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压缩机作为应用于众多领域的产品之一，走上节能环保之路更是势在必行。但在国内许多使用压缩机的企业对压缩机的节能概念并不是很重视，他们认为压缩机性能稳定可靠就行，节能是次要的。 其实并非如此，压缩机是用电大户，空压系统电能消耗占工业能耗的8~10%左右，是电动系统四大耗能设备之一。空压机耗电量约为2260亿kW·h/a，其中有效能耗只占66%，其余34%的能量（约768.4亿k·Wh/a）被白白浪费掉，空压系统的节能亟待高效开展。大量的数据表明，压缩空气系统的主要费用都耗费在运行环节上，在其生命周期中，运行费用（电费）占据的比例高达78~92%。 例如一台容积流量为2m3/min，压力为8kg的风冷空气压缩机，大约每小时耗电量为150度，运行20h计算，每天耗电量为3000度，一年以运行300天计算，每年耗电量为900000度，以工业用电1元/度计算，每年的电费就高达90万。整个寿命周期仅以5年计算，则一台20m3/min压缩机的电费成本将高达450万，加上5年的维修保养费就500多万，而购买成本在10-20万之间，购买成本占据的比例仅为2%-5%。根据GB19153-2009标准规定此型号的空气压缩机1、2、3级能效机组输入比功率值分6.3、7.1、8.1，2级、3级能效占1级能效的比例约为113%、129%，3级能效占2级能效的比例约为114%。这说明每提高一级能效将节约用电量超10%，提高二级将节约用电量近30%，从这些数据可以看出压缩机节能意义非常重大。 节能案例 某化纤有限公司现有空压机4台，排气压力0.85MPa，其中3台MM160-8.5，容积流量为26m3/min，压缩电机额定功率160kW；1台MM75-8.5，容积流量为12.1m3/min，压缩电机额定功率75kW。 1.系统状况 该公司4台空压机大多数时间采用一大一小方式运行，总供气量为38.1m3/min，其中75kW空压机设定加卸载压力为0.66MPa和0.76MPa，160kW空压机设定加卸载压力为0.68MPa和0.78MPa。实际工作中75kW 的MM75空压机约只有60%的加载率，160kW的MM160空压机基本一直处于加载状态。 经过测试，75kW空压机卸载时最小输入功率30kW左右，加载时最高输入功率85kW，160kW的空压机一直处于加载状态，运行比较平稳，输入功率一直保持为165kW左右。 工厂工艺要求空压机运行压力不低于0.6MPa，需求量大时两台160kW工作。 2.节能原理 该公司的空压机耗电量占全厂总耗电量16%左右，空压机系统年总用电量为180万kWh左右，因此对空压机系统进行节能改造意义十分重大。 由于生产工艺所需的压缩空气不断变化和生产安排的调整，导致车间对压缩空气的需求量也在不断变化，为了适应这种变化，空压机系统一般采用加卸载的方式运行。压缩空气的需求量减少使空压机排气压力达到卸载压力时，空压机开始卸载。空压机卸载时进气口关闭，电机空转不产生压缩空气，但是其耗电功率基本占到额定功率的30%左右，甚至更多，从而导致空压机系统在部分负荷时效率较低。、 依据螺杆式空压机的排气量和转速、耗电功率基本上成正比例的关系，通过采用变频器对系统进行恒压控制，可根据系统的实际用气需求调节压缩机的转速，使空压机排气量和实际需求量达到基本平衡，系统压力波动控制在较小的范围内，从而节约空压机采用传统加卸载运行方式时不必要的能耗：降低传统控制方式中加载时较高压力导致的高电耗，避免卸载时空压机电机空转做无用功。 3.节能改造 根据该公司压缩空气系统的使用情况，配置变频器用于空压机系统的控制。该变频器根据压缩空气的实际需求量，按循环启动的方式闭环控制4台空压机的运行，在满足系统正常安全和稳定运行的前提下，大幅降低系统运行能耗。 当系统中一台75kW（产气量12.1m3 /min）空压机以60%加载率运行，一台160kW（产气量26m3/min）空压机无卸载运行时，系统实际每小时耗能约为236.5kWh，当75kW空压机改用变频恒压运行时，系统每小时耗能为226kWh，每小时节能10.5kWh。 按空压机每年运行8000小时计算，年节能量为8.4万kWh，每度电按0.8元计算，年可节约电费6.72万元。 4.小结 随着科学技术的发展，空气压缩机作为一种重要的动力输出，被广泛应用于机械、冶炼、钢铁、建材、半导体、热电、医药、化工、食品、纺织、医药等众多工业领域。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60%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，也是实施十三五规划的紧迫任务。 |
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