【壓縮機網(wǎng)】壓縮空氣具有清潔、安全、使用方便等特點(diǎn)，在紡織行業(yè)中已成為僅次于電力的第二大動(dòng)力源。壓縮空氣生產(chǎn)是一個(gè)高能耗過(guò)程，通常占到紡織企業(yè)總能耗的25%～35%，所以壓縮空氣生產(chǎn)成本直接影響企業(yè)的市場(chǎng)競爭力。紡織企業(yè)空壓系統5年的運行成本構成中，初期設備投資和維護保養費用占到23%，而電費高達77%，因此充分挖掘壓縮空氣生產(chǎn)和使用過(guò)程中的節能潛力意義重大。本文結合紡織領(lǐng)域壓縮空氣的生產(chǎn)、輸送和使用過(guò)程，通過(guò)分析某紡織企業(yè)空壓系統應用的不同節能技術(shù)及其節能效果，討論了空壓系統優(yōu)化改造的必要性、節能性和經(jīng)濟性。
1、紡織廠(chǎng)空壓系統常用的節能技術(shù)
一個(gè)典型的空壓系統由壓縮空氣的生產(chǎn)、輸送和使用三部分構成，因此系統節能改造應從以上三個(gè)方面著(zhù)手進(jìn)行，以達到節能、節支的目的。
1.1壓縮空氣生產(chǎn)的節能技術(shù)
空壓機是空壓系統z*重要也是耗能z*大的部分。壓縮空氣生產(chǎn)過(guò)程中節能與否決定了整個(gè)系統的主要節能效果。空壓機生產(chǎn)壓縮空氣的過(guò)程需要對空氣做功，該過(guò)程使空氣壓力升高的同時(shí)還會(huì )產(chǎn)生大量壓縮熱，使壓縮后的空氣溫度升高。但這些熱量對空壓機是有害的，如果不及時(shí)排出會(huì )造成空壓機耗電增加，嚴重時(shí)還會(huì )影響空壓機使用壽命。因此，壓縮空氣生產(chǎn)過(guò)程節能技術(shù)的應用除了可以降低機組能耗外，還可以設法利用壓縮熱，提高系統能源利用率。壓縮空氣生產(chǎn)過(guò)程常用的節能技術(shù)包括：提高空壓機自身效率、運用變頻調速技術(shù)、空壓機中央控制技術(shù)、余熱回收技術(shù)、分壓力供氣和壓力流量控制技術(shù)等。
1.2壓縮空氣輸送和使用中的節能技術(shù)
壓縮空氣通過(guò)管網(wǎng)輸送至各用氣點(diǎn)，其輸送和使用過(guò)程在系統中必不可少，該過(guò)程中的節能性對系統能耗的影響不容忽視。大部分空壓系統都存在輸送過(guò)程壓降大和壓縮空氣泄露等問(wèn)題，因此降低管網(wǎng)壓降、控制壓縮空氣泄漏就顯得更加必要。壓縮空氣輸送和使用過(guò)程的優(yōu)化主要從優(yōu)化管網(wǎng)配置和減少壓縮空氣泄露兩個(gè)方面進(jìn)行。對于以上節能方法，每個(gè)企業(yè)都應從自身的實(shí)際情況出發(fā)做具體分析，盲目照搬照用非但不能降低系統能耗，還會(huì )造成壓縮空氣節流，增加企業(yè)運行成本。因此，實(shí)地考察、深入了解系統壓縮空氣使用與機組運行情況，合理正確應用節能技術(shù)顯得非常重要。
2、某紡織企業(yè)空壓系統簡(jiǎn)介
某紡織廠(chǎng)空壓系統有空壓機10臺，其中有離心機式空壓機3臺，總功率為4290kW；無(wú)油螺桿式空壓機5臺，總功率為2690kW；剩余2臺為變頻無(wú)油螺桿式空壓機，總功率為1015kW?；诠に囈?，該企業(yè)空壓系統設有絕對壓力為0.85MPa管網(wǎng)1套（由2臺無(wú)油螺桿式空壓機供氣），0.75MPa管網(wǎng)2套（由剩余8臺全部用于該管網(wǎng)供氣），高壓管網(wǎng)設有壓縮空氣儲氣罐1個(gè)，儲氣量為34.4m3/s （0.57m3/s），2套低壓管網(wǎng)布置完全相同，共設有壓縮空氣儲氣罐2個(gè)，儲氣量為880.1m3/s（14.7m3/s）。該空壓系統為新建系統，目前已經(jīng)使用了提高空壓機自身效率、變頻調速技術(shù)、中央控制技術(shù)、余熱回收技術(shù)和分壓力供氣等節能技術(shù)措施。
