壓縮空氣被稱(chēng)為與水、電和蒸汽齊名的工業(yè)第四大能源，全球工業(yè)國家總發(fā)電量的約10%被用在壓縮空氣系統中。一家工廠(chǎng)的能源成本中，壓縮空氣所占比例超過(guò)25%，甚至高達40%以上。作為產(chǎn)生壓縮空氣的主力設備——空氣壓縮機，一直在更新迭代，從傳統的活塞壓縮機到單雙螺桿空壓機、離心式空壓機，從傳統的定頻發(fā)展到永磁變頻。后處理設備比如吸附式干燥機，經(jīng)歷了無(wú)熱再生、微熱再生、鼓風(fēng)熱再生、壓縮熱再生一代又一代的升級，氣體損失越來(lái)越低，能源效率不斷提高。然而，絕大多數壓縮空氣系統的效率依然有極大的提升空間。這些浪費主要發(fā)生在泄露、管路系統彎曲變徑太多、用氣端浪費、系統壓力設置過(guò)高、系統控制不智能等。
近年來(lái)，越來(lái)越受業(yè)界重視的一級能效空壓站，就極為重視整體協(xié)調性和系統能效，而非單純堆積空壓機、后處理設備的性能。而其中，很關(guān)鍵的一環(huán)就是壓縮空氣系統的布局和安裝。雖然囿于預算、占地面積或時(shí)間限制等客觀(guān)條件，我們無(wú)法按照最理想化的方案去布局壓縮空氣系統，但我們可以在現有基礎上不斷升級優(yōu)化，追求最佳效果。
空壓機房的注意事項
1.合理的位置選定
空壓機房的安裝場(chǎng)所選定是非常容易被輕視的工作，設備到位之后往往根據客戶(hù)現場(chǎng)情況，粗略的指定一個(gè)位置進(jìn)行安裝，配管之后即開(kāi)始使用。殊不知，合理的位置選定是空壓機系統良好運行的先決條件。
除了極端情況，空壓機房在工程圖上應留有擴展余地，以防以后增加設備之用?？諌簷C房宜設立在獨立的建筑之中，雖然目前的壓縮機相比活塞機和螺桿壓縮機初期，其振動(dòng)、降噪能力有了大幅提升，但在運行中仍然會(huì )產(chǎn)生大量噪音。將壓縮空氣設備安裝在獨立的建筑或者隔間有助于顯著(zhù)降低工作噪音。
目前的共識是集中供氣，這有助于減少工業(yè)用地面積，最大限度地減少壓縮空氣管道的長(cháng)度、壓降和潛在的泄漏點(diǎn)，集中進(jìn)行冷卻水處理、壓縮空氣干燥和冷卻處理、噪音處理等。分散供氣的好處是供氣靈活，輸氣管道短。不管是集中還是分散供氣，在理想情況下，空壓機房都應盡可能靠近用氣端。
在一些臨時(shí)性工程或者廠(chǎng)房有限的情況下，用戶(hù)往往選擇搭建簡(jiǎn)易空壓機房或將空壓機安置在室外。這種情況下，要采取有效措施防止雨水進(jìn)入電氣柜，尤其是大風(fēng)大雨天。另外，壓縮機的進(jìn)氣口不應太靠近屋頂邊緣，因為空壓機大量吸入空氣時(shí)可能吸進(jìn)水。如果位置選擇不當，壓縮機會(huì )進(jìn)水并造成嚴重損壞。
2.適當的空間距離
對于空壓機的安裝，地面最好為光潔的水泥地面，壓縮機底座宜置于水平地面上。也有廠(chǎng)商提出，要在離機組200mm外四周開(kāi)有溝槽，以便機組停車(chē)換油、檢修或沖刷清潔地面時(shí)，油、水能從溝槽中流走。實(shí)際使用時(shí)，有不少空壓機是安裝于高約20cm的水泥基座上，同樣可以起到上述效果。
掌握壓縮空氣系統，包括空壓機、冷卻設備等的維護所需空間非常重要，尤其是在老機房添加新設備或者置換老設備時(shí)。例如，一些大型空壓機設備進(jìn)行深度維護時(shí)，可能需要天車(chē)等起重設備將主機或其它重型部件吊離，如果沒(méi)有留夠足夠的空間，進(jìn)行安裝和后續維修工作將極不方便或者根本難以開(kāi)展。
