【壓縮機網(wǎng)】電動(dòng)機應用現狀
電動(dòng)機廣泛應用于拖動(dòng)風(fēng)機、泵、鼓風(fēng)機、空氣壓縮機、制冷機和各種機床等機械傳動(dòng)裝置及其他各類(lèi)電氣設備，是量大面廣的終端耗能大戶(hù)。電機系統包括電動(dòng)機、被拖動(dòng)裝置、傳動(dòng)控制系統及管網(wǎng)負荷。
改革開(kāi)放以來(lái)，我國制造業(yè)有了長(cháng)足發(fā)展，近些年企業(yè)通過(guò)自主研發(fā)和消化吸收，電動(dòng)機、風(fēng)機、泵、壓縮機等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品性能、質(zhì)量有了顯著(zhù)提高，對推動(dòng)電機系統的節能工作起了很大的促進(jìn)作用。
提高電機系統的能效，就是在滿(mǎn)足工藝要求的前提下，消耗z*少的能源。其能效提高的潛力在于電力變壓器、電機、拖動(dòng)設備的自身效率及匹配達到z*優(yōu)。
電機系統節能潛力
電機系統節能是當今國際高度關(guān)注和重點(diǎn)研究的領(lǐng)域，也是我國 “十三五”期間實(shí)施節能減排既定國策的重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域。隨著(zhù)q*能源消耗的逐年快速增長(cháng)，節能降耗、減排，減少溫室氣體排放已成為q*共同關(guān)注的重大問(wèn)題，中小型電機系統節能潛力巨大，已經(jīng)成為世界各國政府和國際組織的共識。
我國中小型電機用電量約占總發(fā)電量的50%以上，其產(chǎn)量的增長(cháng)速度z*能反映國民經(jīng)濟的增長(cháng)速度，是國民經(jīng)濟中的重要產(chǎn)業(yè)。我國已經(jīng)成為世界上z*大的中小型電機生產(chǎn)、使用和出口大國。根據國際通用估算方法，電動(dòng)機裝機容量為發(fā)電機裝機容量的2.5~3.5倍，據此推算，今后較長(cháng)一段時(shí)期，電動(dòng)機產(chǎn)量還將會(huì )持續快速擴大。中小型電機產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)巨大，充分表明了中小型電機及系統在國民經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展中有著(zhù)不可替代的重要地位和作用。
但是長(cháng)期以來(lái)，我國電機壽命平均比國外低3%~5%，運行系統效率比國外低10%~20%。而在2013年中國電機保有量大約17億千瓦，總耗電量為3萬(wàn)億千瓦時(shí)，占全社會(huì )用電總量的64%、工業(yè)用電的75%。數據顯示，如果電機系統的效率提高5% ~8%，每年節約的電相當于兩到三個(gè)三峽大壩的發(fā)電量。中國節能協(xié)會(huì )常務(wù)副理事長(cháng)王秦平用一組數據客觀(guān)的闡述了電機的耗電情況，以及提高電機能耗的重大意義。
因此，基于目前的市場(chǎng)現狀估算，全國電動(dòng)機效能每提高一個(gè)百分點(diǎn)，每年可以節約260多億千瓦電。
由于發(fā)達國家政府和國際組織的大力推動(dòng)，國際領(lǐng)先企業(yè)已投入了大量人力、物力、財力，在節能型中小型電機及系統的研究開(kāi)發(fā)及產(chǎn)品的推廣應用方面取得了突破性進(jìn)展。但與眾多國家比較，我國的電機系統尚存在很大的節能潛力和技術(shù)升級空間，長(cháng)期以來(lái)我國在電機產(chǎn)品高效化、匹配的精細化、專(zhuān)用化方面、在專(zhuān)用高效電機產(chǎn)品的設計技術(shù)和研發(fā)手段、設施方面以及在電機控制等方面與發(fā)達國家有較大差距。主要表現在：