3、某紡織企業(yè)空壓系統應用的節能技術(shù)措施分析
3.1提高空壓機工作效率
提高空壓機工作效率是保證空壓系統節能運行的基礎，可通過(guò)對現有空壓機組進(jìn)行定期維護、保養和使用高效機組替代原有機組方式實(shí)現，前者適用于任何機組而后者僅適用于企業(yè)現有機組需要更換的情況。判斷空壓機是否高效運行是通過(guò)對空壓機在一定壓力下全效率是否降低為依據來(lái)判斷。
目前，該紡織企業(yè)無(wú)空壓機組需要更換，因此只需針對空壓機主機、潤滑系統、冷卻系統、電氣裝置建立全面的檢查維護方案并進(jìn)行周期性檢查、保養，以提高機組效率、降低系統運行能耗與成本。對該企業(yè)定期維護保養前后的一套低壓機組系統的運行情況進(jìn)行測試，測試結果對比如表1。
通過(guò)分析，該低壓機組全效率由原來(lái)69.48% 增加至74.67%，提高了5.19個(gè)百分點(diǎn)。當全部機組滿(mǎn)負荷運行時(shí)，額定功率為7995kW，在生產(chǎn)相同壓力、流量的壓縮空氣時(shí)，機組功率降低415.7kW。該紡織企業(yè)采用全天不間斷、全年350天的運行方式，每年可省電349.2萬(wàn)kW·h。
3.2變頻調速技術(shù)
空壓機為恒轉矩，其功率與轉速可近似看成線(xiàn)性關(guān)系。目前，變頻調速技術(shù)主要針對螺桿式空壓機，采用變頻調速技術(shù)的螺桿式空壓機在加載時(shí)，變頻器控制空壓機的電機使其低速啟動(dòng)；正常工作時(shí)，變頻器依據系統壓力，計算電機所需頻率調節轉速，達到所需壓力。該技術(shù)解決了空壓系統負荷降低時(shí)，空壓機仍滿(mǎn)負荷運行造成的能源浪費問(wèn)題。應用該技術(shù)時(shí)應該根據空壓系統用氣負荷波動(dòng)范圍來(lái)確定如何對無(wú)油螺桿式空壓機組安裝變頻器。該紡織企業(yè)有2臺額定功率分別為700kW和315kW的變頻無(wú)油螺桿式空壓機。本文對額定功率功率700kW、速度1700r/min的變頻無(wú)油螺桿式空壓機工作3050h運行情況進(jìn)行測試，結果見(jiàn)表2。
通過(guò)分析，該無(wú)油螺桿式空壓機負載率(電機實(shí)際速度與額定速度的比值)為60%～80%的運行時(shí)間z*長(cháng)，占總運行時(shí)間的45%。采用變頻技術(shù)后空壓機實(shí)際功率的加權平均值降低194.6kW，占額定功率的27.8%。該技術(shù)的應用使機組每年省電163.5萬(wàn)kW·h。
3.3空壓機中央控制技術(shù)
空壓機中央控制技術(shù)適用于多臺空壓機聯(lián)合運行的空壓系統，該技術(shù)根據系統壓力和流量變化分析控制不同空壓機啟閉與加卸載。該技術(shù)使系統在保證用戶(hù)正常用氣的同時(shí)，降低了系統壓力波動(dòng)，提高了機組運行效率。該紡織企業(yè)空壓系統使用AtlasCopco公司研發(fā)的ESC8000中央控制技術(shù)，對應用中央控制技術(shù)后的一套系統進(jìn)行測試，測試結果見(jiàn)表3。
