空压机的优化与经济运行

　　压缩空气作为一种清洁、环保、方便的能源广泛应用于工业生产中的各个领域。作为二次能源，压缩空气本身的的电能消耗非常惊人，平均占企业总电能消耗的15%到30%，但一直以来多数企业对压缩空气并不重视，一度被认为是免费的或成本非常低廉的。在这种观念的下浪费压缩空气便不可避免，表现在设备配置、操作、使用、输送、管理等诸多方面。随着能源价格的不断上涨，压缩空气的能耗问题被越来越多的企业所重视，并开始计入产品的单位成本中。由于缺少专业的知识和经验，如何降低压缩机的能耗，提高压缩空气的利用率成为企业面临的难题。南京市节能技术服务中心通过对空压机系统的测试，寻找节能潜力，提出经济运行方案，帮助企业节能降耗。

　　2空压机系统简介

　　某电子管厂各生产部门需要的压缩空气主要由该厂的空压站提供，空压站现配有活塞式空压机6台。由于各生产部门对压缩空气的质量要求不同，空压站从节能目的出发，将压缩空气分成净化的压缩空气和未净化的压缩空气两个独立的子系统分别运行。压缩空气系统示意图见。

　　空压站对每台空压机组均配有一级产气压力、二级产气压力、电机电流的现场指示仪表和压力超载报警。空压站通过人工改变空压机进气阀门的开度以控制一级排气压力的方式，达到控制产气量和压力的稳定，空压站为三班制连续运行。据目前的压缩空气需求，工作日7：00到22：00之间通常需开4台20 m 3 /min的空压机或1台40 m 3 /min、2台20 m 3 /min空压机。空压站年耗电量 306.97 万 kWh，年产压缩空气1 504.67万m 3。

　　3测试与分析

　　3.1测试结果

　　根据该厂前一年每月空压站产气量及用电量的统计数据得到企业压缩空气平均单耗为0.204 kWh/m 3（含冷干机、照明、控制仪器等用电），扣除冷干机等用电量，压缩空气电耗约为0.196 kWh/m 3。企业压缩空气用量大致在60 m 3 /min到70 m 3 /min之间。压缩空气输出压力，白天在0.65～0.72 MPa、夜间在0.58～0.64 MPa范围内能满足用气设备正常工作。该公司一、二、三分厂用气点压力在 0.40.65 MPa，四分厂压力在0.60.65 MPa.

　　3.2分析

　　对测试数据进行分析后可看出：

        （1）该厂压缩空气实行稳压供气，供气压力设定在0.65～0.70 MPa.由于未能实施自动化控制，在用气设备频繁发生变化时，压力的波动范围并不能做到在0.65～0.70 MPa内波动，反映出公司空压站压力设定值有下调的空间。

　　（2）冷干机运行存在节能空间。在线流量仪表监测表明，公司所需净化压缩空气量小于40 m 3 /min，该厂同时开启2台冷干机来净化压缩空气，存在运行不合理现象。2 台冷干机处理后的空气质量不尽相同，一台露点2.2℃，另一台露点为0.5℃，净化压缩空气优劣混用，造成冷干机电能浪费。

　　（3）个别用气单位内部管路管阻较大。如三分厂进厂房压力为0.62 MPa，而到达设备进气点压力降为0.51 MPa，在30 m左右的直线距离内，压降高达0.11 MPa.

　　（4）进气管空气过滤器较长时间未进行维修，滤网积灰较多，个别空压机上的滤网损坏严重，降低了空压机入口空气质量，造成空压机密封活塞环存在拉伤现象，推测缸体也会有拉伤痕迹，影响气体压缩时密封特性。

　　（5）现场调查发现，两台空压机传动系统存在缺陷，缺配一根皮带，个别皮带偏松。

　　（6）空压机运行已长达20年以上，部分技术指标已达不到原出厂值，产气量约为出厂值的80％到90％。实验发现，进气阀门关闭时，机组的空载电流偏大。

　　（7）空气后冷却器冷却压缩空气效果较差。经冷却器后的压缩空气温度低的在44°C，高的达72°C，数个后冷却器冷凝水排放管出现堵塞现象。

　　（8）为满足用气量增大的需求，空压站房几经调整，造成站房供气管路较零乱，部分管路布局欠合

　　理。

　　（9）原煤气制气站的存在造成空压站环境质量欠佳，致使将空气过滤器装在室内，易造成入口空气温度偏高。

　　4建议

　　4.1在现有基础上可进行的工作

　　（1）加强与各分厂的沟通，根据测试压力曲线，实事求是地确定供气压力，做到既保证正常生产又节约电能，四分厂用气量少，用气压力要求高且距空压站*远，可专门配置一台小型空压机供其用气，以求得整个压缩空气系统供气压力较大的降低。

　　（2）改造三分厂内部压缩空气管路减少内部压力损失。

　　（3）更换损坏的空气过滤器，建立并实施空气过滤器、后冷却器定期维修保养制度，提高空压机入口空气质量，减少入口空气阻力，使压缩后的空气得到很好冷却，*好于40°C左右进入冷干机进行净化处理或进入贮气罐。

　　（4）开展冷干机的维修工作，解决两台冷干机净化后压缩空气露点相差较大的问题。

　　（5）根据净化压缩空气露点质量要求，试执行冷干机一用一备运行模式，节省冷干机运行时的电力消耗和压缩空气消耗。根据现场调查，40 m 3 /min的空压机运行时间约为18.5 h/d，全年运行时间为1 620 h，实施一用一备后，可节约电能为10 530 kWh.

　　4.2列入规划并可组织实施的工作

　　（1）从企业的长远发展，降低空压站的运行成本出发，考虑目前空压站主要设备的净值情况，进行空压站改造立项工作。确定空压站规模（供气量），机型（无油型/有油型，活塞式/螺杆式）和配置（以目前用气量建议配置20 m 3 /min×3＋10 m 3 /min×3）；改善现有管路布置，确定更合理、整齐的站内供气管路；确定压缩空气质量要求，配置合适的净化设备，达到经济运行；选定合适的工作压力，确定经济合理的空压机运行控制方式。建议采用一台机通过加卸载或变频调速控制压力、流量，其它机处于满负荷运行方式。

　　（2）实施空压站改造仅以每立方米压缩空气电耗达到国家标准（0.114 kWh/m 3），企业平均电价0.66元/kWh计算，年节省费用为：0.66×（0.196- 0.114）×15046771＝81.4万元RMB