【壓縮機網(wǎng)】壓縮機是耗電大戶(hù)，其在生產(chǎn)生活中的運行會(huì )造成大量的電力消耗，研究壓縮機節能技術(shù)十分必要?，F在，不光壓縮機廠(chǎng)家在研究節能技術(shù)，專(zhuān)業(yè)的用戶(hù)也在研究節能技術(shù)，并且在實(shí)際運行中發(fā)現了很多并不適用自己工況的節能方案，以及存在的問(wèn)題。我們來(lái)看看一位來(lái)自某壓縮機用戶(hù)的節能總結！
壓縮機運行節能
1. 壓縮機運行中存在的問(wèn)題
1.1出力低，能耗高。很多工業(yè)用壓縮機出于節能考慮，限制壓縮機功率，導致壓縮機壓縮能力低于設計值，尤其是夏季載荷升高時(shí)輸送量將明顯下降，由于散熱能力有限，使得生產(chǎn)線(xiàn)其它設備不能滿(mǎn)荷運行，降低了生產(chǎn)效率。
壓縮機雙機并聯(lián)的運行模式運行效率不高，穩定性欠佳，兩臺壓縮機并聯(lián)工作，雖然能夠明顯增加總流量，但是單臺壓縮機的工作流量要比單機工作時(shí)低，因此每臺壓縮機的工作效率都下降了。雙機并聯(lián)的總壓縮流量要比獨立工作的流量小，而且并聯(lián)之后流量增加，管道阻力損失將隨之增大，機組的安全性也受到影響。
1.2 機組運行狀態(tài)不佳。這個(gè)問(wèn)題主要表現在壓縮機運行周期難以滿(mǎn)足設計要求、夏季運行不穩定、故障多發(fā)等方面，一些壓縮機設備長(cháng)期運行，機械、電氣和儀表等構件故障多發(fā)，采用事后維修的方式難以實(shí)現機組長(cháng)時(shí)間無(wú)故障穩定運行，容易出現故障，導致壓縮機停車(chē)，影響生產(chǎn)安全。
1.3 運行維護費用偏高。舊壓縮機維護費用很高，兩機并行時(shí)，兩組壓縮機都要備用一套故障多發(fā)件，雙備份成本，同時(shí)也造成了一些備用件的冗余和浪費。
2 .壓縮機能量調節與能耗
壓縮機一般根據設計工況冷量實(shí)際需求選型，一般情況下壓縮機都是全年工作，橫跨冬夏極端天氣，所以面臨著(zhù)相對復雜的外部環(huán)境，而且實(shí)際工況和設計方案之間難免存在一定偏差，所以壓縮機功率要有適當富余。
現階段，壓縮機能量調節主要有間歇控制運行、吸氣調節、氣缸卸載、旁通調節和無(wú)極變速調節等類(lèi)型。其中壓縮機間歇運行是比較常見(jiàn)的運行方式，環(huán)境溫度高于設定溫度，壓縮機將啟動(dòng)運行，環(huán)境溫度下降到設定溫度以下，壓縮機將停止工作。這樣的工作方式適用于環(huán)境溫度比較穩定、負載不大的情況，但是實(shí)際使用過(guò)程中，并非任何時(shí)刻環(huán)境溫度都趨于穩定。極端天氣和復雜工作環(huán)境下，各種生產(chǎn)活動(dòng)都會(huì )造成冷量負載變化，溫度變化頻繁，發(fā)動(dòng)機頻繁啟停，會(huì )造成較大的能量浪費。而發(fā)電機瞬時(shí)電流會(huì )污染電網(wǎng)，增加電網(wǎng)波動(dòng)，壓縮機的壽命也會(huì )受到影響。因此，變頻技術(shù)在壓縮機中也得到了更多的應用。
3.壓縮機變頻節能
系統功耗和表征調節方式有關(guān)，同時(shí)也受制冷裝置制冷量影響，制冷系統熱負荷減少，冷庫控制系統將通過(guò)變頻器降低壓縮機轉速，從而降低制冷劑質(zhì)量流量，降低制冷劑冷凝溫度，升高蒸發(fā)溫度，從而降低總冷量。而且變頻電機轉速下降，壓縮機摩擦功減小，絕熱效率也隨之升高，對降低K值也有幫助。部分負荷狀態(tài)下，壓縮機電機轉速下降，KQ減少，能夠大幅度降低系統功耗。