在測試時(shí)間段內，應用中央控制技術(shù)后的空壓系統z*大壓差為0.044MPa，為儲氣罐平均壓力的6.1%，波動(dòng)較??；空壓機組全效率z*高為77.3%，且平均為74.7%，處于較高水平。應用空壓機中央控制技術(shù)后，系統壓縮空氣壓力波動(dòng)小，質(zhì)量提高，節能效益明顯。
3.4余熱回收技術(shù)
空壓機生產(chǎn)出的高溫壓縮空氣，無(wú)論采用風(fēng)冷還是水冷方式將熱量直接排至大氣，都會(huì )造成能源的大量浪費。余熱回收技術(shù)目前主要應用于螺桿式空壓機，可利用換熱設備將熱量回收再利用，以達到節能、節支的目的。該紡織企業(yè)5臺無(wú)油螺桿式空壓機安裝余熱回收裝置，并用回收的熱量生產(chǎn)熱水。該企業(yè)中間冷卻器與后冷卻器的冷卻水系統串聯(lián)連接，高溫空氣與冷卻水換熱采用逆流換熱。
自由空氣進(jìn)入空壓機氣缸被壓縮，變成高溫空氣進(jìn)入中間冷卻器、后冷卻器被冷卻，成為低溫空氣。本文對1臺額定功率為630kW的無(wú)油螺桿式空壓機和冷卻器運行參數進(jìn)行測試與計算，計算時(shí)假定中間冷卻器與后冷卻器的進(jìn)出口冷卻水溫度相等，結果如下：冷卻進(jìn)出水量1.51kg/s，進(jìn)口/出口水溫24.2℃/63.6℃，中間冷卻器進(jìn)口/出口空氣溫度165.2℃/49.7℃，后冷卻器進(jìn)口/出口空氣溫度171.4℃/40.1℃。冷卻水的熱量可依據下式計算：
式中：Cp為水的定壓比熱容，取4.183 [kJ/(kg·k)]；m為水的質(zhì)量流量(kg/s)；t′w、t″w分別為換熱器冷卻水的進(jìn)出口溫度(℃)。
該冷卻器冷卻水的熱量Q為248.9kW，螺桿式空壓機額定功率為630kW，取其輸入功率系數為0.9，則該空壓機的輸入功率P為567kW，余熱回收可利用率η=Q/P×100%=245.9/697×100% =43.9%。該紡織企業(yè)無(wú)油螺桿式空壓機組輸入功率為2421kW，假設機組余熱回收可利用率均為43.9%，機組回收實(shí)際熱量為956.5kW。按照該市非居民用熱價(jià)格0.21元/kW·h計，該企業(yè)用熱成本降低200.9元/h，每年可減少運行成本168.8萬(wàn)元。
3.5分壓力供氣
分壓力供氣是針對一個(gè)企業(yè)有兩種或更多壓力需求，機組需滿(mǎn)足高壓要求生產(chǎn)壓縮空氣，這樣會(huì )造成低壓用戶(hù)能源浪費，且低壓用戶(hù)用氣量越大，浪費越明顯。對該紡織企業(yè)不同壓力的用氣負荷進(jìn)行測試，結果如下：產(chǎn)氣壓力0.75MPa，耗氣量14.67m3/s；產(chǎn)氣壓力0.85MPa，耗氣量0.57m3/s。
通過(guò)測試發(fā)現，該企業(yè)壓縮空氣低壓用氣量遠大于高壓用氣量，若該企業(yè)未分成高、低壓供氣，生產(chǎn)壓縮空氣壓力為0.85MPa、流量為15.24m3/s時(shí)，空壓機組功率為4366.1kW。分壓力供氣后，高、低壓機組功率分別為163.3kW、3957.0kW，總功率為4120.3kW，降低245.8kW，年節電量為206.5萬(wàn)kW·h。
3.6優(yōu)化管網(wǎng)配置
