摘要：空壓機作為工業(yè)生產(chǎn)中常用的設備，運行效率往往較低，隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，節能技術(shù)開(kāi)始在空壓機中得到應用，并取得了較好的節能效果。本文主要針對空壓機的節能技術(shù)及其應用進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析與闡述。 

 

　　【壓縮機網(wǎng)】引言
二十一世紀以來(lái)，隨著(zhù)我國經(jīng)濟社會(huì )的迅速發(fā)展，在推動(dòng)人類(lèi)社會(huì )進(jìn)步的同時(shí)，卻也帶來(lái)了嚴重的資源浪費和環(huán)境污染問(wèn)題。近年來(lái)隨著(zhù)節能減排的不斷深化，節能技術(shù)開(kāi)始得到人們的重視，并在生產(chǎn)生活的諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應用?？諌簷C作為煤炭、鋼鐵等行業(yè)工業(yè)生產(chǎn)中的重要設備，其能耗較高且運行效率較低，已經(jīng)成為生產(chǎn)過(guò)程中能源損耗的重要環(huán)節。本文主要針對空壓機的節能技術(shù)進(jìn)行了分析與闡述，通過(guò)節能技術(shù)的應用，不僅能夠減少空壓機的能耗，還能提高其使用壽命，降低生產(chǎn)成本。

 

　　空壓機運行存在的問(wèn)題
空壓機是一種利用電動(dòng)機在壓縮腔內對氣體進(jìn)行壓縮，使之具有一定壓力的設備，一般在工業(yè)生產(chǎn)中主要為其它氣動(dòng)設備提供動(dòng)力來(lái)源，在煤炭、紡織、鋼鐵、化工等諸多領(lǐng)域都有著(zhù)廣泛的應用?？諌簷C主要由電動(dòng)機、傳動(dòng)裝置以及控制系統等幾大部分組成，其耗電量較為嚴重。據統計，我國大型工業(yè)設備的用電量占整個(gè)社會(huì )用電量的60%以上，而大型工業(yè)設備用電量中空壓機用電量約占15%左右，其能耗在我國社會(huì )用電量中占據著(zhù)重要的地位。另外有調查顯示，空氣機在5年的運行成本中，設備成本僅占總成本的12%左右，運行成本則占80%左右，可見(jiàn)降低空壓機能耗對降低空壓機運行成本有著(zhù)重要的意義?？諌簷C節能市場(chǎng)近年來(lái)始終保持較快的增長(cháng)勢頭，發(fā)展潛力十分巨大。

　　經(jīng)過(guò)長(cháng)期生產(chǎn)實(shí)踐的不斷完善，空壓機在機械原理等方面已經(jīng)十分成熟，但隨著(zhù)人們對節能減排重視程度的不斷提高，空壓機在節能方面仍存在諸多問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)在工業(yè)生產(chǎn)中，生產(chǎn)過(guò)程中的用氣量與用氣壓力等指標通常是不斷變化的，這就要求空壓機的運行狀態(tài)不斷隨負荷要求發(fā)生變化?？諌簷C的控制技術(shù)已經(jīng)成為影響空壓機效率和性能的重要因素，同時(shí)也是保證空壓機安全穩定運行的重要保證，傳統的控制方式包括以下兩種。
1. 電氣聯(lián)鎖控制技術(shù)

　　電氣連鎖控制就是通過(guò)對空壓機管網(wǎng)壓力的監控而實(shí)現的控制技術(shù)。當空壓機產(chǎn)生的氣量氣壓超過(guò)負荷需求時(shí)，管網(wǎng)的壓力將上升，當壓力值超過(guò)某一設定閾值時(shí)聯(lián)鎖信號控制空壓機停機，從而降低管網(wǎng)的壓力，當管網(wǎng)的壓力下降到小于某一設定閾值時(shí)聯(lián)鎖信號將控制空壓機再次開(kāi)機。這種電氣聯(lián)鎖的控制方式在負荷頻繁變化且儲氣罐容量較小時(shí)，將導致空壓機頻繁的開(kāi)停機，開(kāi)停機時(shí)產(chǎn)生的沖擊不僅對電力系統的穩定性造成了較大的影響，造成了較大的功率損耗，還對空壓機造成了較大的損害，大大縮短了空壓機的使用壽命。

　　2. 自動(dòng)加卸載控制技術(shù)

　　自動(dòng)加卸載控制是一種通過(guò)空壓機電動(dòng)機的加卸載而實(shí)現的控制方式。當管網(wǎng)壓力超過(guò)某一設定的閾值時(shí)，控制調節空壓機的進(jìn)口導葉，通過(guò)導葉的減小實(shí)現空壓機輸出氣量氣壓的減??；當導葉減小到最小狀態(tài)且管網(wǎng)壓力達到卸載壓力閾值時(shí)，控制空壓機電動(dòng)機卸載，與壓縮機脫離，此時(shí)電動(dòng)機保持空載狀態(tài)，空壓機不再產(chǎn)生壓縮空氣，管網(wǎng)壓力得以減小。當管網(wǎng)壓力逐步降到加載壓力閾值時(shí)，控制空壓機電動(dòng)機加載，與壓縮機自動(dòng)對接，并逐步打開(kāi)導葉，滿(mǎn)足符合的用氣需求。與電氣聯(lián)鎖控制方式相比，自動(dòng)加卸載控制作為一種有級的控制方式，控制更加靈活，但電動(dòng)機始終保持運轉狀態(tài)，一方面不利于電動(dòng)機的使用壽命，另一方面造成了空載功耗的浪費。

