关于有色金属加工企业压缩空气系统节能设计探讨

 螺杆空压机是一种定容、回转式压缩机，主要通过螺杆的啮合和回转运动，完成吸气-封闭-压缩-排气周期。其优点是坚固耐用、维护方便，其缺点是输出压力不甚稳定，同等条件下的能源效率不及活塞空压机。螺杆空压机又分为双螺杆空压机和单螺杆空压机，目前市场占有率较大的是双螺杆空压机，具有绝大多数，但某些厂家的优质单螺杆空压机也不可小觑。

简单地说，压缩空气净化设备就是能对压缩空气进行净化处理的设备，也称压缩空气后处理设备。

空压机排出的压缩空气含有相对湿度的水份、微量的杂质和微量的油份；压缩空气的应用领域很广，当应用工艺对压缩空气品质有要求时，就必须配置压缩空气净化设备；因此，应根据应用工艺的要求合理选配净化设备。 

　有色金属加工企业压缩空气系统节能设计探讨徐相军（中色科技股份有限公司苏州分公司，江苏苏州215026）由于空气具有可压缩性、不凝结、无危害、容易获取且易于输送等特点，因此，在有色金属加工企业，压缩空气已作为一种重要的，不可或缺的动力能源，应用于各种工艺设备、风动工具、仪表检测、自动控制等。但是，生产压缩空气的过程本身就需要消耗水、电等大量的一次能源，对于有色金属加工企业来说，该消耗量一般占总成本的7~10%.因此，如何做到合理供气，节约能源也是我们每一位动力设计工程师应尽的责任。

　　有色金属加工企业压缩空气系统一般由压缩空气站和管网两部分组成。因此，要做好节能降耗，就得从以上两个方面入手，下面就有色金属加工企业压缩空气系统节能降耗措施进行总结，以作探讨。

　　1做好空压机的设备选择过去大多使用的活塞式空压机，由于其设备结构复杂，系统压力控制技术落后，普遍存在系统压力不稳定，维修成本高，管理难度大的缺点，20世纪90年代后已逐步被其他型式的压缩机所替代，少有选用。

　　目前对于中小型用气（用气总量在200m3/min左右）企业来说，螺杆式空压机为主要使用机型。目前市场上销售的螺杆空压机按卸载特性分为普通单螺杆空压机、节能型空压机以及变频螺杆空压机。主要区别是当压缩空气用量发生变化时空压机消耗的轴功率不同。普通单螺杆空压机般采用进气截流的卸载方式，卸载时仍要消耗较大的轴功率，般大于满载时轴功率的70%.节能型空压机一般采用进气截流与卸压及电机开关组合的卸载方式。卸载时，电机停止运转，当卸载到设定值时，电机能自动启动，从而达到较好的节能效果。变频螺杆空压机则能够根据实际用气量的变化通过变频控制器来随时调整电机的转速，用气量越少，电机转速越低，消耗的轴功率就越低。有色金属加工企业因其工艺设备用气的特性，除轧机设备属相对恒量连续用气外，其他设备均为不定量阶段性用气，所以用气总量随时都存在波动，在配置螺杆空压机时，应优先采用节能型空压机，同时结合用气量波动的具体情况，设置一台变频螺杆空压机，可有效的降低用气量较少时的轴功率损耗。

　　达到节能降耗的目的。

　　随着近几年，国内大型铝加工项目的上马，企业总用气量也相应增加，部分企业压缩空气用气总量达到了500m3/min左右。仅选用螺杆式空压机，就会造成压缩空气站房过大，站内配管复杂等缺点，从而带来基建投资增加且不节能。可考虑选用离心式空压机加螺杆式空压机的组合供气方式，将轧机等设备相对恒量连续使用的压缩空气由离心空压机来供应，其他不定量间断使用的设备用气由螺杆空压机来供应。

　　既可以降低运行电耗，节省了基建投资，同时还大大降低后期的运行维护费用。

　　2压缩空气站设计中尽量选用室外吸风空压机运行时由于电机散热，使室内温度般均比室外温度高。实验表明：空压机进口温度每升高5*C，压缩机的排气量将减少1%，耗电量也同时增加约4%，造成能源浪费。同时，在采暖地区，若采用室内进气，空压机的室内吸气量将由室外空气补充，造成了采暖季节的采暖热负荷增加，浪费能源。所以在设计中，应尽量选用室外吸风方式；当然在某些特定地区，比如南方炎热地区，夏季可室内吸风，应予以区别对待。

　　3适当减低系统供气压力空压机均有一个共同的特性，排气压力设定越高，其所消耗的轴功率就越高。空压机每生产lm3压有色金属加工缩空气的耗电量与排气压力有以下关系：排气压力每降低0.05MPa，生产lm3压缩空气的耗电量就可降低0.004kwh.以中小型有色加工企业每月生产约264X104m3压缩空气计，即可节约用电10560kwh.目前大多数有色加工设备用气压力要求为0.4~0.6MPa，空压机设备选型额定排气压力多在0.实际运行时，大多数企业设定空压机排气压力约为0. 7MPa，输送至用气设备末端的压力约为0.下调空间。所以，在保证安全生产用气的前提下，适当降低空压机的排气压力是很有效的节能降耗措施。

　　4引入PLC自动控制系统由于有色金属加工企业压缩空气用气量存在实时波动，引入PLC自动控制系统后，可以通过用气量变化来反馈信息，通过计算控制空压机的开机或停机，从而使空压机的供气量与工厂的压缩空气消耗总量相匹配。在工厂用气总量增加时，输送系统管道中的压缩空气压力将下降，PLC控制系统将自动计算所需的空压机数量，然后发出指令开启所需的空压机。

　　当工厂用气量减少时，输送系统压缩空气压力将增加，PLC控制系统通过同样的方法来减少运行空压机的台数。这样，不仅可以大大节省些不必要的空压机产生的能量损耗，也方便了人工管理，实现了无人值守自动化管理。可以取得较好的节能效果。

　　5加强设备及输送系统的管理、维护在压缩空气系统设计中，利用公系数1.2~1.4 *1*管道漏损系数，当管道全长小于1km时，取0.1；1.5km时，取0.15；大于2km时，取0.2於2用气设备磨损系数0.15 *未预见消耗系数0.1从公式（1）可以看出，压缩空气站总供气量的15 ~20%的压缩空气被管道漏损及设备磨损所消耗，所以管道系统和设备的维护，保养对于压缩空气动力系统的节能作用是很明显的。

　　在很多工厂现场，我们经常会发现很多管道接头处，由于密封不严，用手或耳朵听就能感觉到管道漏气。应通过及时修补泄露孔洞、调换密封垫片、在非工作时间内切断不使用的局部管网等措施来减少管网泄露。

　　对空压机设备的维护亦是系统安全节能运行的保障，维修质量的好坏直接影响机器的运行效率。空压机不及时修理一些小故障，工作效率就会降低5~7%.因此，加强设备保养，及时排除运行故障，保证设备始终处于最佳运行状态，也是节能降耗的条有效途径。

　　6结语有色金属加工企业压缩空气系统的节能是工程设计和企业共同关心的话题，它与企业最终成品的成本有着直接的关系。如何做好压缩空气系统节能设计，为企业降低产品成本，在市场竞争中保持较好的竞争力是我们今后不懈努力的方向。

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