壓縮機節能技術(shù)
1.壓縮機控制工藝參數優(yōu)化
1.1 吸入壓力調整。選擇合適的吸入壓力能夠有效降低壓縮機功耗。一般情況下，吸入壓力越低，能耗將越大，特別是壓縮機一段的吸入壓力。因此，可適當提高壓縮機的吸入壓力，在一段吸入中增加高效旋風(fēng)入口分離器，進(jìn)一步消除進(jìn)氣管網(wǎng)的阻力，在保證充足處理氣量的同時(shí)獲得更高的吸入壓力。
1.2 壓縮機段間壓降降低。壓縮機段間壓降同樣也是壓縮機功耗的重要原因。為了降低段間壓降，可用高效換熱器代替級間冷卻器，減少不必要的管路設備和彎頭，同時(shí)改善操作條件，降低冷卻器結垢程度。
2 壓縮機結構設計優(yōu)化
2.1 三元流葉輪。三元流葉輪是專(zhuān)為氣體流動(dòng)設計的葉輪結構形式，大型壓縮機一般采用這種結構形式?，F有葉輪也可以通過(guò)適當的改造使之具有三元流葉輪的特點(diǎn)，顯著(zhù)改善葉輪的性能。相關(guān)理論研究和試運行證明三元流葉輪的使用能夠提高葉輪運行效率z*高10%左右，對原有壓縮機葉輪的改造成本較低。但是，能夠明顯提高設備生產(chǎn)能力，改善經(jīng)濟效益，壓縮機的節能性能也將明顯提高。
2.2 葉輪拋光。葉輪的表面粗糙度和輪組損失之間有著(zhù)直接關(guān)系，可通過(guò)精鑄、精車(chē)和打磨拋光的方式提高葉輪表面的光潔度。葉輪拋光的方法有很多，包括噴砂、拋光輪、液體拋光、砂帶研拋等，一般根據葉輪實(shí)際結構形式和材質(zhì)選擇合適的拋光方案。對于表面積比較大的葉輪可進(jìn)行砂帶振動(dòng)研拋，而結構復雜、多凹穴、凸臺的葉輪可進(jìn)行液體拋光。
2.3 壓縮機回流量控制。為了避免壓縮機在工作中出現喘振問(wèn)題，壓縮機都設置有防喘振控制機構，正常工藝參數下，通過(guò)對機組運行參數的監測繪制狀態(tài)曲線(xiàn)，并根據喘振線(xiàn)計算喘振控制線(xiàn)，從而獲得喘振流量控制點(diǎn)，通過(guò)和入口流量的比對，控制壓縮機回流量，保證壓縮機能夠獲得充足的工作氣體?？筛脑靿嚎s機回流手動(dòng)控制為自動(dòng)控制，應用更加精確的防喘振控制系統，降低機組能耗。
2.4 管路布局的綜合優(yōu)化。為了進(jìn)一步降低管路內壓降，需要對管路布局進(jìn)行調整，提高線(xiàn)路布局的合理性，可使用壓損來(lái)評定管路布局方案是否合理。如果入口壓力和出口壓力之間壓差不超過(guò)5%，表示壓縮機系統管路布局規劃比較科學(xué)。在管路中，能夠造成壓損的設備結構件主要有干燥劑、冷卻器、控制閥、彎頭等。干燥劑、控制閥和冷卻器壓損可依據壓損標準計量，彎頭壓損近似于8～10倍等徑管長(cháng)壓損，通過(guò)對壓損設備總壓損的精確計算，降低管路總壓損。
除了優(yōu)化設計，壓縮機日常使用和維護保養工作對壓縮機節能效果也有著(zhù)很大影響。日常工作中，要采用科學(xué)的控制方式進(jìn)行壓縮機調整，配合預防性維護策略，降低壓縮機的故障率，維持壓縮機的正常性能，從而將壓縮機的節能優(yōu)勢充分發(fā)揮出來(lái)。
3.變頻調節技術(shù)
傳統壓縮機一般通過(guò)控制流量和壓力工藝來(lái)降低壓縮機能耗，達到節能的目的。一般通過(guò)閥門(mén)節流、旁通回流和排空等方式進(jìn)行控制，這些調節方式效果顯著(zhù)、操作簡(jiǎn)單，但是會(huì )增加管網(wǎng)損耗和能源浪費。而變頻調速技術(shù)應用變頻器控制壓縮機電機轉速，改變流量質(zhì)量，不存在閥門(mén)節流損失，從而提高了能源的利用效率。