空壓機與空壓機、后處理設備之間也應留足距離，尤其是與其它容易散發(fā)熱量的大型設備相鄰時(shí)，不能按照空壓機安裝標準照本宣科，而應深入了解該大型設備的散熱狀況、當地夏季極端高溫情況和車(chē)間的通風(fēng)情況，結合以上情況統籌規劃，為空壓機和后處理設備留出適當的空間距離。
空壓機房管理
1.過(guò)熱與過(guò)冷
壓縮機的故障大多與高溫有關(guān)，非計劃停機的主要原因之一就是空壓機工作環(huán)境溫度過(guò)高導致過(guò)熱，特別是對于風(fēng)冷式空壓機，環(huán)境溫度應保持在38℃以下。當空壓機房通風(fēng)不暢，高于空壓機設計進(jìn)氣溫度時(shí)，就可能導致設備高溫警報。在必要的情況下，空壓機房應安裝換氣扇、排風(fēng)機以加速機房?jì)壬l(fā)的高溫及時(shí)排出，或者給空壓機加裝引風(fēng)管。
當然，空壓機房的環(huán)境溫度也不是越低越好，比較適宜的進(jìn)氣溫度是在4℃或5℃以上。如果壓縮機站室內溫度降至0℃以下，冷凝水管路可能會(huì )凍結并在后冷卻器、排放管路或干燥器中形成冰堵，膨脹之后崩裂空壓機組件。另外，參與空氣壓縮的潤滑油都有最佳工作溫度，如果溫度過(guò)低，可能會(huì )導致潤滑油粘度過(guò)大，其危害包括空壓機啟動(dòng)困難、摩擦增大，最終增加了電力消耗，運行成本提高。
2.進(jìn)氣與導風(fēng)
為實(shí)現空壓機無(wú)故障、高效運行，一般要求機房?jì)葔m埃少，空氣清潔，不含有害氣體及含亞硫酸等腐蝕性介質(zhì)。固體顆粒物、絮狀物和腐蝕性氣體會(huì )導致設備過(guò)早磨損或堵塞過(guò)濾器等，損害潤滑油壽命，導致設備故障高發(fā)?？諌簷C的進(jìn)氣口位置應避免其它污染源，如無(wú)法避免，應加裝進(jìn)氣過(guò)濾裝置。
根據空氣熱升冷降的物理特性，為了避免站房?jì)葴囟染奂?，空壓機吸氣口或者新鮮空氣進(jìn)氣口應設置在站房低位，而熱導風(fēng)出口如風(fēng)扇、風(fēng)機要設置在高位。這樣設置不僅有利于熱空氣排出，吸入溫度較低空氣，還可以防止排出的熱空氣再次吸入進(jìn)氣口，造成氣流“短路”。
3.電力系統
空壓機最好單獨使用一套電力系統，避免與其他不同電力消耗系統并聯(lián)使用，特別當空壓機的功率較大時(shí)可能會(huì )因過(guò)大的電壓降或三相電流不平衡而形成空壓機過(guò)載使保護裝置動(dòng)作跳機。
管道設計
管道是壓縮空氣系統極為重要的組件之一，沒(méi)有高效的輸氣管道，絕大多數壓縮空氣系統將無(wú)法正常工作或高效運行。對于空壓系統，管道注意點(diǎn)包括壓降、防污、防銹等。
1.管徑尺寸
空壓機的出口壓力與終端用氣壓力不一致，造成壓力差的原因出在壓縮空氣管道上。當壓縮空氣通過(guò)管道系統時(shí)，與管道的摩擦會(huì )導致其在行進(jìn)過(guò)程中失去部分壓力，這種現象稱(chēng)為壓降。管道越小，空氣行進(jìn)的距離越長(cháng)，它所經(jīng)歷的摩擦越大，速度就越慢，也就意味著(zhù)有更大的壓降。管道系統中的閥門(mén)、彎頭、連接件都會(huì )導致壓降增加。另外，管道連接處的泄漏、破損等也會(huì )導致壓降增大。因此，為了最大程度地減少壓降，要盡量避免在管道上設置彎頭、三通和閥門(mén)。
一般地，整個(gè)壓縮空氣管網(wǎng)的壓降不應高于0.1bar，其中，供氣主管壓降不應高于0.03bar，供氣支管壓降不應高于0.05bar，設備鏈接管壓降不應高于0.02bar。根據阿特拉斯·科普柯的介紹，壓縮空氣管網(wǎng)中閥門(mén)和彎頭造成的壓降可以用以下公式進(jìn)行計算：
