隨著(zhù)我國工業(yè)的不斷發(fā)展，企業(yè)本身不僅面臨市場(chǎng)的激烈競爭，同時(shí)對自身的生產(chǎn)運營(yíng)成本也提出了嚴苛的要求，“節流”即“開(kāi)源”，離心式空氣壓縮機（以下簡(jiǎn)稱(chēng)離心機）作為通用的空氣壓縮設備，憑借壓縮空氣無(wú)油、運行效率高的特點(diǎn)，越來(lái)越得到用戶(hù)的青睞。

隨著(zhù)我國工業(yè)的不斷發(fā)展，企業(yè)本身不僅面臨市場(chǎng)的激烈競爭，同時(shí)對自身的生產(chǎn)運營(yíng)成本也提出了嚴苛的要求，“節流”即“開(kāi)源”，離心式空氣壓縮機（以下簡(jiǎn)稱(chēng)離心機）作為通用的空氣壓縮設備，憑借壓縮空氣無(wú)油、運行效率高的特點(diǎn)，越來(lái)越得到用戶(hù)的青睞。

然而，大部分用戶(hù)對“離心機非常節能” 只有一個(gè)概念上的認識，知道離心機比無(wú)油螺桿壓縮機等其他壓縮形式更節能，但并沒(méi)有系統地從產(chǎn)品本身到實(shí)際使用等綜合考慮這個(gè)問(wèn)題。

所以我們將從常用壓縮形式比較、市場(chǎng)上各品牌離心機差異、離心機空壓站設計、日常維護保養四個(gè)角度，簡(jiǎn)單闡述這四個(gè)因素對“離心機是否節能”的影響。

一、不同壓縮形式的比較
無(wú)油壓縮空氣市場(chǎng)中，主要有螺桿機、離心機兩大類(lèi)，氣量大致范圍如表1。

由表1看出，無(wú)油螺桿機主要滿(mǎn)足小氣量需求，目前無(wú)油螺桿市場(chǎng)上各個(gè)品牌的競爭主要集中在75Kw ~ 315Kw。

離心機最小也可以做到25m³/min, 那么,當需求氣量在50~70m³/min時(shí)，究竟是選擇多臺無(wú)油螺桿，還是選擇離心機更合適？

1） 從空氣壓縮原理角度分析

不考慮各個(gè)品牌螺桿轉子型線(xiàn)設計、內壓比設計等因素，螺桿機轉子間隙是影響效率的關(guān)鍵因素，轉子直徑和間隙的比例越高，則壓縮效率越高，同樣，離心機葉輪直徑和葉輪與蝸殼間隙比例越大，則壓縮效率越高。

2） 兩種壓縮方式效率比較

以某68m³m³/min 、8barg 用氣需求為例，離心機與螺桿機方案的功耗比較，見(jiàn)表2

由表2 可知，

a. 68m³/min需求時(shí)，離心機效率比螺桿機高；

b. 根據壓縮間隙對效率的影響可以判斷： 螺桿機直徑越大，則效率越高，離心機氣量越小，葉輪直徑越小，則間隙占比越大，效率呈逐步下降趨勢；

c. 由表3 也可以看出，離心機與螺桿機在不同工況下，基本保持同樣的變化水平。

3） 理論結合實(shí)際的綜合效率比較

單純的機器效率比較并不能反映實(shí)際使用的結果，從實(shí)際使用角度考慮，80%的用戶(hù)實(shí)際用氣都存在波動(dòng)，見(jiàn)表4 典型的用戶(hù)用氣需求波動(dòng)示意圖，但離心機的安全調節范圍只有70%~100%，當用氣量超過(guò)調節范圍時(shí)，會(huì )出現大量放空，放空即是能源的浪費，則這臺離心機的綜合效率就不高。

如果用戶(hù)充分了解自己的用氣波動(dòng)情況，多臺螺桿機的搭配，尤其采用N+1、即N臺定頻螺桿+1臺變頻機的方案，用多少氣產(chǎn)多少氣，變頻螺桿實(shí)時(shí)調節氣量的產(chǎn)出，則綜合效率反而比離心機高。

