一、空壓機運行的原理和特點(diǎn)

1、空壓機運行的原理

空壓機是以空氣為生產(chǎn)原料，一般進(jìn)氣方式有室內、室外集中進(jìn)氣兩種。室外集中進(jìn)氣不受室內油氣等影響，能夠減少對室內空氣的影響，便于進(jìn)行集中預過(guò)濾處理，但初期投資比較大，而且輸送中有阻力損失。相對而言，室外集中進(jìn)氣方式能夠降低功耗，還可以延長(cháng)濾芯的壽命。

不論空壓機是單級還是多級壓縮，其運行效率都受到級間、排氣溫度的影響?？諌簷C冷卻器的作用之一就是提高空壓機的壓縮效率，相應的降低功耗。通常排氣溫度下降10℃，功耗將會(huì )降低3%?？刂茰囟戎饕诟邷丶竟?，通過(guò)全面檢查、維護空壓機冷卻系統，補充潤滑液，清洗、更換冷卻器，將溫度控制在要求的范圍之內，以穩定空壓機的運行狀態(tài)，保證合理的運行效率和功耗。

空壓機的傳輸存在著(zhù)不可避免的壓力降，控制壓力降能夠達到節能降耗的目的。壓力降增加的情況下需要空壓機相應的多做功才能滿(mǎn)足壓力的需要，通常壓力降增多0.01MPa，功耗會(huì )相應增加0.3%，甚至達到0.5%。過(guò)濾器、油分離器、干燥機是導致壓力降增加的主要部位，適時(shí)維護、更換并清洗空氣通道能夠有效的控制壓力降，空壓機的傳輸存在著(zhù)不可避免的壓力降，控制壓力降能夠達到節能降耗的目的。

2、空壓機運行調節的特點(diǎn)

通常都根據最大負荷條件設計或是選擇空壓機的型號，并留有一定的余量。在實(shí)際運行中，由于用氣端負荷處于不斷變化的狀態(tài)，需要相應的調整供氣量。通常使用的控制方式是加/卸載，適用于連續用氣但空壓機排氣量與實(shí)際需求不匹配的工況，能夠避免頻繁啟?？諝鈾C。

空壓機在加/卸載控制方式下，有三種運行狀態(tài)：當供氣量不大于用氣量時(shí)，空壓機排氣出口壓力比壓力檢測開(kāi)關(guān)極值小，處于滿(mǎn)載運行；當供氣量大于用氣量時(shí)，空壓機排氣出口壓力超過(guò)檢測開(kāi)關(guān)上限值后關(guān)閉入口閥門(mén)，進(jìn)入卸載運行；隨著(zhù)卸載運行時(shí)間的增加，壓力不斷降低，空壓機排氣出口壓力低于檢測開(kāi)關(guān)下限值后打開(kāi)入口閥門(mén)，進(jìn)入加載運行?？諌簷C在三種狀態(tài)間的間歇性運行不僅浪費了能源，還影響到供氣質(zhì)量。

二、空壓機運行存在的問(wèn)題

1、卸載運行狀態(tài)下耗能?chē)乐?/p>

我國空壓機的負荷率在66%左右，其余時(shí)間都是處于卸載運行狀態(tài)。對于螺桿空壓機等使用傳統調節方式的空壓機而言，卸載運行狀態(tài)下的能耗是滿(mǎn)載運行狀態(tài)下的20%以上，有的空壓機甚至達到40%左右，能耗占總能耗的9%—18%，浪費程度十分的嚴重。

2、起動(dòng)電流過(guò)大

空壓機起動(dòng)電流能夠達到額定電流的5倍到7倍，沖擊電網(wǎng)容易導致電網(wǎng)不穩，甚至威脅到用電設備的穩定運行，減短空壓機的壽命。

3、自動(dòng)化程度低

傳統空壓機的調節是依靠控制調節閥和加/卸載閥實(shí)現的，存在速度慢、壓力不穩、精度低等缺點(diǎn)。

4、維護量大

由于空壓機起動(dòng)時(shí)對設備的沖擊電流很大，使電動(dòng)機受到了比較大的磨損，而且加/卸載的運行方式使部件不斷進(jìn)行反復動(dòng)作，導致部件老化速度加快，設備維護的工作量很大。

