壓縮空氣是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用*廣泛的動(dòng)力源之一，擔(dān)負(fù)著為工廠所有氣動(dòng)元件，包括各種氣動(dòng)閥門提供氣源的職責(zé)。同時(shí)它也是大多數(shù)生產(chǎn)型企業(yè)耗能量巨大的**類載能體。壓縮空氣系統(tǒng)由空氣壓縮機(jī)、空氣處理設(shè)音、輸送管網(wǎng)、冷卻設(shè)音、用氣設(shè)音等主要設(shè)音組成，以空氣為介質(zhì)生產(chǎn)壓縮空氣。大部分設(shè)音采用電力驅(qū)動(dòng)，電力消耗量占企業(yè)全部電力消耗的10%~40%，其中空壓機(jī)消耗的電能占系統(tǒng)電能消耗的90%以上0.目前，我國(guó)大部分企業(yè)壓縮空氣系統(tǒng)的能源利收穡日期：2011用率偏低。普遍存在以下問題，空壓機(jī)手動(dòng)開關(guān)機(jī)、加卸載頻繁、長(zhǎng)時(shí)間卸載無法自動(dòng)停機(jī)、壓縮空氣供給壓力不合理、管網(wǎng)壓力損失與泄漏、氣搶噴嘴低效和冷卻水閥門手動(dòng)操作等。壓縮空氣系統(tǒng)的節(jié)能問題已經(jīng)成為空壓機(jī)制造企業(yè)和使用企業(yè)的研究熱點(diǎn)。

　　本文以某工業(yè)企業(yè)空壓站為例，對(duì)該空壓系統(tǒng)的某些關(guān)鍵節(jié)能點(diǎn)進(jìn)行節(jié)能潛力分析，建立數(shù)學(xué)模型，計(jì)算可以節(jié)約的能源成本。結(jié)果表明，節(jié)能潛力分析對(duì)企業(yè)開展節(jié)能工作具有指導(dǎo)意義。企業(yè)通過采取一系列節(jié)能措施后可以有效增加節(jié)能量，降低能源成本。