因此，離心機到底節不節能，不能單純從設備角度出發(fā)，要充分考慮實(shí)際用氣的波動(dòng)，如果想采用50~70m³/min 離心機，則需要保證用氣波動(dòng)在15~21m³/min 的波動(dòng)范圍，即盡量保證離心機不放空，如果用戶(hù)預判自己的用氣波動(dòng)超過(guò)21m³/min , 則采用螺桿機方案會(huì )更節能。

二、離心機的不同配置
離心機市場(chǎng)主要由幾大國際品牌占據，如瑞典阿特拉斯·科普柯、日本IHI-Sullair、美國英格索蘭等、根據筆者了解，各個(gè)品牌基本只生產(chǎn)擁有核心技術(shù)的離心機葉輪部分，其他零部件采用全球供應商采購模式，因此，零部件的品質(zhì)也對整機效率有重要的影響。

1） 驅動(dòng)離心機機頭的高壓電機

電機效率對離心機的整體效率影響非常大，配置不同效率的電機，整機輸入功率計算差別見(jiàn)表3。

由表5可知，高效電機在離心機長(cháng)期使用中，能有效保證整機輸入功率最低，進(jìn)而提高整機的運行效率。

國家標準委員會(huì )頒布的GB 30254-2013 《高壓三相籠型異步電動(dòng)機能效限定值及能效等級》中，對各個(gè)電機等級做了詳細的劃分，其中大于等于2級能效以上的電機，定義為節能電機，相信隨著(zhù)該標準的不斷完善和推廣，電機會(huì )作為離心機是否節能的重要判斷標準。

2） 傳動(dòng)機構---聯(lián)軸器和齒輪箱

離心機葉輪采用齒輪增速驅動(dòng)，因此，連軸器的傳動(dòng)效率，高、低速齒輪系統的傳動(dòng)效率、軸承的形式等因素，都會(huì )進(jìn)一步影響離心機的效率，但這些零部件的設計參數都被作為各個(gè)廠(chǎng)家的保密數據不對外公開(kāi)，因此，只能從實(shí)際使用過(guò)程中做簡(jiǎn)單判斷。