5、噪音大

持續高速運行、超負荷運行、加/卸載等導致空壓機運行的噪音很大。

從空壓機運行中的問(wèn)題可以發(fā)現，提高空壓機的運行效率，降低管道泄露等導致的壓力損失，節約壓縮氣體消耗量，提高運行可靠性，降低空壓機能耗，有著(zhù)非常重要的意義。

三、空壓機的節能方法

如何在空壓機運行狀態(tài)下盡量節約能源，是人們關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。通常，可以采取以下方法來(lái)實(shí)現節能的目的：

1、提高壓縮機效率

采用目前國家一級能效壓縮機代替老舊壓縮機，提高了壓縮機的效率，減少能耗。例如采用雙機頭的雙級壓縮螺桿壓縮機代替單機頭的螺桿壓縮機。

2、采用高能效電動(dòng)機

永磁電機及高效能電機的出現給電動(dòng)機節能帶來(lái)革命性的的變化，電機的效率由原來(lái)的九十以下甚至更低提高到九十三以上，效率的提供大大節省電機本身的能耗。

3、提高傳動(dòng)效率

空壓機多使用V帶實(shí)現電動(dòng)機和壓縮機間的傳動(dòng)，V帶雖然有傳動(dòng)平穩等優(yōu)點(diǎn)，但通常要選擇多根膠帶并聯(lián)的方式，各膠帶可能由于松緊不一或是帶輪槽存在誤差而導致負載不均勻，降低了傳動(dòng)效率，浪費了電能，還降低了V帶的使用壽命。選擇高質(zhì)量、精度的帶輪、膠帶，負載不均勻時(shí)一次性更換全部膠帶，安裝時(shí)認真調整中心距，保證所有膠帶受到相同的張緊力，可以有效的提高其傳動(dòng)效率。但使用V帶的傳動(dòng)方式無(wú)法徹底消除傳動(dòng)上的能量損失，使用轉子與電動(dòng)機同軸結構能夠徹底解決這一問(wèn)題，還增加了風(fēng)量運行，在全范圍內實(shí)現轉速控制。

4、降低摩擦功耗

轉子、氣缸間的間隙大小和潤滑情況影響著(zhù)空壓機效率。間隙過(guò)大會(huì )產(chǎn)生漏氣損耗，太小則不能形成有效潤滑，增加摩擦損耗，使空壓機能耗增大。 只有合適的間隙下才能保持有效的潤滑。降低摩擦功耗的措施有：精密控制間隙，保證油液黏度合適、循環(huán)迅速，定期進(jìn)行維護保養。另外，應注意根據季節、氣候的變化更換潤滑油，在潤滑性能好的前提下盡可能的選擇黏度低的潤滑油。

5、減少壓力損失

氣路系統包括進(jìn)氣濾器、進(jìn)氣閥、冷卻器等組成，能夠將壓縮空氣運輸到使用設備。如果出現進(jìn)氣閥失修或修理不當等問(wèn)題，會(huì )形成漏氣，減少排氣量，從而降低空壓機運行效率。減少壓力損失，首先要在滿(mǎn)足工藝的前提下盡量減小氣路系統的流動(dòng)阻力和壓強損失，例如盡量少裝閥門(mén)、吸氣管路盡量短等等；其次要使用大管徑的氣路系統和低速送氣方式；再次要減少設備內外泄露；要使用高質(zhì)量的氣動(dòng)元件，例如進(jìn)氣閥應具備良好的密封性能和較低的阻力，空氣過(guò)濾器應選擇新型的ND片過(guò)濾器等等；應做好安裝和日常管理工作，進(jìn)行定期檢測維護，確保氣路系統安全可靠運行。