變頻調速在壓縮機中的應用大幅度提高了壓縮機的節能性能，依據流量傳感器輸出信號來(lái)調節壓縮機轉速，使壓縮機能夠準確輸出現階段需要的回流量，實(shí)現高精度的流量調節，保證壓縮機能夠安全、高效率的運行，在節約能源的同時(shí)還強化了壓縮機的卸載能力，降低了運行噪音，設備磨損更緩慢，而功率因數則得到了明顯提高。
4.集中控制與熱回收
很多情況下壓縮機都不是單機工作模式，而是很多臺同時(shí)工作，因此在節能改造中，應用集中控制技術(shù)實(shí)現多臺壓縮機的集中控制，成為降低能耗節約能源的有效措施。壓縮機開(kāi)啟的臺數一般都是固定的，當用氣量下降到一定程度，就可以通過(guò)集中控制來(lái)降低壓縮機的工作時(shí)間或者轉速，用氣量繼續下降，性能好，功率大的壓縮機將停止工作，通過(guò)徹底停機來(lái)消除卸載狀態(tài)下的能耗，集中控制來(lái)集中調整壓縮機的工作狀態(tài)，從而擴大壓縮機的功率范圍，同時(shí)減少運行壓縮機數量，降低能耗。
熱回收技術(shù)的基本思路是，壓縮機高溫油通過(guò)熱能回收交換器，將熱量傳遞給冷卻水，冷卻水加熱之后進(jìn)入保溫水桶儲存起來(lái)，回收壓縮機工作熱量。熱回收技術(shù)解決了壓縮機自身的散熱問(wèn)題，省卻了壓縮機的冷卻風(fēng)機設備投入和能耗。在工作中監測壓縮機主機排氣口溫度，超過(guò)80℃熱回收裝置開(kāi)始工作，保證壓縮機不會(huì )過(guò)熱，而余熱被轉換為了熱水，可以用作供暖等其他用途。
結語(yǔ)
節能是工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中永恒的主題，壓縮機節能技術(shù)就是以降低壓縮機工作能耗為目的的節能技術(shù)，通過(guò)壓縮機結構設計優(yōu)化和運行參數調整，配合新節能技術(shù)的應用，能夠顯著(zhù)提高壓縮機的節能性能，降低壓縮機工作能耗。
壓縮機運行節能
1. 壓縮機運行中存在的問(wèn)題
1.1出力低，能耗高。很多工業(yè)用壓縮機出于節能考慮，限制壓縮機功率，導致壓縮機壓縮能力低于設計值，尤其是夏季載荷升高時(shí)輸送量將明顯下降，由于散熱能力有限，使得生產(chǎn)線(xiàn)其它設備不能滿(mǎn)荷運行，降低了生產(chǎn)效率。
壓縮機雙機并聯(lián)的運行模式運行效率不高，穩定性欠佳，兩臺壓縮機并聯(lián)工作，雖然能夠明顯增加總流量，但是單臺壓縮機的工作流量要比單機工作時(shí)低，因此每臺壓縮機的工作效率都下降了。雙機并聯(lián)的總壓縮流量要比獨立工作的流量小，而且并聯(lián)之后流量增加，管道阻力損失將隨之增大，機組的安全性也受到影響。
1.2 機組運行狀態(tài)不佳。這個(gè)問(wèn)題主要表現在壓縮機運行周期難以滿(mǎn)足設計要求、夏季運行不穩定、故障多發(fā)等方面，一些壓縮機設備長(cháng)期運行，機械、電氣和儀表等構件故障多發(fā)，采用事后維修的方式難以實(shí)現機組長(cháng)時(shí)間無(wú)故障穩定運行，容易出現故障，導致壓縮機停車(chē)，影響生產(chǎn)安全。
1.3 運行維護費用偏高。舊壓縮機維護費用很高，兩機并行時(shí)，兩組壓縮機都要備用一套故障多發(fā)件，雙備份成本，同時(shí)也造成了一些備用件的冗余和浪費。
2 .壓縮機能量調節與能耗
壓縮機一般根據設計工況冷量實(shí)際需求選型，一般情況下壓縮機都是全年工作，橫跨冬夏極端天氣，所以面臨著(zhù)相對復雜的外部環(huán)境，而且實(shí)際工況和設計方案之間難免存在一定偏差，所以壓縮機功率要有適當富余。