管網(wǎng)優(yōu)化配置適用于任何空壓系統。壓縮空氣管網(wǎng)是系統中必不可少的組成部分。設計合理的管網(wǎng)，其壓降一般控制在供氣壓力的5%～8%。該企業(yè)有低壓系統和高壓系統，對兩種系統儲氣罐與用氣點(diǎn)壓力進(jìn)行測試，見(jiàn)表4。
通過(guò)測試，該企業(yè)高、低壓系統壓降分別占到各自供氣壓力的15.0%和10.6%，因此該企業(yè)空壓系統管網(wǎng)配置不合理。經(jīng)過(guò)調研發(fā)現，壓縮空氣壓降過(guò)大原因是管徑過(guò)小、流速過(guò)大。依據高、低壓管內流量分別為34.4m3/min、440.1m3/min和壓縮空氣管內推薦流速廠(chǎng)區5m/s～12m/s、車(chē)間5m/s～15m/s對管徑進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化后的高、低壓管網(wǎng)壓降分別為0.052MPa和0.056MPa，在保證用氣點(diǎn)壓力不變的前提下，機組產(chǎn)氣壓力可以分別降低至0.8MPa和0.7MPa，功率分別為118.5kW、1979.5kW，兩套系統機組總功率降低72.4kW。該企業(yè)有兩套低壓系統且布置完全相同，優(yōu)化前后壓降相同，因此系統機組總功率減少144.8kW，年耗電量將減少121.6萬(wàn)kW·h。
3.7其他節能技術(shù)
通過(guò)分析發(fā)現，在該企業(yè)采用壓力流量控制技術(shù)并不適用。壓力流量控制技術(shù)是依靠壓力流量控制器消除間歇運行的大用氣量設備引起系統壓力的波動(dòng)。該企業(yè)無(wú)間歇性用氣設備，若盲目地加裝壓力流量控制器，會(huì )造成壓縮空氣節流和阻力增大，所以并不適用。目前，大部分企業(yè)都存在壓縮空氣泄漏的問(wèn)題，泄漏率為20%～30%，有的企業(yè)甚至更高。徹底消除泄漏很難做到，企業(yè)應積極采取措施將泄漏率控制在合理范圍（系統使用少于1年，泄漏率不超過(guò)7%；系統使用2年～5年，不超過(guò)10%；系統超過(guò)10年，小于12%）。對該紡織企業(yè)空壓系統采用抽樣測試的方法對泄漏量進(jìn)行測試，該企業(yè)壓縮空氣平均泄漏量為66.1m3/min，該系統屬于新建系統，投入使用3年，泄漏率為7.5%未超過(guò)10%，該泄漏率在許可范圍內。因此該企業(yè)目前無(wú)需對系統進(jìn)行堵漏。
4、結論
(1)空壓系統在紡織企業(yè)是耗能大戶(hù)，企業(yè)應結合實(shí)際情況，合理正確地使用節能技術(shù)，降低系統能耗與運行成本，可提高自身市場(chǎng)競爭力。
(2)該紡織廠(chǎng)空壓系統在提高空壓機自身效率、應用變頻調速技術(shù)、分壓力供氣和優(yōu)化管網(wǎng)配置后，每年可分別為企業(yè)省電349.2萬(wàn)kW·h、163.5萬(wàn)kW·h、206.5萬(wàn)kW·h、121.6萬(wàn)kW·h，且應用余熱回收技術(shù)后每年可降低用熱成本168.8萬(wàn)元，同時(shí)綜合應用節能技術(shù)后的系統壓力波動(dòng)減小、機組效率提高明顯。
(3)在對空壓系統進(jìn)行堵漏前，應對系統泄漏量進(jìn)行測試評估，并積極采取措施進(jìn)行檢漏堵漏，將泄漏率控制在合理范圍內；對于無(wú)間歇性用氣設備或間歇性用氣設備用氣量不大的系統，應盡量避免使用壓力流量控制技術(shù)。
