【壓縮機網(wǎng)】當前，中國能源消費總量逐年增長(cháng)，工業(yè)發(fā)展也越來(lái)越關(guān)注節能。根據規劃，到2020年全國能源消費總量要控制在50億噸標準煤以?xún)?，單位GDP能耗下降15%，重點(diǎn)推進(jìn)節能工作的領(lǐng)域包括工業(yè)、建筑、交通、商貿流通、農業(yè)農村、公共機構等。這其中，工業(yè)領(lǐng)域的節能工作是重中之重，同時(shí)也是壓力較大的推進(jìn)領(lǐng)域。按照既定目標，“十三五”工業(yè)增加值能耗要下降18%，平均每年下降4%左右。

 

　　據中國節能協(xié)會(huì )節能服務(wù)產(chǎn)業(yè)委員會(huì )（EMCA）統計，2018年，節能服務(wù)產(chǎn)業(yè)繼續保持穩定發(fā)展，節能服務(wù)產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值4774億元，同比增長(cháng)15.1%。

 

 

　　從工業(yè)節能市場(chǎng)來(lái)看，國內市場(chǎng)進(jìn)一步走向成熟。以空壓機行業(yè)為例，中國空壓機行業(yè)在經(jīng)歷了40多年的市場(chǎng)風(fēng)雨之后，其發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)瓶頸期。在以永磁變頻、兩級壓縮為代表的節能型產(chǎn)品市場(chǎng)占有率快速提升之后，其整體市場(chǎng)需求增速開(kāi)始下滑。而以合同能源管理、節能技改、空壓站托管、智能空壓站等為代表的空壓機節能服務(wù)市場(chǎng)開(kāi)始興盛，一大批節能服務(wù)公司進(jìn)入空壓機節能服務(wù)行業(yè)，亦有不少傳統壓縮機生產(chǎn)企業(yè)涉足節能服務(wù)市場(chǎng)。

 

　　不過(guò)，在行業(yè)產(chǎn)品大量發(fā)展、節能服務(wù)企業(yè)云集的同時(shí)，痛點(diǎn)也凸顯：產(chǎn)品質(zhì)量不高、耗材價(jià)格高、節能效果不突出，技術(shù)服務(wù)不到位成為眾多空壓機節能服務(wù)企業(yè)的發(fā)展瓶頸。有專(zhuān)家表示，在行業(yè)競爭市場(chǎng)化的前提下，節能技術(shù)研發(fā)、節能產(chǎn)品制造、節能設計方案、節能效果評估等產(chǎn)業(yè)鏈的整體培育將有助于空壓機節能服務(wù)形成巨大的市場(chǎng)。

 

　　國家三令五申強調空壓機節能降耗

 

　　據統計，空壓系統電能消耗占工業(yè)能耗的8～10%左右，2018年全國空壓機耗電量約為4200億kW·h/a，其中有效能耗只占66%，其余34%的能量（約1420.4億kW·h/a）被白白浪費掉，空壓系統節能亟待高效開(kāi)展。

 

　　為此，今年4月初，工信部再次明確了《2019年工業(yè)節能監察重點(diǎn)工作計劃》，并印發(fā)至各省、自治區、直轄市工業(yè)和信息化主管部門(mén)?？諌簷C行業(yè)也再一次同電機、變壓器、水泵、風(fēng)機等被列為重點(diǎn)節能監察對象。對于空壓機，《計劃》要求按照《容積式空氣壓縮機能效限定值及能效等級》（GB19153-2009）等國家標準，對空壓機等重點(diǎn)用能產(chǎn)品設備生產(chǎn)企業(yè)實(shí)施專(zhuān)項監察，會(huì )同有關(guān)部門(mén)依法督促企業(yè)停止生產(chǎn)達不到強制性能效標準限定值的低效產(chǎn)品。

 

　　壓縮空氣系統普遍存在能源浪費

 

　　當前我國用戶(hù)的壓縮空氣系統中，能源浪費主要表現為泄露偏大、壓縮機配置及運行僅以保壓為目的、供給壓力不合理、噴嘴低效、設備用氣存在浪費、現場(chǎng)工人用氣成本意識淡薄等問(wèn)題。

 

　　如在泄露問(wèn)題上，工廠(chǎng)中的泄露量通常占供氣量的10%～30%，而管理不善的工廠(chǎng)甚至可能高達 50%。有時(shí)一個(gè)汽車(chē)組裝車(chē)間的泄漏點(diǎn)就有2萬(wàn)個(gè)，其中，泄露量的90%以上來(lái)自設備使用中的零部件老化或破損。而尤為嚴重的是，現場(chǎng)管理人員遠遠地低估了泄漏造成的損失。比如，在供氣壓力為0.7MPa下的氣管中一個(gè)直徑1mm的泄漏小孔，每年導致的損失高達約3525度電，幾乎相當于兩個(gè)三口之家的全年家庭用電。