(1)電動(dòng)機及被拖動(dòng)設備效率低。電機產(chǎn)品效率比國外先進(jìn)水平低，雖然國產(chǎn)高效電機與國外先進(jìn)水平相當，但價(jià)格高、市場(chǎng)占有率低；風(fēng)機、泵、壓縮機產(chǎn)品效率比國外先進(jìn)水平低2%～4%。
(2)系統運行效率低。主要體現在系統匹配不合理，“大馬拉小車(chē)”現象嚴重，設備長(cháng)期低負荷運行；系統調節方式落后，大部分壓縮機、風(fēng)機、泵類(lèi)采用機械節流方式調節，效率比調速方式約低30%。
電機系統節能解決方案
由于考慮起動(dòng)、過(guò)載、系統安全等原因，高效的電動(dòng)機經(jīng)常在低效狀態(tài)下運行。在這些電機中，有相當一部分通過(guò)采用變頻器對其進(jìn)行調速控制，有可能使電動(dòng)機重新回到高效的運行狀態(tài)，這樣可節省大量的電能。
1、變頻調速原理
根據三相異步電動(dòng)機的原理，三相異步電動(dòng)機的軸轉速與供電電源的頻率之間有如下關(guān)系：
N=60F/P(1-S) （1）
N——電機轉速
F——電源頻率
S——轉差率
P——電機極對數
考慮到轉差率S一般<<1，所以當電機的極對數一定時(shí)，電機的轉速和電機供電電源的頻率成正比關(guān)系，因此可以通過(guò)調整供電電源的頻率來(lái)控制三相異步電動(dòng)機的軸轉速。
2、負載類(lèi)型
在實(shí)際的生產(chǎn)機械中，電動(dòng)機的負載種類(lèi)千差萬(wàn)別，但我們可以將這些負載種類(lèi)歸結到平方轉矩、恒轉矩、恒功率和粘滯性負載等幾類(lèi)特性。而平方轉矩和恒轉矩負載特性占了全部負載中的絕大多數，我們只討論這兩種負載。
3、平方轉矩負載
平方轉矩負載的特性為：電機的軸功率與電機轉速的3次方成正比關(guān)系，即
式中ne、Ne是額定轉速和額定軸功率
n、N是運行時(shí)的轉速和功率
4、恒轉矩負載
恒轉矩負載的特性為負載的轉矩不隨轉速變化而變化，電機的軸功率與電機的轉速成正比關(guān)系，即
N=kn (3)
式中
n——三相異步電機的轉速
N——三相異步電機運行在N轉速的軸功率
K——傳動(dòng)系數，當轉矩一定時(shí)，K為常數
5、變頻調速節能原理
由于負載轉矩一定，所以軸功率和負載轉速成正比關(guān)系。當負載轉速的變化不影響產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量時(shí)，應盡可能的降低電機轉速，達到節能的目的。
6、變頻調速節能技術(shù)適用范圍
許多行業(yè)如鋼鐵、有色、石油、石化、化工、紡織、機械、電力、建材、醫藥、煤炭、造紙、卷煙、酒店、自來(lái)水等行業(yè)都在許多設備中采用交流電機變頻調速技術(shù)，產(chǎn)生節電、提高產(chǎn)品質(zhì)量及增產(chǎn)的效果。
7、節能潛力
變頻器要節電是有一定條件的。在不影響使用的條件下，適當改變工況參數后，把不合理運行參數所消耗電能節省下來(lái)，就可做到從一般運行轉變成經(jīng)濟運行。要節能一定要降低頻率，頻率下降值越大，節電越多；不降低頻率，變頻器原則上是不能節電的。
與電動(dòng)機負載率有關(guān)。負載率在10％～90％時(shí)，節電率z*多約8％～10％，負載率低相應節電率高些。但無(wú)功節電率大約40％ ～50％，是不計電費的。