 

　　空壓機節能技術(shù)及其應用
　　1. 變頻控制技術(shù)

　　當前變頻調速技術(shù)已經(jīng)在空壓機中得到了較為廣泛的應用，并發(fā)揮了重要的節能效果。傳統的空壓機調速都是采用加載和卸載的瞬時(shí)方式實(shí)現，過(guò)電流較大，造成的電壓波動(dòng)與氣壓波動(dòng)不僅造成了較大的能耗，還造成了設備較為嚴重的磨損，縮短了設備的使用壽命。變頻調速技術(shù)就是利用變頻器，根據電磁感應原理，通過(guò)改變電流的頻率實(shí)現對空壓機中電動(dòng)機轉速的控制與調節，其改變了傳統的調速方式，具有更強的靈活性，能夠在較短時(shí)間內實(shí)現空壓機轉速的多次調節，且調速過(guò)程更加平穩，從而大大減少了空壓機轉速調節過(guò)程中不必要的能量損耗，提高了空壓機的運行效率。與傳統的調速方式相比，變頻調速技術(shù)更加適應空壓機輕載運行條件，調速過(guò)程中電動(dòng)機的電能損耗也大大降低。
　2. 基于負荷預測的控制技術(shù)

　　負荷變化是導致空壓機運行狀態(tài)的改變的重要原因，由于控制裝置對空壓機的控制調節具有明顯的滯后性，導致空壓機的調節通常較為急促，一方面造成了較大的功耗損失，另一方面對空壓機也造成了較大的損耗。通常在工業(yè)生產(chǎn)中，負荷的變化具有一定的規律，因此通過(guò)對負荷變化的預測，提前對空壓機進(jìn)行控制調節，通過(guò)緩變滿(mǎn)足下一時(shí)刻的符合需求，一方面減少了空壓機的驟停晝起，避免了對空壓機的損耗，另一方面大大減少了空壓機調整過(guò)程中不必要的功率損耗，提高了空壓機的效率。

　　負荷預測的準確性直接決定了控制的精確性。為了實(shí)現準確的負荷預測，一方面控制算法中設置有反饋校正以及滾動(dòng)優(yōu)化環(huán)節，利用負荷的變化實(shí)時(shí)對預測模型進(jìn)行更新和校正，實(shí)現精準的短期預測；另一方面對負荷變化的大數據進(jìn)行分析與挖掘，分析負荷變化的長(cháng)期性規律，進(jìn)一步提高預測精度。

　　3. 空壓機群優(yōu)化控制技術(shù)

　　當單臺空壓機難以滿(mǎn)足用戶(hù)的需求時(shí)，需要利用空壓機群來(lái)滿(mǎn)足用戶(hù)的更高需求。單臺空壓機的控制調節方式較為單調，只能通過(guò)空壓機中電動(dòng)機的啟停、轉速調整以及導葉開(kāi)閉等操作實(shí)現，難以滿(mǎn)足不同的負荷變化，而應用空壓機群后，控制方式得到了較大的豐富。通過(guò)對多臺空壓機的組合控制，更能夠適應負荷多樣的變化情況，同時(shí)通過(guò)負荷的合理分配，能夠使每臺空壓機都運行在最佳的負荷狀態(tài)，從而有效延長(cháng)空壓機的使用壽命，降低空壓機的維護成本。

　　空壓機群優(yōu)化控制技術(shù)需要對系統中不同區域進(jìn)行監控，及時(shí)獲取各區域空壓機運行狀況、各存儲罐存儲狀況以及各管道的壓力狀況，并根據參數變化情況，利用遺傳算法、蟻群算法等實(shí)現對空壓機群的優(yōu)化控制。

　　4. 無(wú)功補償技術(shù)

　　通常來(lái)說(shuō)，空壓機中使用的電動(dòng)機多為異步電動(dòng)機，其能夠隨負荷的變化改變自身輸出的功率，具有較強的適應能力。異步電動(dòng)機在運行時(shí)會(huì )產(chǎn)生一定的無(wú)功損耗，當負荷發(fā)生突變時(shí)，無(wú)功損耗的突變將造成嚴重的能量損耗，因此利用無(wú)功補償技術(shù)，采用電容器等無(wú)功補償設備對空壓機的無(wú)功損耗進(jìn)行補償十分有效。當異步電動(dòng)機產(chǎn)生或吸收無(wú)功功率時(shí)，電容器可以起到吸收或釋放無(wú)功的作用，從而大大降低空壓機的電能損耗。

 

　　結束語(yǔ)

　　空壓機作為工業(yè)生產(chǎn)中的重要設備，在諸多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域得到了廣泛的應用，利用節能技術(shù)降低空壓機的能耗水平，對提高資源的利用率，促進(jìn)我國經(jīng)濟的可持續發(fā)展都具有重要意義。相信隨著(zhù)相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，空壓機節能技術(shù)必將得到更加廣泛的應用，發(fā)揮更加顯著(zhù)的作用。

 

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