　　2壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能分析模型空壓機(jī)是把電能轉(zhuǎn)化為壓縮空氣壓力能的主要設(shè)音，由于長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行，其效率的高低直接影響到電能的消耗H.空壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)所消耗的電量可以根據(jù)電動(dòng)機(jī)額定功率、運(yùn)行時(shí)間和運(yùn)行效率，設(shè)定電動(dòng)機(jī)運(yùn)行效率為100%，按如下公式計(jì)算P―裝機(jī)功率，kWt―空壓機(jī)總運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)數(shù)，hn負(fù)―負(fù)載率，空壓機(jī)負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)數(shù)與總運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)數(shù)的比值n空―空載率，空壓機(jī)空載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)數(shù)與總運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)數(shù)的比值k―空載耗電系數(shù)，空壓機(jī)空載時(shí)耗電占全載耗電的比例，取值30%針對(duì)壓縮空氣系統(tǒng)普遍存在的空壓機(jī)手動(dòng)開關(guān)機(jī)、長(zhǎng)時(shí)間卸載無法自動(dòng)停機(jī)、供給壓力不合理和管網(wǎng)壓力損失與泄漏4個(gè)突出問題。設(shè)定企業(yè)存在此4個(gè)問題的節(jié)能潛力分別為4Qi、4Q2、4Q3、4Q4，單位為kWh，則總節(jié)能潛力AQ為―空壓機(jī)手動(dòng)開關(guān)機(jī)節(jié)能潛力AQ2―空壓機(jī)長(zhǎng)時(shí)間卸載無法自動(dòng)停機(jī)節(jié)能潛力AQ3―壓縮空氣供給壓力不合理節(jié)能潛力AQ4―管網(wǎng)壓力損失與泄漏節(jié)能潛力設(shè)定節(jié)能潛力對(duì)應(yīng)的能源成本節(jié)約量為AS，單位為元，則本節(jié)約量現(xiàn)存大多數(shù)空壓機(jī)設(shè)音采用人工手動(dòng)開關(guān)機(jī)，不具音自動(dòng)啟停控制功能。手動(dòng)開關(guān)機(jī)存在如下問題：（1）開機(jī)過早，產(chǎn)生的壓縮空氣不能及時(shí)利用，造成能源流失；（2）開機(jī)不及時(shí)會(huì)使生產(chǎn)用壓縮空氣壓力不夠，影響生產(chǎn)效果；（3）關(guān)機(jī)不及時(shí)會(huì)提升空氣壓力，增大負(fù)載電流，增加耗能。其中問題（1）與（3）將導(dǎo)致空壓機(jī)運(yùn)行時(shí)間增加，浪費(fèi)能源?？諌簷C(jī)開機(jī)時(shí)全負(fù)載運(yùn)行，關(guān)機(jī)時(shí)空載運(yùn)行，由式若采用壓縮機(jī)群專家控制系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)，設(shè)定開關(guān)機(jī)時(shí)間或壓力點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開關(guān)機(jī)功能，做到開關(guān)機(jī)精確控制，能夠有效減少電能的消耗量AQ1，節(jié)約電力成本AS1. 2.2長(zhǎng)時(shí)間卸載運(yùn)行無法自動(dòng)停機(jī)當(dāng)供氣量大于末端用氣量時(shí)，機(jī)組排氣出口壓力上升，當(dāng)出口壓力上升到超過壓力檢測(cè)開關(guān)上限設(shè)定值時(shí)，機(jī)組關(guān)閉空氣入口閥門，轉(zhuǎn)入卸載運(yùn)行中，阿特拉斯公司提供的資料指出，壓縮空氣每增加0. 013MPa的壓力，就要增加能耗1%.空壓機(jī)的輸出壓力每降低0.1MPa，則耗能減少5%~6%0.因此在滿足用氣壓力的情況下盡量降低空壓機(jī)供氣壓力，有利于降低空壓機(jī)耗能，節(jié)約能源成本根據(jù)6提出的氣動(dòng)功率概念，可以表示壓縮空氣所含有的有效能。氣動(dòng)功率計(jì)算公式如下p―空氣絕對(duì)壓力，MPa Pa大氣絕對(duì)壓力，MPa q，―壓縮狀態(tài)下的體積流量，L/min則因壓縮空氣供給壓力不合理導(dǎo)致的節(jié)能潛力，結(jié)合式（8）得的壓縮空氣的氣動(dòng)功率，WP供―空壓機(jī)供給的壓縮空氣絕對(duì)壓力，P需―未經(jīng)過管網(wǎng)，無管網(wǎng)壓力損失和泄漏的壓縮空氣的絕對(duì)壓力，MPa t―壓縮空氣系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間，可知，通過合理調(diào)節(jié)空壓機(jī)供氣壓力，可減少電力消耗AQ，節(jié)約成本A. 2.4管網(wǎng)壓力損失與泄漏壓縮空氣壓力比空氣大，在流經(jīng)空氣處理設(shè)備和管道的過程中由于管網(wǎng)布局不合理、密封效果不佳、檢漏工作不足等原因，導(dǎo)致產(chǎn)生壓力損失和管網(wǎng)泄漏。系統(tǒng)泄漏量經(jīng)常占到系統(tǒng)產(chǎn)氣量的20%~30% =化入-對(duì)企業(yè)壓縮空氣系統(tǒng)存在的以上4個(gè)問題進(jìn)行節(jié)能潛力分析之后我們得出，企業(yè)減少電力消耗AQ，可節(jié)省能源成本費(fèi)用約AS.下面以某工業(yè)企業(yè)壓縮空氣系統(tǒng)為例，分析系統(tǒng)中存在此4個(gè)問題的節(jié)能潛力。

　　3某企業(yè)空壓系統(tǒng)節(jié)能潛力分析某工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)部門的壓縮空氣主要由該廠的空壓站提供，空壓站現(xiàn)配音了3臺(tái)離心式空壓機(jī)和4臺(tái)螺桿空壓機(jī)，銘牌參數(shù)與運(yùn)行數(shù)據(jù)如表1所示。

　　表1某工業(yè)企業(yè)空壓機(jī)參數(shù)與數(shù)據(jù)序電機(jī)額定輸出累計(jì)小時(shí)空壓機(jī)型號(hào)功率電壓流量壓力運(yùn)行加載手動(dòng)開關(guān)機(jī)：提前開機(jī)的平均時(shí)間為78h，延遲關(guān)機(jī)的平均時(shí)間為56h；長(zhǎng)時(shí)間卸載運(yùn)行無法自動(dòng)停機(jī)：設(shè)長(zhǎng)時(shí)間卸載運(yùn)行而沒有停機(jī)的平均運(yùn)行時(shí)間為整個(gè)空壓機(jī)平均卸載總時(shí)數(shù)的1/4，即為814h；供給壓力不合理：空壓機(jī)供給的壓縮空氣絕對(duì)壓力0.88MPa；未經(jīng)過管網(wǎng)，無管網(wǎng)壓力損失和泄漏的壓縮空氣的絕對(duì)壓力0.流量為133981.41L/min；空壓系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間為34400h；管網(wǎng)壓力損失與泄漏：管網(wǎng)入口壓縮空氣的絕對(duì)壓力0.83MPa；管網(wǎng)出口壓縮空氣的絕對(duì)壓力0.8MPa；平均流量為133981.41L/min；空壓系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間為34400h.根據(jù)以上企業(yè)壓縮空氣系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，運(yùn)用空壓系統(tǒng)運(yùn)行能源成本模型可計(jì)算出節(jié)能潛力，如表2.表2某工業(yè)企業(yè)壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能潛力手動(dòng)開關(guān)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間卸載無法供給壓力不合理管網(wǎng)壓力損失與節(jié)能潛力自動(dòng)停機(jī)節(jié)能潛力節(jié)能潛力泄漏節(jié)能潛力咕（萬元）企業(yè)空壓站運(yùn)行至今，共計(jì)消耗電力為95萬元。對(duì)壓縮空氣系統(tǒng)普遍存在的4個(gè)突出問題，進(jìn)行節(jié)能潛力分析可知：解決問題后可節(jié)約的電量約3085592.27kWh；可節(jié)約的電力成本約169. 71萬元，占?jí)嚎s空氣系統(tǒng)能源成本總額的2.58%. 4節(jié)能措施4.1壓縮機(jī)群專家控制系統(tǒng)空壓機(jī)群專家控制系統(tǒng)成為目前空壓機(jī)群控制節(jié)能新技術(shù)。該控制系統(tǒng)根據(jù)壓力需求變化"，集中控制不同空壓機(jī)的啟停、加卸載等，保持系統(tǒng)一直有合適數(shù)量和容量的壓縮機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)。

