空壓機節(jié)能方案匯總

北京時代科儀新能源科技有限公司

目 錄

TOC \o "1-3" \h \u 第一章  前  言............................................................................................................... PAGEREF _Toc460320663 \h 3

第二章 空壓機的類型和節(jié)能的方向................................................................................. PAGEREF _Toc460320664 \h 4

2.1 活塞空壓機........................................................................................................ PAGEREF _Toc460320665 \h 4

2.2 螺桿空壓機........................................................................................................ PAGEREF _Toc460320666 \h 4

2.3 離心空壓機........................................................................................................ PAGEREF _Toc460320667 \h 4

2.4 其它類型空壓機................................................................................................. PAGEREF _Toc460320668 \h 4

2.5 空壓機節(jié)能方案可行的方向................................................................................ PAGEREF _Toc460320669 \h 4

第三章 空壓機系統(tǒng)監(jiān)控節(jié)能方案..................................................................................... PAGEREF _Toc460320670 \h 5

3.1 空壓機系統(tǒng)監(jiān)控節(jié)能的設計思路......................................................................... PAGEREF _Toc460320671 \h 5

3.2 空壓機系統(tǒng)監(jiān)控的硬件基礎................................................................................ PAGEREF _Toc460320672 \h 5

3.3 空壓機系統(tǒng)監(jiān)控的實施....................................................................................... PAGEREF _Toc460320673 \h 6

第四章 空壓機群控節(jié)能方案............................................................................................ PAGEREF _Toc460320674 \h 7

4.1 時代科儀空壓機群控系統(tǒng)的整體架構.................................................................. PAGEREF _Toc460320675 \h 8

4.2 時代科儀空壓機群控系統(tǒng)的實施步驟.................................................................. PAGEREF _Toc460320676 \h 8

第五章 空壓機本體節(jié)能利器—空壓機節(jié)電王................................................................... PAGEREF _Toc460320677 \h 8

5.1 空壓機節(jié)電王的原理.......................................................................................... PAGEREF _Toc460320678 \h 9

5.2 空壓機節(jié)電王的特征.......................................................................................... PAGEREF _Toc460320679 \h 9

5.3 空壓機節(jié)電王的控制邏輯................................................................................... PAGEREF _Toc460320680 \h 9

5.4 專利資質.......................................................................................................... PAGEREF _Toc460320681 \h 10

5.5 主控制器.......................................................................................................... PAGEREF _Toc460320682 \h 10

5.6 產品型錄.......................................................................................................... PAGEREF _Toc460320683 \h 11

5.7 香飄飄應用案例................................................................................................ PAGEREF _Toc460320684 \h 11

5.8 礦業(yè)應用案例................................................................................................... PAGEREF _Toc460320685 \h 12

5.9 鋼鐵應用案例................................................................................................... PAGEREF _Toc460320686 \h 12

5.10 食品及制藥應用案例....................................................................................... PAGEREF _Toc460320687 \h 13

第六章 大型離心空壓機節(jié)電王—實現(xiàn)極大的經(jīng)濟效益.................................................... PAGEREF _Toc460320688 \h 13

6.1 離心空壓機實施節(jié)能的必要性.......................................................................... PAGEREF _Toc460320689 \h 13

6.2 用戶需求和市場前景........................................................................................ PAGEREF _Toc460320690 \h 14

6.3 離心空壓機節(jié)電王概述..................................................................................... PAGEREF _Toc460320691 \h 14

6.4 節(jié)能原理.......................................................................................................... PAGEREF _Toc460320692 \h 14

6.4 北京時代科儀的技術特征................................................................................. PAGEREF _Toc460320693 \h 14

6.5 實施案例.......................................................................................................... PAGEREF _Toc460320694 \h 15

第七章 空壓機的氣源更換節(jié)能---節(jié)能型螺桿空壓機..................................................... PAGEREF _Toc460320695 \h 16

7.1 使用節(jié)能型螺桿空壓機的意義.......................................................................... PAGEREF _Toc460320696 \h 16

7.2 用戶需求和市場前景........................................................................................ PAGEREF _Toc460320697 \h 16