 

　　壓縮機的合理配置及合理運行對節省用電非常重要。通常，為使輸出壓力波動(dòng)小，很多壓縮機采用吸氣閥調節方式。這種方式在沒(méi)有供氣的情況下也仍需消耗40%～70%額定功率的電力，浪費較嚴重。為此，導入變頻控制、臺數控制，采用空壓機房節能監控系統等措施對削減電力十分奏效。而這些在工廠(chǎng)的實(shí)際操作中基本都被忽略，保證壓力成為大多數工廠(chǎng)對壓縮機管理的唯一要求。

 

　　另外，由于管道壓力損失不確定，設備啟動(dòng)存在流量高峰等原因，壓縮機的供氣壓力有時(shí)比現場(chǎng)要求壓力高出0.2MPa～0.3MPa。而末端設備每提高0.1MPa，壓縮機的耗電就提高4%～8%，造成了巨大的能源浪費。有時(shí)也會(huì )為了少數幾臺壓力要求高的設備，而整個(gè)調高供氣的壓力，這在能源使用配置上極其不合理，非明智之舉。

 

　　噴嘴在噴氣織機、制造加工的精修及機加工等工藝現場(chǎng)被廣泛使用，其耗氣量在某些產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域達到總供氣量的50%。通常，噴嘴在使用過(guò)程中存在供氣管道過(guò)長(cháng)、供給壓力過(guò)高、用直管銅管做噴嘴等問(wèn)題。另外，現場(chǎng)人員很容易為了追求大沖擊力而擅自擴大噴嘴噴口、提高供給壓力，從而造成很大的用氣浪費。
  

　　在氣動(dòng)設備中存在用氣不合理的現象也比較突出，例如確定工件是否卡到位的氣體背壓檢測、真空發(fā)生器給氣等存在不工作也不間斷供氣現象。尤其是化學(xué)藥液槽等用于攪拌目的的用氣、輪胎制造中的定型充氣等，從0.7MPa的高壓減壓到0.1MPa～0.2MPa使用的現象非常普遍，浪費得令人痛心。從工藝上把握設備的實(shí)際需要壓力和最低耗氣量是使設備耗氣合理化的前提。由于設備用氣不合理導致的浪費平均估計為供氣量的20%。

 

　　壓縮空氣系統低效運行原因

 

　　大量數據表明，壓縮空氣系統主要費用都耗費在運行環(huán)節上，在其生命周期中，運行費用(電費)占比高達78～92%。因此，如何通過(guò)精細化管理，對能耗深入挖潛，提高能源使用效率，是每個(gè)企業(yè)都要面臨的一個(gè)課題。對此，根據項目工程經(jīng)驗，發(fā)現大部分壓縮空氣系統運行能耗高的主要原因如下：

 

　?。?）設備效率低

 

　　很多年前配置的空壓機大多屬于低能效設備，與終端等設備匹配不合理，僅僅為了滿(mǎn)足生產(chǎn)的基本需求；空壓機調節方式落后、無(wú)集中控制，用氣量隨機變化時(shí)，空壓機因卸載而浪費嚴重；末端設備用氣不合理、效率低，設備用氣存在浪費。

 

　?。?）供氣壓力不合理

 

　　沒(méi)有對供氣壓力進(jìn)行分級規劃，而是簡(jiǎn)單采用高壓供氣外加機械自力式減壓閥來(lái)滿(mǎn)足不同的壓力需求，大量的能源浪費在閥門(mén)上。此外，當需求側用氣量變化引起管網(wǎng)壓力的隨機波動(dòng)，為了避免機組的頻繁啟停，需要設定一個(gè)很寬的壓力變化范圍，造成空壓機出口壓力的大幅波動(dòng)，增加了空壓系統的運行能耗。

 

　?。?）能源浪費的原因
 

　　a.空載能耗高

 

　　目前多數企業(yè)壓縮機為單臺N立方，壓縮機開(kāi)停只有N或N的倍數，空壓機設備開(kāi)停依賴(lài)人工管理。尤其在用氣負載頻繁變化時(shí)，系統不能快速反應，也不能實(shí)現壓縮機排量的微調，這形成了空壓站各壓縮機的空載。

 