　　本系統(tǒng)具音空壓機(jī)自動(dòng)啟?？刂坪妥詫W(xué)習(xí)功能，能夠合理配置空壓機(jī)，均衡各空壓機(jī)的運(yùn)行時(shí)間，有效減少空壓機(jī)卸載時(shí)間段的運(yùn)行時(shí)間。還可根據(jù)壓縮機(jī)群配置信息，在保障*低供氣壓力的前提下，將先進(jìn)的專家控制經(jīng)驗(yàn)寫入控制算法，實(shí)現(xiàn)*優(yōu)化控制，從而實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)群運(yùn)行能耗*小，輸出壓力平穩(wěn)。

　　4.2壓縮空氣測(cè)試系統(tǒng)為減少泄漏量秦宏波等提出了可以通過壓縮空氣測(cè)試系統(tǒng)直接測(cè)試系統(tǒng)流量、壓力和空壓機(jī)功率等參數(shù)的變化（這是評(píng)估壓縮空氣系統(tǒng)泄漏量的*直接和*精確的方法9）。

　　壓縮空氣測(cè)試系統(tǒng)，具有對(duì)系統(tǒng)流量、空壓機(jī)功率和系統(tǒng)壓力等參數(shù)的變化數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和記錄的功能。通過繪制壓力梯度曲線，對(duì)系統(tǒng)各部分阻力是否正常進(jìn)行分析，評(píng)估系統(tǒng)運(yùn)行效率，為優(yōu)化系統(tǒng)提供依據(jù)110.壓縮空氣系統(tǒng)測(cè)試可以建立系統(tǒng)運(yùn)行基準(zhǔn)，挖掘系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化潛力，為節(jié)能技術(shù)的成功應(yīng)用提供可靠依據(jù)。

　　4.3在線故障分析與診斷技術(shù)在線故障分析與珍斷技術(shù)的特點(diǎn)：（1）設(shè)音性能分析與故障珍斷，及時(shí)預(yù)警與報(bào)警；（2）采集數(shù)據(jù)去噪過濾及有效性珍斷技術(shù)；（3）管網(wǎng)壓損分析與評(píng)價(jià)，減少不合理壓降帶來的損失以4）管網(wǎng)泄漏珍斷，減少氣體泄漏量。查找泄漏*好的辦法是應(yīng)用超聲波檢漏儀，通過預(yù)防性維護(hù)程序可以大大降低泄漏量。

　　5結(jié)論本文通過對(duì)企業(yè)壓縮空氣系統(tǒng)普遍存在的4個(gè)問題建立能耗模型，分析節(jié)能潛力。結(jié)合某工業(yè)企業(yè)壓縮空氣系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，計(jì)算節(jié)能量，得出以下結(jié)論：工業(yè)企業(yè)壓縮空氣系統(tǒng)存在4個(gè)突出問題，手動(dòng)開關(guān)機(jī)、長(zhǎng)時(shí)間卸載無法自動(dòng)停機(jī)、供給壓力不合理和管網(wǎng)壓力損失與泄漏；針對(duì)此類問題可以通過建立模型，進(jìn)行節(jié)能潛力分析；模型應(yīng)用于某企業(yè)壓縮空氣系統(tǒng)，可知節(jié)能潛力約3085592. 71萬元電力成本；應(yīng)用壓縮機(jī)群專家控制系統(tǒng)、壓縮空氣測(cè)試系統(tǒng)和在線故障分析與珍斷技術(shù)等先進(jìn)節(jié)能技術(shù)，對(duì)企業(yè)進(jìn)行節(jié)能改造，提高空壓機(jī)運(yùn)行效率，增加能源利用率。減少能源消耗。降低能源成本。