)觀測(cè)。溴化鋰制冷機(jī)在一周內(nèi)冷卻超過200臺(tái)GJ，節(jié)省制冷機(jī)電能近1.4萬kWh。

每天可產(chǎn)生約1200噸熱水，出水溫度可達(dá)75噸℃2020年溴化鋰機(jī)組制度近8500GJ冷量，全年節(jié)能超過80萬kWh。降低了現(xiàn)有制冷系統(tǒng)設(shè)備的功耗，冷卻了高溫空氣壓縮機(jī)油，提高了空氣壓縮機(jī)的產(chǎn)氣效率，實(shí)現(xiàn)了能源的再利用，節(jié)能減排，降低了系統(tǒng)的單功耗。參照《壓縮空氣站能效分級(jí)指南》的集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)，能效等級(jí)由5級(jí)提高到4級(jí)。由此可見，空壓機(jī)余熱回收對(duì)建設(shè)高能效空壓站房具有重要意義。

同樣，離心式空氣壓縮機(jī)在運(yùn)行過程中產(chǎn)生大量熱量。這些熱量包含在壓縮空氣中，主要通過壓縮空氣和冷卻水之間的熱交換，冷卻水將熱量分布到大氣中，并通過其他方式排放到空氣中。如果不回收熱量，這些熱量就不能很好地利用?；厥找?、二級(jí)壓縮機(jī)出口壓縮空氣的熱能，熱水溫度僅為35～50℃，不能滿足需求，三級(jí)壓縮機(jī)能-量回收可獲得65～75℃熱水，能滿足熱水溴化鋰機(jī)組的需要。離心機(jī)的熱回收率約為20%實(shí)施余熱回收改造后，預(yù)計(jì)綜合輸功效率將提高1～2%，系統(tǒng)用電單耗可降至0.115 kWh/m3。

三、壓縮空氣系統(tǒng)分壓供氣

各車間壓縮空氣用氣工藝不同，各使用點(diǎn)壓力范圍為0.5MPa～0.7MPa，車間個(gè)別設(shè)備壓縮空氣壓力要求為0.7MPa以上，甚至0.8MPa以上。據(jù)統(tǒng)計(jì)，空壓機(jī)壓力每下降0.1MPa，能耗將下降約7%，因此，空氣壓縮機(jī)的出口壓力應(yīng)盡可能降低，每個(gè)車間的壓縮空氣應(yīng)按需供應(yīng)。目前，我廠空氣壓縮機(jī)的額定排氣壓力為0.8MPa或以上（包括螺桿機(jī)和離心機(jī)），空氣壓縮機(jī)的加卸壓力可調(diào)?？諝鈮嚎s機(jī)的出口壓力為0.74～0.78MPa，車間末端壓縮空氣的壓力可達(dá)0.65～0.75MPa，能滿足全廠大部分車間設(shè)備對(duì)壓縮空氣的使用需求。車間個(gè)別設(shè)備壓縮空氣要求為0.75MPa或以上車間配備增壓泵，局部增壓個(gè)別使用點(diǎn)，可避免因個(gè)別點(diǎn)高壓需求而增加整個(gè)管網(wǎng)壓力。

在實(shí)際使用中，車間入口壓力大于車間大部分設(shè)備的要求壓力，波動(dòng)較大(波動(dòng)范圍大于0.07MPa)現(xiàn)象。

為解決上述問題，目前，工廠已在沖壓車間和涂裝車間的壓縮空氣入口處安裝了智能控制裝置，以嘗試分壓、穩(wěn)壓、節(jié)能。該設(shè)備安裝在后處理和氣體車間前的壓縮空氣總管上，可根據(jù)氣體端的壓力變化敏感控制輸出壓力，確保供應(yīng)流量。沖壓車間的入口壓力穩(wěn)定在98點(diǎn)±1psi與調(diào)壓前相比，觀察一周節(jié)省約5次%的氣量。

在所有車間實(shí)施后，可以消-除壓力浪費(fèi)，減少流量消耗，減少空壓機(jī)產(chǎn)氣，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。預(yù)計(jì)整體節(jié)氣率可達(dá)10%。同時(shí)，分壓供應(yīng)管理也避免了不同燃?xì)廛囬g的相互影響，減少了系統(tǒng)的壓力波動(dòng)（車間入口壓力波動(dòng)范圍小于0）.007MPa)，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)質(zhì)量。海爾、中鋁、浦項(xiàng)等國(guó)-內(nèi)外眾多有名企業(yè)采用終端智能流量控制設(shè)備節(jié)能，節(jié)能率一般可達(dá)15%。

四、壓縮空氣系統(tǒng)分質(zhì)供氣

根據(jù)GB/T13277-91《一般用壓縮空氣質(zhì)量等級(jí)》的規(guī)定 壓縮空氣的質(zhì)量根據(jù)固體顆粒、壓力露點(diǎn)和含油量分為六個(gè)等級(jí)?？諌赫緣嚎s空氣從空壓機(jī)輸出后，由冷干燥機(jī)和過濾器處理，輸送管道采用普通無縫鋼管。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)處理的壓縮空氣質(zhì)量等級(jí)為4～5級(jí)。使用過程中較大的問題是隨著壓縮空氣溫度的降低而沉淀的冷凝水。為了解決這個(gè)問題，我廠在壓縮空氣主管道、干燥機(jī)、過濾器、儲(chǔ)氣罐等下方安裝了排水器（零消耗），可以及時(shí)排放系統(tǒng)中的冷凝水，避免過度排放造成的壓縮空氣浪費(fèi)。對(duì)于壓縮空氣質(zhì)量要求較低的車間使用點(diǎn)，可以滿足大部分需求。