與原來(lái)的運行的工況參數值的合理程度有關(guān)。例如，與壓力、流量、轉速等可調節的量值大小有關(guān)，可調整量大，則節電率就高，否則相反。
與原來(lái)采用的調速方式有關(guān)。例如，原來(lái)用滑差電動(dòng)機調速，因調速效率低，尤其在中、低速時(shí)，效率只有50％以下，很不經(jīng)濟，改為變頻器調速后，把這部分電能節省下來(lái)了。目前輕工、紡織、造紙、印染、塑料、橡膠等行業(yè)中，大多還在使用滑差電動(dòng)機，故使用變頻器來(lái)實(shí)現節能，技術(shù)改造工作是當務(wù)之急的事。
與電動(dòng)機工作方式有關(guān)。例如，連續運轉、短時(shí)運轉、間歇運轉的節電量是不同的。
與電動(dòng)機開(kāi)動(dòng)時(shí)間長(cháng)短有關(guān)。例如，一天開(kāi)機24h，一年開(kāi)365天的節電量就大，反之則小。與電動(dòng)機本身功率大小有關(guān)。同樣節電率下，功率大的節電量值大，經(jīng)濟效益就大，哪怕節電率相對小功率電動(dòng)機低些，但實(shí)際收益較大。
與本單位生產(chǎn)工藝設備重要性有關(guān)。s*先要選產(chǎn)品電耗大的、產(chǎn)品成本高的、現用的調速方式是不夠經(jīng)濟合理的設備加以改造，改用變頻器后就能有立竿見(jiàn)影、事半功倍的效果。
在選用變頻器調速或節能時(shí)，應該遵守以上原則，作為決定方案的前提。當地電費價(jià)格高的，在同樣節電量時(shí)，經(jīng)濟收益就更大，這也是必然要考慮的事。
壓縮機電機節能現狀
壓縮機作為應用于多領(lǐng)域的產(chǎn)品之一，走上節能環(huán)保之路也是勢在必行。但在國內許多使用壓縮機的企業(yè)對壓縮機的節能概念并不是很重視，他們認為壓縮機性能穩定可靠就行，節能是次要的。
其實(shí)并非如此，壓縮機是用電大戶(hù)，空壓系統電能消耗占工業(yè)能耗的8~10%左右，是電動(dòng)系統四大耗能設備之一。全國空壓機耗電量約為2260億kW·h/a，其中有效能耗只占66%，其余34%的能量（約768.4億k·Wh/a）被白白浪費掉，空壓系統的節能亟待高效開(kāi)展。大量的數據表明，壓縮空氣系統的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）占據的比例高達78~92%。
例如一臺容積流量為2m3/min，壓力為8kg的風(fēng)冷空氣壓縮機，大約每小時(shí)耗電量為150度，一天運行20h計算，每天耗電量為3000度，一年以運行300天計算，每年耗電量為900000度，以工業(yè)用電1元/度計算，每年的電費就高達90萬(wàn)。整個(gè)壽命周期僅以5年計算，則一臺20m3/min壓縮機的電費成本將高達450萬(wàn)，加上5年的維修保養費就500多萬(wàn)，而購買(mǎi)成本在10-20萬(wàn)之間，購買(mǎi)成本占據的比例僅為2%-5%。根據GB19153-2009標準規定此型號的空氣壓縮機1、2、3級能效機組輸入比功率值分6.3、7.1、8.1，2級、3級能效占1級能效的比例約為113%、129%，3級能效占2級能效的比例約為114%。這說(shuō)明每提高一級能效將節約用電量超10%，提高二級將節約用電量近30%，從這些數據可以看出壓縮機節能意義非常重大。
節能案例
某化纖有限公司現有英格索蘭空壓機4臺，排氣壓力0.85MPa，其中3臺MM160-8.5，容積流量為26m3/min，壓縮電機額定功率160kW；1臺MM75-8.5，容積流量為12.1m3/min，壓縮電機額定功率75kW。