a. 連軸器： 從長(cháng)期運行角度考慮，干式疊片連軸器比齒式連軸器的傳動(dòng)效率高，齒式聯(lián)軸器傳動(dòng)效率下降快

b. 齒輪增速系統：傳動(dòng)效率下降，則機器噪音高、振動(dòng)高，葉輪的振動(dòng)值短時(shí)間內增高，傳動(dòng)效率下降

c. 軸承：采用多片式滑動(dòng)軸承，可有效保護帶動(dòng)葉輪的高速軸油膜穩定，啟停機時(shí)不會(huì )對軸瓦造成磨損

3） 冷卻系統

離心機每一級葉輪壓縮后都需要進(jìn)行冷卻，再進(jìn)入下一級進(jìn)行壓縮

a. 冷卻：冷卻器的設計應充分考慮不同季節進(jìn)氣溫度、冷卻水溫度對冷卻效果的影響

b. 壓降：氣體經(jīng)過(guò)冷卻器時(shí)，要盡量減少氣體壓降

c. 析出冷凝水：冷卻過(guò)程中冷凝水析出越多，下一級葉輪對氣體做功比例越多，則氣體壓縮效率越高

d. 排出冷凝水：將冷凝水快速排出冷卻器，同時(shí)不產(chǎn)生壓縮空氣泄露

冷卻器的冷卻效果對整機效率影響非常大，同時(shí)也考驗每一個(gè)離心機廠(chǎng)家的技術(shù)實(shí)力。

4） 其他影響離心機效率的因素

a. 進(jìn)氣調節閥門(mén)的形式：多片式進(jìn)氣導葉閥可在調節時(shí)對氣體預旋，減少一級葉輪整流，降低一級葉輪壓比，從而提高離心機效率

b. 級間管道：設計緊湊的級間管道系統，可以有效降低壓縮過(guò)程的壓損

c. 調節范圍：更寬的調節范圍意味著(zhù)更少的放空風(fēng)險，也是檢驗一臺離心機是否具備節能能力的重要判讀指標

d. 內表面涂層：離心機每級壓縮的排氣溫度90~110℃，內部良好的耐溫涂層也是保證長(cháng)期高效運行的保障

三、空壓站設計階段
離心式空壓站的系統設計目前還處在比較粗放的階段，主要體現在：

1） 產(chǎn)氣量與需求量不匹配

一個(gè)空壓站的氣量，在設計階段時(shí)會(huì )統計用氣點(diǎn)、乘以同時(shí)使用系數等數據等，已經(jīng)留有充足的余量，但實(shí)際采購時(shí)要滿(mǎn)足最大、最不利工況這一指標，加上離心機選型的因素，因此從實(shí)際結果看，實(shí)際用氣大多小于采購的壓縮機產(chǎn)氣量，再加實(shí)際用氣波動(dòng)、各品牌離心機調節能力的差別，離心機會(huì )發(fā)生階段性放空。

2） 排氣壓力與用氣壓力不匹配

很多離心機空壓站都只有1~2個(gè)壓力管網(wǎng)，以滿(mǎn)足最高壓力點(diǎn)為基準選擇離心機，但實(shí)際上，最高壓力點(diǎn)氣量需求占比很小，或者有更多低壓力的用氣點(diǎn)，需要通過(guò)下游減壓閥來(lái)降壓使用，根據權威數據，離心機每降低1barg 排氣壓力，總運行能耗可降低8%。

3） 壓力不匹配對機器的影響

離心機只有運行在設計點(diǎn)時(shí)效率才最高，舉例來(lái)說(shuō)，設計排氣壓力8barg 的機器，實(shí)際排氣壓力在5.5barg , 則要參考6.5barg的實(shí)際運行功耗。

4） 空壓站管理不到位

用戶(hù)認為只要是穩定供氣保證生產(chǎn)，其他都可以先放一放，以上提到的問(wèn)題，或者說(shuō)節能點(diǎn)，都會(huì )被忽略，那么，實(shí)際運行的能耗就會(huì )遠高于理想狀態(tài)，而這種理想狀態(tài)，原本可以通過(guò)前期更細致的計算，對實(shí)際用氣波動(dòng)的模擬，更詳細的氣量、壓力劃分、更準確的選型搭配去實(shí)現。

四、日常維護保養對效率的影響
日常維護保養也對離心機是否能高效運行起著(zhù)及其重要的作用，除了機械設備常規的三濾一油、閥門(mén)閥體密封件的更換，離心機還需要注意以下幾點(diǎn)：

1） 空氣中粉塵顆粒

氣體經(jīng)進(jìn)氣過(guò)濾器過(guò)濾后，還是會(huì )有細小粉塵進(jìn)入，長(cháng)時(shí)間后會(huì )沉積在葉輪、擴壓器、冷卻器翅片上，影響吸氣量，進(jìn)而影響整機效率。

2） 壓縮過(guò)程中氣體特性

壓縮過(guò)程中，氣體處于過(guò)飽和、高溫高濕狀態(tài)，壓縮空氣中的液態(tài)水會(huì )與空氣中酸性氣體結合，對氣體內壁、葉輪、擴壓器等產(chǎn)生腐蝕，影響進(jìn)氣量，也會(huì )降低效率。

3） 冷卻水的品質(zhì)

冷卻水中碳酸鹽硬度、總懸粒子物濃度的不同，導致冷卻器水側結污結垢，影響換熱效率，進(jìn)而影響整個(gè)機器的運行效率。

離心機是目前市場(chǎng)上效率最高的空氣壓縮機種類(lèi)，在實(shí)際使用中，要想真正達到“物盡其用、盡享其效”，不僅需要離心機廠(chǎng)家不斷研發(fā)更高效的產(chǎn)品；同時(shí)，準確的選型方案，貼近實(shí)際的用氣需求，達到“用多少氣產(chǎn)多少氣、用多高壓力產(chǎn)多高壓力”也顯的尤為重要。此外，加強對離心機的維護保養，也是離心機長(cháng)期穩定高效運行的可靠保障。

隨著(zhù)離心機使用越來(lái)越廣泛，希望越來(lái)越多的用戶(hù)不僅知道“離心機非常節能”，同時(shí)也能夠從整個(gè)系統的設計、運行維護保養的角度去達到節能的目標，提高企業(yè)自身的競爭力，為減少碳排放，維護綠色地球做出自己的貢獻！