【壓縮機網(wǎng)】壓縮空氣具有清潔、安全、使用方便等特點(diǎn)，在紡織行業(yè)中已成為僅次于電力的第二大動(dòng)力源。壓縮空氣生產(chǎn)是一個(gè)高能耗過(guò)程，通常占到紡織企業(yè)總能耗的25%～35%，所以壓縮空氣生產(chǎn)成本直接影響企業(yè)的市場(chǎng)競爭力。紡織企業(yè)空壓系統5年的運行成本構成中，初期設備投資和維護保養費用占到23%，而電費高達77%，因此充分挖掘壓縮空氣生產(chǎn)和使用過(guò)程中的節能潛力意義重大。本文結合紡織領(lǐng)域壓縮空氣的生產(chǎn)、輸送和使用過(guò)程，通過(guò)分析某紡織企業(yè)空壓系統應用的不同節能技術(shù)及其節能效果，討論了空壓系統優(yōu)化改造的必要性、節能性和經(jīng)濟性。
1、紡織廠(chǎng)空壓系統常用的節能技術(shù)
一個(gè)典型的空壓系統由壓縮空氣的生產(chǎn)、輸送和使用三部分構成，因此系統節能改造應從以上三個(gè)方面著(zhù)手進(jìn)行，以達到節能、節支的目的。
1.1壓縮空氣生產(chǎn)的節能技術(shù)
空壓機是空壓系統z*重要也是耗能z*大的部分。壓縮空氣生產(chǎn)過(guò)程中節能與否決定了整個(gè)系統的主要節能效果。空壓機生產(chǎn)壓縮空氣的過(guò)程需要對空氣做功，該過(guò)程使空氣壓力升高的同時(shí)還會(huì )產(chǎn)生大量壓縮熱，使壓縮后的空氣溫度升高。但這些熱量對空壓機是有害的，如果不及時(shí)排出會(huì )造成空壓機耗電增加，嚴重時(shí)還會(huì )影響空壓機使用壽命。因此，壓縮空氣生產(chǎn)過(guò)程節能技術(shù)的應用除了可以降低機組能耗外，還可以設法利用壓縮熱，提高系統能源利用率。壓縮空氣生產(chǎn)過(guò)程常用的節能技術(shù)包括：提高空壓機自身效率、運用變頻調速技術(shù)、空壓機中央控制技術(shù)、余熱回收技術(shù)、分壓力供氣和壓力流量控制技術(shù)等。
1.2壓縮空氣輸送和使用中的節能技術(shù)
壓縮空氣通過(guò)管網(wǎng)輸送至各用氣點(diǎn)，其輸送和使用過(guò)程在系統中必不可少，該過(guò)程中的節能性對系統能耗的影響不容忽視。大部分空壓系統都存在輸送過(guò)程壓降大和壓縮空氣泄露等問(wèn)題，因此降低管網(wǎng)壓降、控制壓縮空氣泄漏就顯得更加必要。壓縮空氣輸送和使用過(guò)程的優(yōu)化主要從優(yōu)化管網(wǎng)配置和減少壓縮空氣泄露兩個(gè)方面進(jìn)行。對于以上節能方法，每個(gè)企業(yè)都應從自身的實(shí)際情況出發(fā)做具體分析，盲目照搬照用非但不能降低系統能耗，還會(huì )造成壓縮空氣節流，增加企業(yè)運行成本。因此，實(shí)地考察、深入了解系統壓縮空氣使用與機組運行情況，合理正確應用節能技術(shù)顯得非常重要。
2、某紡織企業(yè)空壓系統簡(jiǎn)介
某紡織廠(chǎng)空壓系統有空壓機10臺，其中有離心機式空壓機3臺，總功率為4290kW；無(wú)油螺桿式空壓機5臺，總功率為2690kW；剩余2臺為變頻無(wú)油螺桿式空壓機，總功率為1015kW?；诠に囈?，該企業(yè)空壓系統設有絕對壓力為0.85MPa管網(wǎng)1套（由2臺無(wú)油螺桿式空壓機供氣），0.75MPa管網(wǎng)2套（由剩余8臺全部用于該管網(wǎng)供氣），高壓管網(wǎng)設有壓縮空氣儲氣罐1個(gè)，儲氣量為34.4m3/s （0.57m3/s），2套低壓管網(wǎng)布置完全相同，共設有壓縮空氣儲氣罐2個(gè)，儲氣量為880.1m3/s（14.7m3/s）。該空壓系統為新建系統，目前已經(jīng)使用了提高空壓機自身效率、變頻調速技術(shù)、中央控制技術(shù)、余熱回收技術(shù)和分壓力供氣等節能技術(shù)措施。