現階段，壓縮機能量調節主要有間歇控制運行、吸氣調節、氣缸卸載、旁通調節和無(wú)極變速調節等類(lèi)型。其中壓縮機間歇運行是比較常見(jiàn)的運行方式，環(huán)境溫度高于設定溫度，壓縮機將啟動(dòng)運行，環(huán)境溫度下降到設定溫度以下，壓縮機將停止工作。這樣的工作方式適用于環(huán)境溫度比較穩定、負載不大的情況，但是實(shí)際使用過(guò)程中，并非任何時(shí)刻環(huán)境溫度都趨于穩定。極端天氣和復雜工作環(huán)境下，各種生產(chǎn)活動(dòng)都會(huì )造成冷量負載變化，溫度變化頻繁，發(fā)動(dòng)機頻繁啟停，會(huì )造成較大的能量浪費。而發(fā)電機瞬時(shí)電流會(huì )污染電網(wǎng)，增加電網(wǎng)波動(dòng)，壓縮機的壽命也會(huì )受到影響。因此，變頻技術(shù)在壓縮機中也得到了更多的應用。
3.壓縮機變頻節能
系統功耗和表征調節方式有關(guān)，同時(shí)也受制冷裝置制冷量影響，制冷系統熱負荷減少，冷庫控制系統將通過(guò)變頻器降低壓縮機轉速，從而降低制冷劑質(zhì)量流量，降低制冷劑冷凝溫度，升高蒸發(fā)溫度，從而降低總冷量。而且變頻電機轉速下降，壓縮機摩擦功減小，絕熱效率也隨之升高，對降低K值也有幫助。部分負荷狀態(tài)下，壓縮機電機轉速下降，KQ減少，能夠大幅度降低系統功耗。
壓縮機節能技術(shù)
1.壓縮機控制工藝參數優(yōu)化
1.1 吸入壓力調整。選擇合適的吸入壓力能夠有效降低壓縮機功耗。一般情況下，吸入壓力越低，能耗將越大，特別是壓縮機一段的吸入壓力。因此，可適當提高壓縮機的吸入壓力，在一段吸入中增加高效旋風(fēng)入口分離器，進(jìn)一步消除進(jìn)氣管網(wǎng)的阻力，在保證充足處理氣量的同時(shí)獲得更高的吸入壓力。
1.2 壓縮機段間壓降降低。壓縮機段間壓降同樣也是壓縮機功耗的重要原因。為了降低段間壓降，可用高效換熱器代替級間冷卻器，減少不必要的管路設備和彎頭，同時(shí)改善操作條件，降低冷卻器結垢程度。
2 壓縮機結構設計優(yōu)化
2.1 三元流葉輪。三元流葉輪是專(zhuān)為氣體流動(dòng)設計的葉輪結構形式，大型壓縮機一般采用這種結構形式?，F有葉輪也可以通過(guò)適當的改造使之具有三元流葉輪的特點(diǎn)，顯著(zhù)改善葉輪的性能。相關(guān)理論研究和試運行證明三元流葉輪的使用能夠提高葉輪運行效率z*高10%左右，對原有壓縮機葉輪的改造成本較低。但是，能夠明顯提高設備生產(chǎn)能力，改善經(jīng)濟效益，壓縮機的節能性能也將明顯提高。
2.2 葉輪拋光。葉輪的表面粗糙度和輪組損失之間有著(zhù)直接關(guān)系，可通過(guò)精鑄、精車(chē)和打磨拋光的方式提高葉輪表面的光潔度。葉輪拋光的方法有很多，包括噴砂、拋光輪、液體拋光、砂帶研拋等，一般根據葉輪實(shí)際結構形式和材質(zhì)選擇合適的拋光方案。對于表面積比較大的葉輪可進(jìn)行砂帶振動(dòng)研拋，而結構復雜、多凹穴、凸臺的葉輪可進(jìn)行液體拋光。
2.3 壓縮機回流量控制。為了避免壓縮機在工作中出現喘振問(wèn)題，壓縮機都設置有防喘振控制機構，正常工藝參數下，通過(guò)對機組運行參數的監測繪制狀態(tài)曲線(xiàn)，并根據喘振線(xiàn)計算喘振控制線(xiàn)，從而獲得喘振流量控制點(diǎn)，通過(guò)和入口流量的比對，控制壓縮機回流量，保證壓縮機能夠獲得充足的工作氣體?？筛脑靿嚎s機回流手動(dòng)控制為自動(dòng)控制，應用更加精確的防喘振控制系統，降低機組能耗。