(1)系統狀況
該公司4臺空壓機大多數時(shí)間采用一大一小方式運行，總供氣量為38.1m3/min，其中75kW空壓機設定加卸載壓力為0.66MPa和0.76MPa，160kW空壓機設定加卸載壓力為0.68MPa和0.78MPa。實(shí)際工作中75kW 的MM75空壓機約只有60%的加載率，160kW的MM160空壓機基本一直處于加載狀態(tài)。
經(jīng)過(guò)測試，75kW空壓機卸載時(shí)z*小輸入功率30kW左右，加載時(shí)z*高輸入功率85kW，160kW的空壓機一直處于加載狀態(tài)，運行比較平穩，輸入功率一直保持為165kW左右。
工廠(chǎng)工藝要求空壓機運行壓力不低于0.6MPa，需求量大時(shí)兩臺160kW工作。
2)節能原理
該公司的空壓機耗電量占全廠(chǎng)總耗電量16%左右，空壓機系統年總用電量為180萬(wàn)kWh左右，因此對空壓機系統進(jìn)行節能改造意義十分重大。
由于生產(chǎn)工藝所需的壓縮空氣不斷變化和生產(chǎn)安排的調整，導致車(chē)間對壓縮空氣的需求量也在不斷變化，為了適應這種變化，空壓機系統一般采用加卸載的方式運行。壓縮空氣的需求量減少使空壓機排氣壓力達到卸載壓力時(shí)，空壓機開(kāi)始卸載?？諌簷C卸載時(shí)進(jìn)氣口關(guān)閉，電機空轉不產(chǎn)生壓縮空氣，但是其耗電功率基本占到額定功率的30%左右，甚至更多，從而導致空壓機系統在部分負荷時(shí)效率較低。
依據螺桿式空壓機的排氣量和轉速、耗電功率基本上成正比例的關(guān)系，通過(guò)采用變頻器對系統進(jìn)行恒壓控制，可根據系統的實(shí)際用氣需求調節壓縮機的轉速，使空壓機排氣量和實(shí)際需求量達到基本平衡，系統壓力波動(dòng)控制在較小的范圍內，從而節約空壓機采用傳統加卸載運行方式時(shí)不必要的能耗：降低傳統控制方式中加載時(shí)較高壓力導致的高電耗，避免卸載時(shí)空壓機電機空轉做無(wú)用功。
3)節能改造
根據該公司壓縮空氣系統的使用情況，配置某品牌VC-K型智能節電裝置，用于空壓機系統的控制。該智能節電裝置自動(dòng)采集現場(chǎng)儲氣罐的壓力，根據壓縮空氣的實(shí)際需求量，按循環(huán)啟動(dòng)的方式閉環(huán)控制4臺空壓機的運行，在滿(mǎn)足系統正常安全和穩定運行的前提下，大幅降低系統運行能耗。
當系統中一臺75kW（產(chǎn)氣量12.1m3 /min）空壓機以60%加載率運行，一臺160kW（產(chǎn)氣量26m3/min）空壓機無(wú)卸載運行時(shí)，系統實(shí)際每小時(shí)耗能約為236.5kWh，當75kW空壓機改用變頻恒壓運行時(shí)，系統每小時(shí)耗能為226kWh，每小時(shí)節能10.5kWh。
按空壓機每年運行8000小時(shí)計算，年節能量為8.4萬(wàn)kWh，每度電按0.8元計算，年可節約電費6.72萬(wàn)元。
小結
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，空氣壓縮機作為一種重要的動(dòng)力輸出，被廣泛應用于機械、冶煉、鋼鐵、建材、半導體、熱電、醫藥、化工、食品、紡織、醫藥等眾多工業(yè)領(lǐng)域。然而，空壓機屬于高能耗設備，在某些行業(yè)耗電占到了生產(chǎn)耗電的60%以上，故俗稱(chēng)“電老虎”。節能是一項長(cháng)期的戰略任務(wù)和基本國策，也是實(shí)施十三五規劃的緊迫任務(wù)。
【壓縮機網(wǎng)】電動(dòng)機應用現狀