6、提高交換熱性能，加強余熱回收

空壓機壓縮氣體有等溫、絕熱、多變壓縮三種，理論上等溫壓縮能耗最小，但實(shí)際運行過(guò)程中都是多變壓縮。 為降低壓縮過(guò)程中的能耗，需要提高冷卻效率。冷卻水系統中有中間和后冷卻器，提高中間冷卻器的性能，能夠使二次進(jìn)氣溫度更接近于等溫壓縮下的溫度，確?；乩渫晟?。降低冷卻水溫度，提高流量，清除管道、設備內的沉積物，使用水處理劑提高水質(zhì)，可以提高冷卻器性能。

合理配置水泵，控制用水量，減少水路損失，能夠有效的降低功耗。在開(kāi)式冷卻水系統中，能量以熱的形式被白白浪費掉，加強余熱回收，采取綜合利用廢熱措施能夠實(shí)現節能的目的。例如將水引入浴室等熱水供應，可以實(shí)現能量的再利用。閉式冷卻水系統中，可以使用加大循環(huán)水池面積等方法加快熱水降溫速度，但應控制冷卻水用量，避免增加循環(huán)水泵的能耗。

7、無(wú)功補償節能

空壓機通常使用異步電動(dòng)機，而異步電動(dòng)機的功率因數比較低，多在0.2—0.85之間，隨負載的變化而大幅度變化，能量損耗大。

無(wú)功補償是在電動(dòng)機正常運行的前提下，提高功率因數，降低能量損耗。在受電端安設電力電容器能夠有效的改善功率因數，尤其適用于經(jīng)常連續運行的低壓中型電動(dòng)機。

8、變頻調速節能

變頻調速節能通過(guò)在電網(wǎng)與電動(dòng)機間安設變頻器改變電壓和電動(dòng)機頻率，來(lái)實(shí)現電動(dòng)機調速。通過(guò)變頻器控制空壓機轉速，來(lái)調節能量，滿(mǎn)足輕載的運行需要，讓排氣量與用氣量相匹配。 通過(guò)實(shí)踐證明，使用變頻調速方法能夠提高空壓機輕載運行狀態(tài)下的工作效率，減少空壓機的能量消耗，為企業(yè)創(chuàng )造更好的經(jīng)濟效益。該系統控制輸出壓力，將反饋信號接到變頻器上，再與給定信號做比較，由PID調節后將綜合信號發(fā)送到輸入給定端，按壓力變動(dòng)量調整電動(dòng)機的轉速和功率。

9、實(shí)施工業(yè)電腦及PLC聯(lián)控。

運用PLC技術(shù)改造空壓機組群，實(shí)現企業(yè)所有空壓機站點(diǎn)的組態(tài)控制，可以實(shí)現企業(yè)空氣壓縮系統的統籌兼顧，更加精準、經(jīng)濟、精細地使用空壓機設備，達成整個(gè)企業(yè)用氣量的平衡和優(yōu)化，深層次杜絕電能浪費。規模較大企業(yè)多個(gè)空壓機站點(diǎn)，不同負荷與工況、不同的值機人員素質(zhì)與操作習慣等因素，都難免導致電能的很大浪費。這些問(wèn)題，只有通過(guò)空壓機PLC聯(lián)控、群組控制，才能最終解決。通過(guò)實(shí)施智能化控制，最大化地減少空壓系統對人的簡(jiǎn)單依賴(lài)，運行更加科學(xué)合理，而且可以按照需要設定空壓機運行時(shí)間、臺數、工況等參數，在相當程度上優(yōu)化員工的作業(yè)條件，讓以人為本在本企業(yè)變得更加具體。

10、先進(jìn)技術(shù)的應用

用氣管線(xiàn)及工藝的改進(jìn)、漏點(diǎn)智能檢測、變流量控制、節能監控系統、機群專(zhuān)家控制系統、等先進(jìn)技術(shù)的應用也能產(chǎn)生很大的節能效益。

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