2.4 管路布局的綜合優(yōu)化。為了進(jìn)一步降低管路內壓降，需要對管路布局進(jìn)行調整，提高線(xiàn)路布局的合理性，可使用壓損來(lái)評定管路布局方案是否合理。如果入口壓力和出口壓力之間壓差不超過(guò)5%，表示壓縮機系統管路布局規劃比較科學(xué)。在管路中，能夠造成壓損的設備結構件主要有干燥劑、冷卻器、控制閥、彎頭等。干燥劑、控制閥和冷卻器壓損可依據壓損標準計量，彎頭壓損近似于8～10倍等徑管長(cháng)壓損，通過(guò)對壓損設備總壓損的精確計算，降低管路總壓損。
除了優(yōu)化設計，壓縮機日常使用和維護保養工作對壓縮機節能效果也有著(zhù)很大影響。日常工作中，要采用科學(xué)的控制方式進(jìn)行壓縮機調整，配合預防性維護策略，降低壓縮機的故障率，維持壓縮機的正常性能，從而將壓縮機的節能優(yōu)勢充分發(fā)揮出來(lái)。
3.變頻調節技術(shù)
傳統壓縮機一般通過(guò)控制流量和壓力工藝來(lái)降低壓縮機能耗，達到節能的目的。一般通過(guò)閥門(mén)節流、旁通回流和排空等方式進(jìn)行控制，這些調節方式效果顯著(zhù)、操作簡(jiǎn)單，但是會(huì )增加管網(wǎng)損耗和能源浪費。而變頻調速技術(shù)應用變頻器控制壓縮機電機轉速，改變流量質(zhì)量，不存在閥門(mén)節流損失，從而提高了能源的利用效率。
變頻調速在壓縮機中的應用大幅度提高了壓縮機的節能性能，依據流量傳感器輸出信號來(lái)調節壓縮機轉速，使壓縮機能夠準確輸出現階段需要的回流量，實(shí)現高精度的流量調節，保證壓縮機能夠安全、高效率的運行，在節約能源的同時(shí)還強化了壓縮機的卸載能力，降低了運行噪音，設備磨損更緩慢，而功率因數則得到了明顯提高。
4.集中控制與熱回收
很多情況下壓縮機都不是單機工作模式，而是很多臺同時(shí)工作，因此在節能改造中，應用集中控制技術(shù)實(shí)現多臺壓縮機的集中控制，成為降低能耗節約能源的有效措施。壓縮機開(kāi)啟的臺數一般都是固定的，當用氣量下降到一定程度，就可以通過(guò)集中控制來(lái)降低壓縮機的工作時(shí)間或者轉速，用氣量繼續下降，性能好，功率大的壓縮機將停止工作，通過(guò)徹底停機來(lái)消除卸載狀態(tài)下的能耗，集中控制來(lái)集中調整壓縮機的工作狀態(tài)，從而擴大壓縮機的功率范圍，同時(shí)減少運行壓縮機數量，降低能耗。
熱回收技術(shù)的基本思路是，壓縮機高溫油通過(guò)熱能回收交換器，將熱量傳遞給冷卻水，冷卻水加熱之后進(jìn)入保溫水桶儲存起來(lái)，回收壓縮機工作熱量。熱回收技術(shù)解決了壓縮機自身的散熱問(wèn)題，省卻了壓縮機的冷卻風(fēng)機設備投入和能耗。在工作中監測壓縮機主機排氣口溫度，超過(guò)80℃熱回收裝置開(kāi)始工作，保證壓縮機不會(huì )過(guò)熱，而余熱被轉換為了熱水，可以用作供暖等其他用途。
結語(yǔ)
節能是工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中永恒的主題，壓縮機節能技術(shù)就是以降低壓縮機工作能耗為目的的節能技術(shù)，通過(guò)壓縮機結構設計優(yōu)化和運行參數調整，配合新節能技術(shù)的應用，能夠顯著(zhù)提高壓縮機的節能性能，降低壓縮機工作能耗。
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