【壓縮機網(wǎng)】前言

　　據全國能源基礎與標準化委員會(huì )的有關(guān)統計資料顯示，工業(yè)空氣壓縮機系統年耗電量約占全國總發(fā)電量的6%-9%左右，在高耗電設備中僅次于風(fēng)機、水泵，排名第三。 

　　節能環(huán)保，無(wú)論是從減輕環(huán)境負擔，還是打破對外貿易壁壘等方面考慮，節能環(huán)保之路都將成為壓縮機發(fā)展的主流趨勢。從2011年以來(lái)，行業(yè)對壓縮機能效等級的追求進(jìn)入新階段，大家不再僅僅滿(mǎn)足于能效達標、合格，而是追求更高要求，有些企業(yè)的全系列產(chǎn)品甚至達到了一級能效。這不僅與國家的節能環(huán)保要求和對于能效的鼓勵與扶持政策有關(guān)，也與陡然變差的壓縮機市場(chǎng)形勢關(guān)聯(lián)極大。

　　可以預見(jiàn)，節能環(huán)保將會(huì )是壓縮機行業(yè)未來(lái)長(cháng)久的發(fā)展方向和趨勢。

　　根據國家壓縮機行業(yè)協(xié)會(huì )的統計，壓縮機的運行功耗占壓縮機總成本的70%～80%左右，如果選型不當，此數據甚至更高。

　　“能效是最重要的第一能源(Energy efficiency is the first fuel)”。這是國際能源署署長(cháng)Fatih Birol 先生在2019年7月召開(kāi)的第四屆“全球能效大會(huì )”上重申的理念。中國早就開(kāi)始關(guān)注能源效率。容積式空氣壓縮機能效推廣更是走在了世界前列。2003年中國發(fā)布了《容積式空氣壓縮機能效限定值和能效等級》國家標準GB19153-2003，2009年升級了第二版GB19153-2009，2019年再次升級發(fā)布了GB19153-2019版，該版本已于2020年7月1日實(shí)施。

 

　　一、節能空壓機的市場(chǎng)前景

　　節能--就是盡可能地減少能源消耗量，生產(chǎn)出與原來(lái)同樣數量、同樣質(zhì)量的產(chǎn)品；或者是以原來(lái)同樣數量的能源消耗量，生產(chǎn)出比原來(lái)數量更多或數量相等質(zhì)量更好的產(chǎn)品。

　　提到節能，很多用戶(hù)往往有一個(gè)錯誤的認知，認為自己購買(mǎi)了節能型的空壓機就一定可以節能。殊不知，節能既有空壓機本身的因素，還涉及到后處理設備的能效、管路系統的合理性、各設備之間的匹配性、以及各個(gè)設備參數設置的合理性等。

　　存量與增量市場(chǎng)并存，節能產(chǎn)品的最大市場(chǎng)在存量市場(chǎng)的更新替換。

　　1.1 雙級壓縮的節能原理

　　根據工程熱力學(xué)理論，空壓機在壓縮過(guò)程中等溫壓縮最省功。但在現實(shí)中，對于等溫壓縮，要使氣體熱量隨時(shí)與外界交換，壓縮氣體溫度與外界保持一樣是不可能實(shí)現的，這只是制造廠(chǎng)家在產(chǎn)品設計生產(chǎn)中努力的方向。為降低壓縮后的氣體溫度和提高空壓機效率、盡可能向等溫壓縮過(guò)程靠近(或降低多變指數m值)，制造廠(chǎng)家在空壓機設計過(guò)程中采取了多種措施。在壓縮過(guò)程中噴入一定量的冷卻油以降低排氣溫度和分級壓縮、進(jìn)行級間冷卻來(lái)接近于等溫壓縮的方式是現階段空壓機設計過(guò)程中為提高效率而采取的常用措施。

　　雙級壓縮噴油螺桿空壓機就是在上述兩種方式的基礎上，在兩級壓縮過(guò)程中將噴油的冷卻功能充分完善，再加上級間冷卻，在確保冷凝溫度基礎之上，盡量的接近于等溫壓縮，實(shí)現節能的目的。

　　同時(shí)，因為雙級壓縮螺桿機的壓縮比低，其在壓縮過(guò)程中的“內泄漏量”與同功率、同等排氣壓力的單級壓縮螺桿機相比要大大降低，反之即提高了排氣流量，意味著(zhù)效率提升，即比功率的降低。

　　空氣經(jīng)過(guò)一級主機壓縮后，在進(jìn)入二級之前應用霧化強制油冷，降低二級主機的吸氣溫度，使得空氣在整個(gè)壓縮過(guò)程更接近等溫壓縮，提高壓縮過(guò)程的絕熱效率，雙級主機的絕熱效率比單級主機的絕熱效率提高了10-15%，降低了壓縮能耗。