3、某紡織企業(yè)空壓系統應用的節能技術(shù)措施分析
3.1提高空壓機工作效率
提高空壓機工作效率是保證空壓系統節能運行的基礎，可通過(guò)對現有空壓機組進(jìn)行定期維護、保養和使用高效機組替代原有機組方式實(shí)現，前者適用于任何機組而后者僅適用于企業(yè)現有機組需要更換的情況。判斷空壓機是否高效運行是通過(guò)對空壓機在一定壓力下全效率是否降低為依據來(lái)判斷。
目前，該紡織企業(yè)無(wú)空壓機組需要更換，因此只需針對空壓機主機、潤滑系統、冷卻系統、電氣裝置建立全面的檢查維護方案并進(jìn)行周期性檢查、保養，以提高機組效率、降低系統運行能耗與成本。對該企業(yè)定期維護保養前后的一套低壓機組系統的運行情況進(jìn)行測試，測試結果對比如表1。
通過(guò)分析，該低壓機組全效率由原來(lái)69.48% 增加至74.67%，提高了5.19個(gè)百分點(diǎn)。當全部機組滿(mǎn)負荷運行時(shí)，額定功率為7995kW，在生產(chǎn)相同壓力、流量的壓縮空氣時(shí)，機組功率降低415.7kW。該紡織企業(yè)采用全天不間斷、全年350天的運行方式，每年可省電349.2萬(wàn)kW·h。
3.2變頻調速技術(shù)
空壓機為恒轉矩，其功率與轉速可近似看成線(xiàn)性關(guān)系。目前，變頻調速技術(shù)主要針對螺桿式空壓機，采用變頻調速技術(shù)的螺桿式空壓機在加載時(shí)，變頻器控制空壓機的電機使其低速啟動(dòng)；正常工作時(shí)，變頻器依據系統壓力，計算電機所需頻率調節轉速，達到所需壓力。該技術(shù)解決了空壓系統負荷降低時(shí)，空壓機仍滿(mǎn)負荷運行造成的能源浪費問(wèn)題。應用該技術(shù)時(shí)應該根據空壓系統用氣負荷波動(dòng)范圍來(lái)確定如何對無(wú)油螺桿式空壓機組安裝變頻器。該紡織企業(yè)有2臺額定功率分別為700kW和315kW的變頻無(wú)油螺桿式空壓機。本文對額定功率功率700kW、速度1700r/min的變頻無(wú)油螺桿式空壓機工作3050h運行情況進(jìn)行測試，結果見(jiàn)表2。
通過(guò)分析，該無(wú)油螺桿式空壓機負載率(電機實(shí)際速度與額定速度的比值)為60%～80%的運行時(shí)間z*長(cháng)，占總運行時(shí)間的45%。采用變頻技術(shù)后空壓機實(shí)際功率的加權平均值降低194.6kW，占額定功率的27.8%。該技術(shù)的應用使機組每年省電163.5萬(wàn)kW·h。
3.3空壓機中央控制技術(shù)
空壓機中央控制技術(shù)適用于多臺空壓機聯(lián)合運行的空壓系統，該技術(shù)根據系統壓力和流量變化分析控制不同空壓機啟閉與加卸載。該技術(shù)使系統在保證用戶(hù)正常用氣的同時(shí)，降低了系統壓力波動(dòng)，提高了機組運行效率。該紡織企業(yè)空壓系統使用AtlasCopco公司研發(fā)的ESC8000中央控制技術(shù)，對應用中央控制技術(shù)后的一套系統進(jìn)行測試，測試結果見(jiàn)表3。