Δp=壓降(bar)；
qc=空氣流量,(l/s)；
d=管道內徑(mm)；
l=管道長(cháng)度(m)；
p=初始壓力（絕壓）bar(a)。
增大管徑可以減小輸氣阻力和壓降，但是管徑過(guò)大會(huì )提高用戶(hù)的投資成本，所以管道管徑以適用為宜。
2.管道布置
盡管很多空壓系統配備了后處理設備，排出的壓縮空氣經(jīng)過(guò)了干燥，但是在氣溫較低的冬天和經(jīng)過(guò)較長(cháng)的管線(xiàn)時(shí)，壓縮空氣還是可能在管道中冷凝出一部分水，沉積在管道底部且位置較低的地方。為了防止水或污染物流入另一臺停機的空壓機，供氣管線(xiàn)應始終連接到主管的頂部，即“T”字形連接應在主管的頂部而非底部，盡管這會(huì )增加兩個(gè)彎頭。
管道系統安裝完畢之后，應進(jìn)行氣壓和氣密性試驗，一般以用氣壓力的1.2～1.5倍進(jìn)行。在此之后，清除管道表面的灰塵、污垢、銹斑、焊渣等之后，做涂漆防腐處理。一方面可以防止銹蝕，延長(cháng)管道壽命，另一方面，通過(guò)不同顏色，可以對工廠(chǎng)的眾多管線(xiàn)進(jìn)行標記區分，方便管理和維修。
小結
空壓機站房節能是一個(gè)系統工程，從選址、安裝到運營(yíng)管理，方方面面都需要竭力做好，才能在能源成本高漲的今天，為企業(yè)成本控制貢獻力量。盡管我們在實(shí)際應用中無(wú)法完全滿(mǎn)足標準和設計要求，但是只要我們不斷去優(yōu)化空壓機站房各個(gè)不合理之處，從一個(gè)個(gè)節能“點(diǎn)”上積少成多，那么最終會(huì )在整套壓縮空氣系統中達到“面”的突破。
來(lái)源：本站原創(chuàng )
壓縮空氣被稱(chēng)為與水、電和蒸汽齊名的工業(yè)第四大能源，全球工業(yè)國家總發(fā)電量的約10%被用在壓縮空氣系統中。一家工廠(chǎng)的能源成本中，壓縮空氣所占比例超過(guò)25%，甚至高達40%以上。作為產(chǎn)生壓縮空氣的主力設備——空氣壓縮機，一直在更新迭代，從傳統的活塞壓縮機到單雙螺桿空壓機、離心式空壓機，從傳統的定頻發(fā)展到永磁變頻。后處理設備比如吸附式干燥機，經(jīng)歷了無(wú)熱再生、微熱再生、鼓風(fēng)熱再生、壓縮熱再生一代又一代的升級，氣體損失越來(lái)越低，能源效率不斷提高。然而，絕大多數壓縮空氣系統的效率依然有極大的提升空間。這些浪費主要發(fā)生在泄露、管路系統彎曲變徑太多、用氣端浪費、系統壓力設置過(guò)高、系統控制不智能等。
近年來(lái)，越來(lái)越受業(yè)界重視的一級能效空壓站，就極為重視整體協(xié)調性和系統能效，而非單純堆積空壓機、后處理設備的性能。而其中，很關(guān)鍵的一環(huán)就是壓縮空氣系統的布局和安裝。雖然囿于預算、占地面積或時(shí)間限制等客觀(guān)條件，我們無(wú)法按照最理想化的方案去布局壓縮空氣系統，但我們可以在現有基礎上不斷升級優(yōu)化，追求最佳效果。
空壓機房的注意事項
1.合理的位置選定
空壓機房的安裝場(chǎng)所選定是非常容易被輕視的工作，設備到位之后往往根據客戶(hù)現場(chǎng)情況，粗略的指定一個(gè)位置進(jìn)行安裝，配管之后即開(kāi)始使用。殊不知，合理的位置選定是空壓機系統良好運行的先決條件。
除了極端情況，空壓機房在工程圖上應留有擴展余地，以防以后增加設備之用?？諌簷C房宜設立在獨立的建筑之中，雖然目前的壓縮機相比活塞機和螺桿壓縮機初期，其振動(dòng)、降噪能力有了大幅提升，但在運行中仍然會(huì )產(chǎn)生大量噪音。將壓縮空氣設備安裝在獨立的建筑或者隔間有助于顯著(zhù)降低工作噪音。