7.3 技術概述.......................................................................................................... PAGEREF _Toc460320698 \h 16

7.4 型號................................................................................................................. PAGEREF _Toc460320699 \h 17

第八章 氣體傳輸管路和末梢優(yōu)化節(jié)能............................................................................ PAGEREF _Toc460320700 \h 17

8.1 儲氣罐容量不足............................................................................................... PAGEREF _Toc460320701 \h 18

8.2 直角彎頭.......................................................................................................... PAGEREF _Toc460320702 \h 18

8.3 管路走向不良................................................................................................... PAGEREF _Toc460320703 \h 18

8.4 末梢儲能不足................................................................................................... PAGEREF _Toc460320704 \h 18

8.5 采取分壓供氣................................................................................................... PAGEREF _Toc460320705 \h 19

8.6 氣體部件更換和漏點偵測................................................................................. PAGEREF _Toc460320706 \h 19

第九章 空壓機余熱利用節(jié)能.......................................................................................... PAGEREF _Toc460320707 \h 19

9.1 空壓機余熱制熱水............................................................................................ PAGEREF _Toc460320708 \h 19

9.2 空壓機余熱制冷............................................................................................... PAGEREF _Toc460320709 \h 19

第十章 空壓機附屬干燥機節(jié)能....................................................................................... PAGEREF _Toc460320710 \h 20

10.1 冷干機聯(lián)動..................................................................................................... PAGEREF _Toc460320711 \h 20

10.2 吸干機優(yōu)化..................................................................................................... PAGEREF _Toc460320712 \h 20

10.3 智能疏水閥..................................................................................................... PAGEREF _Toc460320713 \h 20

后  記........................................................................................................................... PAGEREF _Toc460320714 \h 20

第一章 前 言

在各種工業(yè)企業(yè)中，壓縮空氣都屬于標準配置，由于其特性優(yōu)良，廣泛應用于多種場合，成為繼燃料、電力之后的第三大能源。空壓機作為產生壓縮空氣的設備，廣泛應用于化工、礦山、冶金、電力、紡織、造紙、塑膠、煙草、食品、制藥等各種行業(yè)。

用于產生壓縮空氣的空壓機是工業(yè)企業(yè)的重點耗能設備，具備節(jié)能潛力。在空壓機的使用成本中，設備購置成本僅占5%，維護成本占18%，電費占到了驚人的77%，實施空壓機節(jié)能將會顯著降低空壓機的使用成本。

空壓機耗電量占主要工業(yè)設備耗電量的15%，全國空壓機每年耗電量約為2500億千瓦時。按照全國空壓機平均節(jié)電15%，平均電價0.65元計算，每年將創(chuàng)造節(jié)能效益244億元，市場前景廣闊。

為了實現(xiàn)空壓機的節(jié)能，北京時代科儀新能源科技有限公司提出了空壓機綜合節(jié)能方案。北京時代科儀是國家高新技術企業(yè)，專業(yè)從事節(jié)能系統(tǒng)研發(fā)、生產、銷售與服務，為用戶企業(yè)提供綜合節(jié)能服務。公司研發(fā)中心位于北京市海淀區(qū)上地中關村科技園區(qū)，擁有一批具有高科技節(jié)能技術的研發(fā)隊伍和高素質、高學歷的營銷團隊，擁有多項專利技術和專有技術，致力于將節(jié)能事業(yè)推向前進。

同時，公司還是雙軟企業(yè)、國家發(fā)改委備案的節(jié)能服務公司、全國節(jié)能環(huán)保促進會會員單位、中國節(jié)能協(xié)會節(jié)能服務產業(yè)委員會會員單位、國際低碳經(jīng)濟研究中心特邀產品專家顧問。公司產品和技術涉及工業(yè)傳動節(jié)能、電力并網(wǎng)節(jié)能、工業(yè)能源綜合管理、城市節(jié)能等領域。公司全面實施ISO9001國際質量管理體系，為產品品質提供了強有力的保障。