在測試時(shí)間段內，應用中央控制技術(shù)后的空壓系統z*大壓差為0.044MPa，為儲氣罐平均壓力的6.1%，波動(dòng)較??；空壓機組全效率z*高為77.3%，且平均為74.7%，處于較高水平。應用空壓機中央控制技術(shù)后，系統壓縮空氣壓力波動(dòng)小，質(zhì)量提高，節能效益明顯。
3.4余熱回收技術(shù)
空壓機生產(chǎn)出的高溫壓縮空氣，無(wú)論采用風(fēng)冷還是水冷方式將熱量直接排至大氣，都會(huì )造成能源的大量浪費。余熱回收技術(shù)目前主要應用于螺桿式空壓機，可利用換熱設備將熱量回收再利用，以達到節能、節支的目的。該紡織企業(yè)5臺無(wú)油螺桿式空壓機安裝余熱回收裝置，并用回收的熱量生產(chǎn)熱水。該企業(yè)中間冷卻器與后冷卻器的冷卻水系統串聯(lián)連接，高溫空氣與冷卻水換熱采用逆流換熱。
自由空氣進(jìn)入空壓機氣缸被壓縮，變成高溫空氣進(jìn)入中間冷卻器、后冷卻器被冷卻，成為低溫空氣。本文對1臺額定功率為630kW的無(wú)油螺桿式空壓機和冷卻器運行參數進(jìn)行測試與計算，計算時(shí)假定中間冷卻器與后冷卻器的進(jìn)出口冷卻水溫度相等，結果如下：冷卻進(jìn)出水量1.51kg/s，進(jìn)口/出口水溫24.2℃/63.6℃，中間冷卻器進(jìn)口/出口空氣溫度165.2℃/49.7℃，后冷卻器進(jìn)口/出口空氣溫度171.4℃/40.1℃。冷卻水的熱量可依據下式計算：
式中：Cp為水的定壓比熱容，取4.183 [kJ/(kg·k)]；m為水的質(zhì)量流量(kg/s)；t′w、t″w分別為換熱器冷卻水的進(jìn)出口溫度(℃)。
該冷卻器冷卻水的熱量Q為248.9kW，螺桿式空壓機額定功率為630kW，取其輸入功率系數為0.9，則該空壓機的輸入功率P為567kW，余熱回收可利用率η=Q/P×100%=245.9/697×100% =43.9%。該紡織企業(yè)無(wú)油螺桿式空壓機組輸入功率為2421kW，假設機組余熱回收可利用率均為43.9%，機組回收實(shí)際熱量為956.5kW。按照該市非居民用熱價(jià)格0.21元/kW·h計，該企業(yè)用熱成本降低200.9元/h，每年可減少運行成本168.8萬(wàn)元。
3.5分壓力供氣
分壓力供氣是針對一個(gè)企業(yè)有兩種或更多壓力需求，機組需滿(mǎn)足高壓要求生產(chǎn)壓縮空氣，這樣會(huì )造成低壓用戶(hù)能源浪費，且低壓用戶(hù)用氣量越大，浪費越明顯。對該紡織企業(yè)不同壓力的用氣負荷進(jìn)行測試，結果如下：產(chǎn)氣壓力0.75MPa，耗氣量14.67m3/s；產(chǎn)氣壓力0.85MPa，耗氣量0.57m3/s。
通過(guò)測試發(fā)現，該企業(yè)壓縮空氣低壓用氣量遠大于高壓用氣量，若該企業(yè)未分成高、低壓供氣，生產(chǎn)壓縮空氣壓力為0.85MPa、流量為15.24m3/s時(shí)，空壓機組功率為4366.1kW。分壓力供氣后，高、低壓機組功率分別為163.3kW、3957.0kW，總功率為4120.3kW，降低245.8kW，年節電量為206.5萬(wàn)kW·h。
3.6優(yōu)化管網(wǎng)配置