目前的共識是集中供氣，這有助于減少工業(yè)用地面積，最大限度地減少壓縮空氣管道的長(cháng)度、壓降和潛在的泄漏點(diǎn)，集中進(jìn)行冷卻水處理、壓縮空氣干燥和冷卻處理、噪音處理等。分散供氣的好處是供氣靈活，輸氣管道短。不管是集中還是分散供氣，在理想情況下，空壓機房都應盡可能靠近用氣端。
在一些臨時(shí)性工程或者廠(chǎng)房有限的情況下，用戶(hù)往往選擇搭建簡(jiǎn)易空壓機房或將空壓機安置在室外。這種情況下，要采取有效措施防止雨水進(jìn)入電氣柜，尤其是大風(fēng)大雨天。另外，壓縮機的進(jìn)氣口不應太靠近屋頂邊緣，因為空壓機大量吸入空氣時(shí)可能吸進(jìn)水。如果位置選擇不當，壓縮機會(huì )進(jìn)水并造成嚴重損壞。
2.適當的空間距離
對于空壓機的安裝，地面最好為光潔的水泥地面，壓縮機底座宜置于水平地面上。也有廠(chǎng)商提出，要在離機組200mm外四周開(kāi)有溝槽，以便機組停車(chē)換油、檢修或沖刷清潔地面時(shí)，油、水能從溝槽中流走。實(shí)際使用時(shí)，有不少空壓機是安裝于高約20cm的水泥基座上，同樣可以起到上述效果。
掌握壓縮空氣系統，包括空壓機、冷卻設備等的維護所需空間非常重要，尤其是在老機房添加新設備或者置換老設備時(shí)。例如，一些大型空壓機設備進(jìn)行深度維護時(shí)，可能需要天車(chē)等起重設備將主機或其它重型部件吊離，如果沒(méi)有留夠足夠的空間，進(jìn)行安裝和后續維修工作將極不方便或者根本難以開(kāi)展。
空壓機與空壓機、后處理設備之間也應留足距離，尤其是與其它容易散發(fā)熱量的大型設備相鄰時(shí)，不能按照空壓機安裝標準照本宣科，而應深入了解該大型設備的散熱狀況、當地夏季極端高溫情況和車(chē)間的通風(fēng)情況，結合以上情況統籌規劃，為空壓機和后處理設備留出適當的空間距離。
空壓機房管理
1.過(guò)熱與過(guò)冷
壓縮機的故障大多與高溫有關(guān)，非計劃停機的主要原因之一就是空壓機工作環(huán)境溫度過(guò)高導致過(guò)熱，特別是對于風(fēng)冷式空壓機，環(huán)境溫度應保持在38℃以下。當空壓機房通風(fēng)不暢，高于空壓機設計進(jìn)氣溫度時(shí)，就可能導致設備高溫警報。在必要的情況下，空壓機房應安裝換氣扇、排風(fēng)機以加速機房?jì)壬l(fā)的高溫及時(shí)排出，或者給空壓機加裝引風(fēng)管。
當然，空壓機房的環(huán)境溫度也不是越低越好，比較適宜的進(jìn)氣溫度是在4℃或5℃以上。如果壓縮機站室內溫度降至0℃以下，冷凝水管路可能會(huì )凍結并在后冷卻器、排放管路或干燥器中形成冰堵，膨脹之后崩裂空壓機組件。另外，參與空氣壓縮的潤滑油都有最佳工作溫度，如果溫度過(guò)低，可能會(huì )導致潤滑油粘度過(guò)大，其危害包括空壓機啟動(dòng)困難、摩擦增大，最終增加了電力消耗，運行成本提高。
2.進(jìn)氣與導風(fēng)
為實(shí)現空壓機無(wú)故障、高效運行，一般要求機房?jì)葔m埃少，空氣清潔，不含有害氣體及含亞硫酸等腐蝕性介質(zhì)。固體顆粒物、絮狀物和腐蝕性氣體會(huì )導致設備過(guò)早磨損或堵塞過(guò)濾器等，損害潤滑油壽命，導致設備故障高發(fā)?？諌簷C的進(jìn)氣口位置應避免其它污染源，如無(wú)法避免，應加裝進(jìn)氣過(guò)濾裝置。