電動(dòng)機廣泛應用于拖動(dòng)風(fēng)機、泵、鼓風(fēng)機、空氣壓縮機、制冷機和各種機床等機械傳動(dòng)裝置及其他各類(lèi)電氣設備，是量大面廣的終端耗能大戶(hù)。電機系統包括電動(dòng)機、被拖動(dòng)裝置、傳動(dòng)控制系統及管網(wǎng)負荷。
改革開(kāi)放以來(lái)，我國制造業(yè)有了長(cháng)足發(fā)展，近些年企業(yè)通過(guò)自主研發(fā)和消化吸收，電動(dòng)機、風(fēng)機、泵、壓縮機等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品性能、質(zhì)量有了顯著(zhù)提高，對推動(dòng)電機系統的節能工作起了很大的促進(jìn)作用。
提高電機系統的能效，就是在滿(mǎn)足工藝要求的前提下，消耗z*少的能源。其能效提高的潛力在于電力變壓器、電機、拖動(dòng)設備的自身效率及匹配達到z*優(yōu)。
電機系統節能潛力
電機系統節能是當今國際高度關(guān)注和重點(diǎn)研究的領(lǐng)域，也是我國 “十三五”期間實(shí)施節能減排既定國策的重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域。隨著(zhù)q*能源消耗的逐年快速增長(cháng)，節能降耗、減排，減少溫室氣體排放已成為q*共同關(guān)注的重大問(wèn)題，中小型電機系統節能潛力巨大，已經(jīng)成為世界各國政府和國際組織的共識。
我國中小型電機用電量約占總發(fā)電量的50%以上，其產(chǎn)量的增長(cháng)速度z*能反映國民經(jīng)濟的增長(cháng)速度，是國民經(jīng)濟中的重要產(chǎn)業(yè)。我國已經(jīng)成為世界上z*大的中小型電機生產(chǎn)、使用和出口大國。根據國際通用估算方法，電動(dòng)機裝機容量為發(fā)電機裝機容量的2.5~3.5倍，據此推算，今后較長(cháng)一段時(shí)期，電動(dòng)機產(chǎn)量還將會(huì )持續快速擴大。中小型電機產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)巨大，充分表明了中小型電機及系統在國民經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展中有著(zhù)不可替代的重要地位和作用。
但是長(cháng)期以來(lái)，我國電機壽命平均比國外低3%~5%，運行系統效率比國外低10%~20%。而在2013年中國電機保有量大約17億千瓦，總耗電量為3萬(wàn)億千瓦時(shí)，占全社會(huì )用電總量的64%、工業(yè)用電的75%。數據顯示，如果電機系統的效率提高5% ~8%，每年節約的電相當于兩到三個(gè)三峽大壩的發(fā)電量。中國節能協(xié)會(huì )常務(wù)副理事長(cháng)王秦平用一組數據客觀(guān)的闡述了電機的耗電情況，以及提高電機能耗的重大意義。
因此，基于目前的市場(chǎng)現狀估算，全國電動(dòng)機效能每提高一個(gè)百分點(diǎn)，每年可以節約260多億千瓦電。
由于發(fā)達國家政府和國際組織的大力推動(dòng)，國際領(lǐng)先企業(yè)已投入了大量人力、物力、財力，在節能型中小型電機及系統的研究開(kāi)發(fā)及產(chǎn)品的推廣應用方面取得了突破性進(jìn)展。但與眾多國家比較，我國的電機系統尚存在很大的節能潛力和技術(shù)升級空間，長(cháng)期以來(lái)我國在電機產(chǎn)品高效化、匹配的精細化、專(zhuān)用化方面、在專(zhuān)用高效電機產(chǎn)品的設計技術(shù)和研發(fā)手段、設施方面以及在電機控制等方面與發(fā)達國家有較大差距。主要表現在：