管網(wǎng)優(yōu)化配置適用于任何空壓系統。壓縮空氣管網(wǎng)是系統中必不可少的組成部分。設計合理的管網(wǎng)，其壓降一般控制在供氣壓力的5%～8%。該企業(yè)有低壓系統和高壓系統，對兩種系統儲氣罐與用氣點(diǎn)壓力進(jìn)行測試，見(jiàn)表4。
通過(guò)測試，該企業(yè)高、低壓系統壓降分別占到各自供氣壓力的15.0%和10.6%，因此該企業(yè)空壓系統管網(wǎng)配置不合理。經(jīng)過(guò)調研發(fā)現，壓縮空氣壓降過(guò)大原因是管徑過(guò)小、流速過(guò)大。依據高、低壓管內流量分別為34.4m3/min、440.1m3/min和壓縮空氣管內推薦流速廠(chǎng)區5m/s～12m/s、車(chē)間5m/s～15m/s對管徑進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化后的高、低壓管網(wǎng)壓降分別為0.052MPa和0.056MPa，在保證用氣點(diǎn)壓力不變的前提下，機組產(chǎn)氣壓力可以分別降低至0.8MPa和0.7MPa，功率分別為118.5kW、1979.5kW，兩套系統機組總功率降低72.4kW。該企業(yè)有兩套低壓系統且布置完全相同，優(yōu)化前后壓降相同，因此系統機組總功率減少144.8kW，年耗電量將減少121.6萬(wàn)kW·h。
3.7其他節能技術(shù)
通過(guò)分析發(fā)現，在該企業(yè)采用壓力流量控制技術(shù)并不適用。壓力流量控制技術(shù)是依靠壓力流量控制器消除間歇運行的大用氣量設備引起系統壓力的波動(dòng)。該企業(yè)無(wú)間歇性用氣設備，若盲目地加裝壓力流量控制器，會(huì )造成壓縮空氣節流和阻力增大，所以并不適用。目前，大部分企業(yè)都存在壓縮空氣泄漏的問(wèn)題，泄漏率為20%～30%，有的企業(yè)甚至更高。徹底消除泄漏很難做到，企業(yè)應積極采取措施將泄漏率控制在合理范圍（系統使用少于1年，泄漏率不超過(guò)7%；系統使用2年～5年，不超過(guò)10%；系統超過(guò)10年，小于12%）。對該紡織企業(yè)空壓系統采用抽樣測試的方法對泄漏量進(jìn)行測試，該企業(yè)壓縮空氣平均泄漏量為66.1m3/min，該系統屬于新建系統，投入使用3年，泄漏率為7.5%未超過(guò)10%，該泄漏率在許可范圍內。因此該企業(yè)目前無(wú)需對系統進(jìn)行堵漏。
4、結論
(1)空壓系統在紡織企業(yè)是耗能大戶(hù)，企業(yè)應結合實(shí)際情況，合理正確地使用節能技術(shù)，降低系統能耗與運行成本，可提高自身市場(chǎng)競爭力。
(2)該紡織廠(chǎng)空壓系統在提高空壓機自身效率、應用變頻調速技術(shù)、分壓力供氣和優(yōu)化管網(wǎng)配置后，每年可分別為企業(yè)省電349.2萬(wàn)kW·h、163.5萬(wàn)kW·h、206.5萬(wàn)kW·h、121.6萬(wàn)kW·h，且應用余熱回收技術(shù)后每年可降低用熱成本168.8萬(wàn)元，同時(shí)綜合應用節能技術(shù)后的系統壓力波動(dòng)減小、機組效率提高明顯。
(3)在對空壓系統進(jìn)行堵漏前，應對系統泄漏量進(jìn)行測試評估，并積極采取措施進(jìn)行檢漏堵漏，將泄漏率控制在合理范圍內；對于無(wú)間歇性用氣設備或間歇性用氣設備用氣量不大的系統，應盡量避免使用壓力流量控制技術(shù)。
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