　　雙級節能主機采用等內壓比設計，每一級的壓比都比較小，使得壓縮過(guò)程中轉子間的內泄量減小，大大提高了轉子壓縮過(guò)程的容積效率，單級壓縮主機的容積效率一般最大只有90%左右，二雙級節能主機的容積效率可達93%左右。

 

　　雙級主機內置齒輪傳動(dòng)單元，通過(guò)齒輪傳動(dòng)使得一二級主機轉子在合理的轉速下工作，進(jìn)一步提高主機的容積效率和絕熱效率。以上就是雙級壓縮螺桿機的節能原理核心所在。

 

　　二、實(shí)際應用案例

　　某生產(chǎn)汽車(chē)部件的企業(yè)，有數臺空壓機用于生產(chǎn)線(xiàn)中，而且都是屬于二級能效單級壓縮的雙螺桿壓縮機。

　　該設備出廠(chǎng)日期為2015年7月，已經(jīng)使用6年多了。根據其銘牌數據顯示，排氣壓力0.8MPa，排氣量21m3/min，配套功率為120kW。經(jīng)過(guò)實(shí)測，目前該機器排氣量為20m3/min左右，而功率在0.55MPa時(shí)已經(jīng)達到了130kW。

　　如果壓力達到其銘牌上的額定壓力，功率將高達140kW左右，比功率也會(huì )達到7.0kW.m3.min-1（機組比功率=機組功率/機組容積氣量）。

　　目前的產(chǎn)出成本=（功率×電費）/（排 氣量×60）=（130×0.8）/(20×60)=0.087元/m3

　　也就是說(shuō)每立方氣是用0.087元的代價(jià)換來(lái)的。

　　綜上測試結果來(lái)看，目前該機器效率下降耗功嚴重?？諌簷C產(chǎn)生的每立方的壓縮空氣都是通過(guò)消耗一定的電能來(lái)得到的，其中電費的消耗顯而易見(jiàn)。

　　根據實(shí)測的數據，我們將使用90kW的雙級螺桿機取代原120kW的單級機器，在同等氣量和壓力的情況下，功率可大幅降低。

　　根據我們的實(shí)測數據，雙級壓縮的空壓機在額定壓力下滿(mǎn)載運行時(shí)最大功率為114kW，實(shí)測排氣量為19.61m3/min ，每小時(shí)的排氣量為19.61×60=1176.6m3

　　雙級的產(chǎn)氣成本=（功率×電費）/（每小時(shí)的排氣量）=114×0.8/1176.6=0.077元/m3

　　主要數據對比見(jiàn)下表：

　　該企業(yè)空壓機的年運行時(shí)間在6000小時(shí)左右，僅一臺空壓機的年排氣量約在700萬(wàn)m3左右,每立方氣的成本雖然相差微不足道的0.01元，但是聚沙成塔，集腋成裘，一年下來(lái)僅電費一項就相差7萬(wàn)元左右。

　　在我們的建議下，用戶(hù)安裝了流量計和電表用以檢測分析實(shí)際功耗，由于實(shí)際中的各種壓力損失、跑冒滴漏的存在，用戶(hù)在經(jīng)過(guò)1個(gè)月的統計后發(fā)現原有舊設備的產(chǎn)氣成本高達0.2元/m3，后來(lái)在更換了我們的雙級設備后，產(chǎn)氣成本在0.11元/m3。更換后每年給用戶(hù)帶來(lái)的是幾十萬(wàn)的收益。同時(shí)也直接降低了用戶(hù)的產(chǎn)品成本，提升了其產(chǎn)品競爭力。

 

　　結束語(yǔ)

　　就目前的市場(chǎng)而言，空壓機的增量市場(chǎng)十分有限且競爭殘酷，而空壓機的存量市場(chǎng)則是一個(gè)龐大的市場(chǎng)。據有關(guān)資料統計，近幾年空壓的市場(chǎng)60%左右是來(lái)自節能技改、淘汰換新。

　　節能空壓機的應用不僅每年可節省大量的電力資源，降低能源的消耗，減少對環(huán)境的污染。同時(shí)也降低了每個(gè)使用企業(yè)的生產(chǎn)制造成本，提升了企業(yè)的競爭力。

　　節能減排就是要落實(shí)在實(shí)際的行動(dòng)上，貫穿于生產(chǎn)制造以及使用的每個(gè)環(huán)節當中。我國也對世界莊嚴承諾：2030年前實(shí)現“碳達峰”，2060年前實(shí)現“碳中和”的目標。這不僅僅是國家的責任，更是每個(gè)企業(yè)的社會(huì )責任。道阻且長(cháng)，行則將至。

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