(1)電動(dòng)機及被拖動(dòng)設備效率低。電機產(chǎn)品效率比國外先進(jìn)水平低，雖然國產(chǎn)高效電機與國外先進(jìn)水平相當，但價(jià)格高、市場(chǎng)占有率低；風(fēng)機、泵、壓縮機產(chǎn)品效率比國外先進(jìn)水平低2%～4%。
(2)系統運行效率低。主要體現在系統匹配不合理，“大馬拉小車(chē)”現象嚴重，設備長(cháng)期低負荷運行；系統調節方式落后，大部分壓縮機、風(fēng)機、泵類(lèi)采用機械節流方式調節，效率比調速方式約低30%。
電機系統節能解決方案
由于考慮起動(dòng)、過(guò)載、系統安全等原因，高效的電動(dòng)機經(jīng)常在低效狀態(tài)下運行。在這些電機中，有相當一部分通過(guò)采用變頻器對其進(jìn)行調速控制，有可能使電動(dòng)機重新回到高效的運行狀態(tài)，這樣可節省大量的電能。
1、變頻調速原理
根據三相異步電動(dòng)機的原理，三相異步電動(dòng)機的軸轉速與供電電源的頻率之間有如下關(guān)系：
N=60F/P(1-S) （1）
N——電機轉速
F——電源頻率
S——轉差率
P——電機極對數
考慮到轉差率S一般<<1，所以當電機的極對數一定時(shí)，電機的轉速和電機供電電源的頻率成正比關(guān)系，因此可以通過(guò)調整供電電源的頻率來(lái)控制三相異步電動(dòng)機的軸轉速。
2、負載類(lèi)型
在實(shí)際的生產(chǎn)機械中，電動(dòng)機的負載種類(lèi)千差萬(wàn)別，但我們可以將這些負載種類(lèi)歸結到平方轉矩、恒轉矩、恒功率和粘滯性負載等幾類(lèi)特性。而平方轉矩和恒轉矩負載特性占了全部負載中的絕大多數，我們只討論這兩種負載。
3、平方轉矩負載
平方轉矩負載的特性為：電機的軸功率與電機轉速的3次方成正比關(guān)系，即
式中ne、Ne是額定轉速和額定軸功率
n、N是運行時(shí)的轉速和功率
4、恒轉矩負載
恒轉矩負載的特性為負載的轉矩不隨轉速變化而變化，電機的軸功率與電機的轉速成正比關(guān)系，即
N=kn (3)
式中
n——三相異步電機的轉速
N——三相異步電機運行在N轉速的軸功率
K——傳動(dòng)系數，當轉矩一定時(shí)，K為常數
5、變頻調速節能原理
由于負載轉矩一定，所以軸功率和負載轉速成正比關(guān)系。當負載轉速的變化不影響產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量時(shí)，應盡可能的降低電機轉速，達到節能的目的。
6、變頻調速節能技術(shù)適用范圍
許多行業(yè)如鋼鐵、有色、石油、石化、化工、紡織、機械、電力、建材、醫藥、煤炭、造紙、卷煙、酒店、自來(lái)水等行業(yè)都在許多設備中采用交流電機變頻調速技術(shù)，產(chǎn)生節電、提高產(chǎn)品質(zhì)量及增產(chǎn)的效果。
7、節能潛力
變頻器要節電是有一定條件的。在不影響使用的條件下，適當改變工況參數后，把不合理運行參數所消耗電能節省下來(lái)，就可做到從一般運行轉變成經(jīng)濟運行。要節能一定要降低頻率，頻率下降值越大，節電越多；不降低頻率，變頻器原則上是不能節電的。
與電動(dòng)機負載率有關(guān)。負載率在10％～90％時(shí)，節電率z*多約8％～10％，負載率低相應節電率高些。但無(wú)功節電率大約40％ ～50％，是不計電費的。
