工业用开山空气压缩机站节能与应用

工业用开山空气压缩机站节能与应用

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𓀈，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。要深入贯彻科学发展观，以提高能源利用效率为核心；以转变经济增长方式，调整经济结构👨🏿‍🔧，加快技术进步为根本😭；强化全社会的节能意识，建立严格的管理制度♍️，实行有效的激励机制；增强可持续发展能力。

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公斤是低工作压力值，即能够保证用户正常工作的低压力（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𓀒，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🫷🏻。