對(duì)于氣體要求高的車間，采用分散的現(xiàn)場(chǎng)處理，以提高使用點(diǎn)壓縮空氣的質(zhì)量。例如，在涂裝車間，精密過濾器單獨(dú)安裝在車間壓縮空氣入口，吸附干燥機(jī)安裝在一些氣體區(qū)域的入口。經(jīng)過過濾和干燥機(jī)處理的壓縮空氣質(zhì)量可達(dá)到：粉塵含量0.01μm，壓力露點(diǎn)-40℃，含油量0.01mg/m3.能滿足車間個(gè)別使用點(diǎn)的需要。

在車間對(duì)壓縮空氣使用質(zhì)量要求差異較大的情況下，首先要確保滿足大多數(shù)使用點(diǎn)的需求，減少前端后處理設(shè)備和壓降。對(duì)于個(gè)別氣體要求較高的使用區(qū)域，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r采取措施，采取質(zhì)量供應(yīng)，采用精密過濾器、干燥機(jī)等后處理設(shè)備進(jìn)行處理。在后處理設(shè)備的使用過程中，應(yīng)特別注意各級(jí)過濾器的前后壓差，當(dāng)壓差過大時(shí)（＞0.035MPa)，需要及時(shí)更換，否則站房?jī)?nèi)部會(huì)導(dǎo)致0.1～0.15MPa壓降不僅造成了大量的能源浪費(fèi)，而且壓縮空氣也沒有達(dá)到理想的質(zhì)量。能約7%。

五、空壓站房云智能系統(tǒng)

顯然，目前的手動(dòng)調(diào)度是一種相對(duì)落后的控制模式。當(dāng)氣體波動(dòng)時(shí)，值班人員到現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)啟停設(shè)備，響應(yīng)不及時(shí)。運(yùn)行設(shè)備組合不能始終保持較佳，容易使設(shè)備頻繁卸載或排空，導(dǎo)致運(yùn)行效率低，能源浪費(fèi)。設(shè)備供氣方案不能始終與氣體情況相匹配，各設(shè)備獨(dú)自作戰(zhàn)，氣體壓力與氣體壓力不匹配，或在特定情況下，不能打開較佳設(shè)備組合，會(huì)導(dǎo)致氣體排空、壓力波動(dòng)，加劇能耗損失。

目前，包括汽車廠在內(nèi)的許多工廠采用智能空壓站系統(tǒng)節(jié)能，有效降低了運(yùn)營(yíng)成本和管理成本，全站節(jié)能率一般超過10%。我廠計(jì)劃引入云智能控制節(jié)能管理系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)建設(shè)數(shù)字空壓站房，實(shí)現(xiàn)智能控制和全站節(jié)能的目標(biāo)。這需要在設(shè)備上安裝相關(guān)硬件產(chǎn)品，安裝完善的測(cè)量設(shè)備，收集、分析和決策站房?jī)?nèi)的所有設(shè)備，實(shí)現(xiàn)云、邊、端的實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)和數(shù)據(jù)閉環(huán)。

云智能控制通過系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集空壓站設(shè)備，利用邊緣計(jì)算和云服務(wù)器實(shí)現(xiàn)空壓系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的智能優(yōu)化控制，根據(jù)氣體需求獨(dú)立調(diào)整機(jī)組運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)，優(yōu)化設(shè)備組啟停順序，使系統(tǒng)在較窄的壓力帶范圍內(nèi)運(yùn)行，提高各機(jī)組的效率。通過使用智能控制系統(tǒng)，將壓縮空氣網(wǎng)設(shè)置為在狹窄的壓力帶內(nèi)運(yùn)行，以確保其滿足準(zhǔn)確的需求。不同的壓力帶也可以通過該控制設(shè)置，以優(yōu)化不同時(shí)期的能源使用，從而大大降低低頻使用時(shí)的能源成本。此外，降低系統(tǒng)壓力可以減少泄漏的影響。每次減少0.1MPa壓力，可降低13%漏氣影響。

同時(shí)，站房智能控制后，還可以實(shí)現(xiàn)站房的綜合監(jiān)測(cè)。設(shè)備（包括空氣壓縮機(jī)、儀器儀表等）的數(shù)據(jù)濕度、排氣壓力、流量、壓降、泄漏、功耗等數(shù)據(jù)可在線查看；通過2D、3D站房組態(tài)圖將數(shù)據(jù)直接呈現(xiàn)在邊緣、電腦或手機(jī)小程序上，無需手動(dòng)抄表，隨時(shí)隨地掌握站房?jī)?nèi)各設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)；還有設(shè)備故障預(yù)警和維護(hù)到期提醒，通知方式多種多樣：現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警PC彈出窗口、語音廣播、手機(jī)等。；增加能源效率評(píng)價(jià)參考、能源效率分析、氣體分析、浪費(fèi)分析、故障統(tǒng)計(jì)分析，支持設(shè)備歷史數(shù)據(jù)檢查，幫助實(shí)現(xiàn)設(shè)備異?？焖兕A(yù)測(cè)；自動(dòng)生成專-家診斷月度報(bào)告，顯示和分析全站能源效率水平、能源收入、單位能耗、累積氣體、氣體波動(dòng)、設(shè)備動(dòng)力、加載率、故障報(bào)警、管道壓降、泄漏等。大大降低了離線檢查的難度，預(yù)計(jì)將節(jié)省80個(gè)%人工點(diǎn)檢時(shí)間，管理工時(shí)75%。