與原來(lái)的運行的工況參數值的合理程度有關(guān)。例如，與壓力、流量、轉速等可調節的量值大小有關(guān)，可調整量大，則節電率就高，否則相反。
與原來(lái)采用的調速方式有關(guān)。例如，原來(lái)用滑差電動(dòng)機調速，因調速效率低，尤其在中、低速時(shí)，效率只有50％以下，很不經(jīng)濟，改為變頻器調速后，把這部分電能節省下來(lái)了。目前輕工、紡織、造紙、印染、塑料、橡膠等行業(yè)中，大多還在使用滑差電動(dòng)機，故使用變頻器來(lái)實(shí)現節能，技術(shù)改造工作是當務(wù)之急的事。
與電動(dòng)機工作方式有關(guān)。例如，連續運轉、短時(shí)運轉、間歇運轉的節電量是不同的。
與電動(dòng)機開(kāi)動(dòng)時(shí)間長(cháng)短有關(guān)。例如，一天開(kāi)機24h，一年開(kāi)365天的節電量就大，反之則小。與電動(dòng)機本身功率大小有關(guān)。同樣節電率下，功率大的節電量值大，經(jīng)濟效益就大，哪怕節電率相對小功率電動(dòng)機低些，但實(shí)際收益較大。
與本單位生產(chǎn)工藝設備重要性有關(guān)。s*先要選產(chǎn)品電耗大的、產(chǎn)品成本高的、現用的調速方式是不夠經(jīng)濟合理的設備加以改造，改用變頻器后就能有立竿見(jiàn)影、事半功倍的效果。
在選用變頻器調速或節能時(shí)，應該遵守以上原則，作為決定方案的前提。當地電費價(jià)格高的，在同樣節電量時(shí)，經(jīng)濟收益就更大，這也是必然要考慮的事。
壓縮機電機節能現狀
壓縮機作為應用于多領(lǐng)域的產(chǎn)品之一，走上節能環(huán)保之路也是勢在必行。但在國內許多使用壓縮機的企業(yè)對壓縮機的節能概念并不是很重視，他們認為壓縮機性能穩定可靠就行，節能是次要的。
其實(shí)并非如此，壓縮機是用電大戶(hù)，空壓系統電能消耗占工業(yè)能耗的8~10%左右，是電動(dòng)系統四大耗能設備之一。全國空壓機耗電量約為2260億kW·h/a，其中有效能耗只占66%，其余34%的能量（約768.4億k·Wh/a）被白白浪費掉，空壓系統的節能亟待高效開(kāi)展。大量的數據表明，壓縮空氣系統的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）占據的比例高達78~92%。
例如一臺容積流量為2m3/min，壓力為8kg的風(fēng)冷空氣壓縮機，大約每小時(shí)耗電量為150度，一天運行20h計算，每天耗電量為3000度，一年以運行300天計算，每年耗電量為900000度，以工業(yè)用電1元/度計算，每年的電費就高達90萬(wàn)。整個(gè)壽命周期僅以5年計算，則一臺20m3/min壓縮機的電費成本將高達450萬(wàn)，加上5年的維修保養費就500多萬(wàn)，而購買(mǎi)成本在10-20萬(wàn)之間，購買(mǎi)成本占據的比例僅為2%-5%。根據GB19153-2009標準規定此型號的空氣壓縮機1、2、3級能效機組輸入比功率值分6.3、7.1、8.1，2級、3級能效占1級能效的比例約為113%、129%，3級能效占2級能效的比例約為114%。這說(shuō)明每提高一級能效將節約用電量超10%，提高二級將節約用電量近30%，從這些數據可以看出壓縮機節能意義非常重大。
節能案例
某化纖有限公司現有英格索蘭空壓機4臺，排氣壓力0.85MPa，其中3臺MM160-8.5，容積流量為26m3/min，壓縮電機額定功率160kW；1臺MM75-8.5，容積流量為12.1m3/min，壓縮電機額定功率75kW。