　　通常情況下，當壓力達到y公斤時(shí)，空壓機進(jìn)入卸載運行狀態(tài)，當壓力降到x公斤時(shí)，壓縮機進(jìn)入空載狀態(tài)，即關(guān)閉進(jìn)氣閥使電機處于空轉狀態(tài)，同時(shí)將油氣預分離罐中多余的壓縮空氣通過(guò)放空閥放空。關(guān)閉進(jìn)氣閥使電機空轉，雖然可以使空壓機不需要再壓縮氣體作功，但空壓機在空轉中還是要帶動(dòng)螺桿或者活塞做回轉運動(dòng)，電耗仍在繼續發(fā)生。實(shí)際檢測發(fā)現，空壓機空載時(shí)的能耗高達其滿(mǎn)載運行時(shí)的40%～55%。

 

　　b.爬升能耗高

 

　　螺桿壓縮機有兩種運行模式：加、卸載運行模式或空載、滿(mǎn)載運行模式。加、卸載控制方式使得壓縮氣體的壓力在x公斤～y公斤之間來(lái)回運動(dòng)。x公斤是最低工作壓力值，即能夠保證用戶(hù)正常工作的最低壓力(加載壓力)。一般情況下，x公斤、y公斤之間關(guān)系可以用公式來(lái)表示：y公斤=x公斤+(1+δ)，δ是一個(gè)百分數，其數值大致在10%～25%之間。壓差一般在一公斤以上。通過(guò)理論計算和實(shí)際檢測，得知空壓機壓力每增加1公斤，能耗增加5-6%。

 

　　由此可知，在加、卸載供氣控制方式下的空壓機，其工作氣壓由x到y，有一個(gè)氣壓爬升的能耗，存在事實(shí)上的能源浪費。同時(shí)，高于x公斤的氣體在進(jìn)入用氣終端前，其壓力需要經(jīng)過(guò)減壓閥減壓至接近x公斤，壓力越高流速越快，這就造成同樣的工況，壓力越高所耗氣量越大。這一過(guò)程同樣是一個(gè)能源浪費的過(guò)程。

 

　　c.傳統管理

 

　　在空壓站的使用管理過(guò)程中，存在兩種不可避免的矛盾。一種是企業(yè)對空壓機管理人員有明確的考核，那么會(huì )出現氣壓經(jīng)常不夠或能少開(kāi)就少開(kāi)的習慣，不利于生產(chǎn)線(xiàn)的正常運行，或出現壓力達不到設備使用要求導致用氣終端故障增加。一種是對空壓機管理人員沒(méi)有明確的考核，這就會(huì )導致空壓機多開(kāi)、空壓站空載能耗高的結果。無(wú)論哪種管理模式，其結果都會(huì )是空壓站電能浪費增大，而且不利于安全生產(chǎn)。

 

　　多管齊下解決系統節能降耗問(wèn)題

 

　　近兩年，國內各大空壓機廠(chǎng)商先后推出了永磁變頻空壓機、兩級壓縮空壓機，一級能效壓縮機等，對于空壓機的能效提升、電耗降低，市場(chǎng)用戶(hù)給予了極高的贊譽(yù)。

 

　　但我們也應看到，空壓機行業(yè)這些年高速發(fā)展，市場(chǎng)用戶(hù)對設備的選型及使用維護卻沒(méi)有足夠的專(zhuān)業(yè)認知，90%的企業(yè)依然使用著(zhù)不達標的壓縮空氣，造成大量的設備元器件維修換新成本投入、產(chǎn)品原料浪費。

 

　　因此，為了幫助用戶(hù)提高能源利用效率，降低能耗，節能服務(wù)企業(yè)要從技術(shù)節能和管理節能等多種節能手段上尋求突破，根據用戶(hù)不同需求提供多層次的定制性服務(wù)。同時(shí)，整個(gè)空壓機節能服務(wù)市場(chǎng)，應立足于生產(chǎn)、技術(shù)研發(fā)和服務(wù)的一體化，整合包括空壓機整機、零配件耗材、潤滑油、后處理設備等在內的多種生產(chǎn)和服務(wù)，形成一個(gè)涵蓋空壓機前、中、后市場(chǎng)的完整產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)系統，擴展空壓機節能服務(wù)市場(chǎng)空間，提升終端用戶(hù)接受節能服務(wù)的認可度。

 

　　我們的制造業(yè)同行一定要深刻理解節能降耗這個(gè)概念在中國的分量，它并不只是為了給國家節約資源。毫不夸大的說(shuō)，未來(lái)幾年其將會(huì )是生產(chǎn)型企業(yè)在中國的立身之本，這也是空壓機節能服務(wù)生態(tài)系統將得以構建的基礎和廣闊前景。

 

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