根據空氣熱升冷降的物理特性，為了避免站房?jì)葴囟染奂?，空壓機吸氣口或者新鮮空氣進(jìn)氣口應設置在站房低位，而熱導風(fēng)出口如風(fēng)扇、風(fēng)機要設置在高位。這樣設置不僅有利于熱空氣排出，吸入溫度較低空氣，還可以防止排出的熱空氣再次吸入進(jìn)氣口，造成氣流“短路”。
3.電力系統
空壓機最好單獨使用一套電力系統，避免與其他不同電力消耗系統并聯(lián)使用，特別當空壓機的功率較大時(shí)可能會(huì )因過(guò)大的電壓降或三相電流不平衡而形成空壓機過(guò)載使保護裝置動(dòng)作跳機。
管道設計
管道是壓縮空氣系統極為重要的組件之一，沒(méi)有高效的輸氣管道，絕大多數壓縮空氣系統將無(wú)法正常工作或高效運行。對于空壓系統，管道注意點(diǎn)包括壓降、防污、防銹等。
1.管徑尺寸
空壓機的出口壓力與終端用氣壓力不一致，造成壓力差的原因出在壓縮空氣管道上。當壓縮空氣通過(guò)管道系統時(shí)，與管道的摩擦會(huì )導致其在行進(jìn)過(guò)程中失去部分壓力，這種現象稱(chēng)為壓降。管道越小，空氣行進(jìn)的距離越長(cháng)，它所經(jīng)歷的摩擦越大，速度就越慢，也就意味著(zhù)有更大的壓降。管道系統中的閥門(mén)、彎頭、連接件都會(huì )導致壓降增加。另外，管道連接處的泄漏、破損等也會(huì )導致壓降增大。因此，為了最大程度地減少壓降，要盡量避免在管道上設置彎頭、三通和閥門(mén)。
一般地，整個(gè)壓縮空氣管網(wǎng)的壓降不應高于0.1bar，其中，供氣主管壓降不應高于0.03bar，供氣支管壓降不應高于0.05bar，設備鏈接管壓降不應高于0.02bar。根據阿特拉斯·科普柯的介紹，壓縮空氣管網(wǎng)中閥門(mén)和彎頭造成的壓降可以用以下公式進(jìn)行計算：
Δp=壓降(bar)；
qc=空氣流量,(l/s)；
d=管道內徑(mm)；
l=管道長(cháng)度(m)；
p=初始壓力（絕壓）bar(a)。
增大管徑可以減小輸氣阻力和壓降，但是管徑過(guò)大會(huì )提高用戶(hù)的投資成本，所以管道管徑以適用為宜。
2.管道布置
盡管很多空壓系統配備了后處理設備，排出的壓縮空氣經(jīng)過(guò)了干燥，但是在氣溫較低的冬天和經(jīng)過(guò)較長(cháng)的管線(xiàn)時(shí)，壓縮空氣還是可能在管道中冷凝出一部分水，沉積在管道底部且位置較低的地方。為了防止水或污染物流入另一臺停機的空壓機，供氣管線(xiàn)應始終連接到主管的頂部，即“T”字形連接應在主管的頂部而非底部，盡管這會(huì )增加兩個(gè)彎頭。
管道系統安裝完畢之后，應進(jìn)行氣壓和氣密性試驗，一般以用氣壓力的1.2～1.5倍進(jìn)行。在此之后，清除管道表面的灰塵、污垢、銹斑、焊渣等之后，做涂漆防腐處理。一方面可以防止銹蝕，延長(cháng)管道壽命，另一方面，通過(guò)不同顏色，可以對工廠(chǎng)的眾多管線(xiàn)進(jìn)行標記區分，方便管理和維修。
小結
空壓機站房節能是一個(gè)系統工程，從選址、安裝到運營(yíng)管理，方方面面都需要竭力做好，才能在能源成本高漲的今天，為企業(yè)成本控制貢獻力量。盡管我們在實(shí)際應用中無(wú)法完全滿(mǎn)足標準和設計要求，但是只要我們不斷去優(yōu)化空壓機站房各個(gè)不合理之處，從一個(gè)個(gè)節能“點(diǎn)”上積少成多，那么最終會(huì )在整套壓縮空氣系統中達到“面”的突破。
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