(1)系統狀況
該公司4臺空壓機大多數時(shí)間采用一大一小方式運行，總供氣量為38.1m3/min，其中75kW空壓機設定加卸載壓力為0.66MPa和0.76MPa，160kW空壓機設定加卸載壓力為0.68MPa和0.78MPa。實(shí)際工作中75kW 的MM75空壓機約只有60%的加載率，160kW的MM160空壓機基本一直處于加載狀態(tài)。
經(jīng)過(guò)測試，75kW空壓機卸載時(shí)z*小輸入功率30kW左右，加載時(shí)z*高輸入功率85kW，160kW的空壓機一直處于加載狀態(tài)，運行比較平穩，輸入功率一直保持為165kW左右。
工廠(chǎng)工藝要求空壓機運行壓力不低于0.6MPa，需求量大時(shí)兩臺160kW工作。
2)節能原理
該公司的空壓機耗電量占全廠(chǎng)總耗電量16%左右，空壓機系統年總用電量為180萬(wàn)kWh左右，因此對空壓機系統進(jìn)行節能改造意義十分重大。
由于生產(chǎn)工藝所需的壓縮空氣不斷變化和生產(chǎn)安排的調整，導致車(chē)間對壓縮空氣的需求量也在不斷變化，為了適應這種變化，空壓機系統一般采用加卸載的方式運行。壓縮空氣的需求量減少使空壓機排氣壓力達到卸載壓力時(shí)，空壓機開(kāi)始卸載?？諌簷C卸載時(shí)進(jìn)氣口關(guān)閉，電機空轉不產(chǎn)生壓縮空氣，但是其耗電功率基本占到額定功率的30%左右，甚至更多，從而導致空壓機系統在部分負荷時(shí)效率較低。
依據螺桿式空壓機的排氣量和轉速、耗電功率基本上成正比例的關(guān)系，通過(guò)采用變頻器對系統進(jìn)行恒壓控制，可根據系統的實(shí)際用氣需求調節壓縮機的轉速，使空壓機排氣量和實(shí)際需求量達到基本平衡，系統壓力波動(dòng)控制在較小的范圍內，從而節約空壓機采用傳統加卸載運行方式時(shí)不必要的能耗：降低傳統控制方式中加載時(shí)較高壓力導致的高電耗，避免卸載時(shí)空壓機電機空轉做無(wú)用功。
3)節能改造
根據該公司壓縮空氣系統的使用情況，配置某品牌VC-K型智能節電裝置，用于空壓機系統的控制。該智能節電裝置自動(dòng)采集現場(chǎng)儲氣罐的壓力，根據壓縮空氣的實(shí)際需求量，按循環(huán)啟動(dòng)的方式閉環(huán)控制4臺空壓機的運行，在滿(mǎn)足系統正常安全和穩定運行的前提下，大幅降低系統運行能耗。
當系統中一臺75kW（產(chǎn)氣量12.1m3 /min）空壓機以60%加載率運行，一臺160kW（產(chǎn)氣量26m3/min）空壓機無(wú)卸載運行時(shí)，系統實(shí)際每小時(shí)耗能約為236.5kWh，當75kW空壓機改用變頻恒壓運行時(shí)，系統每小時(shí)耗能為226kWh，每小時(shí)節能10.5kWh。
按空壓機每年運行8000小時(shí)計算，年節能量為8.4萬(wàn)kWh，每度電按0.8元計算，年可節約電費6.72萬(wàn)元。
小結
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，空氣壓縮機作為一種重要的動(dòng)力輸出，被廣泛應用于機械、冶煉、鋼鐵、建材、半導體、熱電、醫藥、化工、食品、紡織、醫藥等眾多工業(yè)領(lǐng)域。然而，空壓機屬于高能耗設備，在某些行業(yè)耗電占到了生產(chǎn)耗電的60%以上，故俗稱(chēng)“電老虎”。節能是一項長(cháng)期的戰略任務(wù)和基本國策，也是實(shí)施十三五規劃的緊迫任務(wù)。
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