作為國內專業(yè)化ESCO（節(jié)能服務提供商），公司自成立以來，一直致力于為用戶提供全方位的節(jié)能解決方案，幫助用戶降低經(jīng)營成本、創(chuàng)造利潤。公司組建了一支集節(jié)能環(huán)保設備研發(fā)、生產、銷售及服務為一體的專業(yè)化的團隊，并為清華大學、北京交通大學、北京信息科技大學、中科院工程熱物理研究所、中科院電工研究所等提供了設備或者具有合作關系。

根據(jù)多年的實踐經(jīng)驗，本文從專業(yè)的角度，對各種可行的節(jié)能技術逐一進行列舉，并闡述空壓機節(jié)能的綜合方案，以便服務于廣大的生產企業(yè)，為大家提供參考。

第二章 空壓機的類型和節(jié)能的方向

空壓機是一種通過壓縮動作使得空氣的壓強增大，從而具備做功能力的機械。通常，具備較高實用價值的空壓機有活塞空壓機、螺桿空壓機、離心空壓機等，具備不同的運行方式，效率也有差別。

2.1 活塞空壓機

活塞空壓機是一種定容、往復式壓縮機，主要通過氣缸、活塞、閥門的運動配合，完成吸氣-封閉-壓縮-排氣周期。其優(yōu)點是壓力范圍大、穩(wěn)定性好、排氣壓力穩(wěn)定，其缺點是體積大而笨重、運行維護費用相對較高?；钊諌簷C目前主要應用在高壓力壓縮等特殊領域。

2.2 螺桿空壓機

螺桿空壓機是一種定容、回轉式壓縮機，主要通過螺桿的嚙合和回轉運動，完成吸氣-封閉-壓縮-排氣周期。其優(yōu)點是堅固耐用、維護方便，其缺點是輸出壓力不甚穩(wěn)定，同等條件下的能源效率不及活塞空壓機。螺桿空壓機又分為雙螺桿空壓機和單螺桿空壓機，目前市場占有率較大的是雙螺桿空壓機，具有絕大多數(shù)，但某些廠家的優(yōu)質單螺桿空壓機也不可小覷。

2.3 離心空壓機

離心空壓機是一種變容、葉輪式壓縮機，主要通過葉輪的高速旋轉，形成離心力，促使空氣高速流動，并藉由增壓器的轉換作用，產生一定壓力和流量的壓縮空氣，工作流程為吸氣-增速-擴壓-排出。其優(yōu)點是流量大、無油，其缺點是容量調節(jié)困難、容易誘發(fā)喘振等。

2.4 其它類型空壓機

其它具備實用價值的空壓機有渦旋式、滑片式、軸流式空壓機等，都可歸結到定容、變容等壓縮方式，與前述空壓機的分析過程較為近似，考慮到它們的臺數(shù)較少，在此不單獨論述，本文的分析過程也適合這些空壓機。

2.5 空壓機節(jié)能方案可行的方向

為了實現(xiàn)空壓機節(jié)能，我們可以從系統(tǒng)整體監(jiān)控、空壓機群控優(yōu)化、空壓機單體控制、氣源優(yōu)化、輸送管道優(yōu)化、末端用氣優(yōu)化、余熱利用、附屬干燥機優(yōu)化、整體綜合方案等角度和方向進行研究，確定可行的技術方案。北京時代科儀在這些領域都有較大規(guī)模的應用，并取得相應的效果。

第三章 空壓機系統(tǒng)監(jiān)控節(jié)能方案

北京時代科儀新能源科技有限公司通過多年的實踐，對大多數(shù)空壓機節(jié)能方案都做出了較好的案例，在此逐一列舉空壓機系統(tǒng)的各種節(jié)能方案，并形成綜合節(jié)能優(yōu)勢，希望能夠對大家起到參考作用。在過去的幾年中，我們對空壓機的各種節(jié)能方案進行了統(tǒng)一的研究，在此對有效的節(jié)能方案進行分門別類的敘述，本章主要介紹空壓機系統(tǒng)監(jiān)控節(jié)能方案。

3.1 空壓機系統(tǒng)監(jiān)控節(jié)能的設計思路

企業(yè)中的空壓機系統(tǒng)通常采用群組方式工作，每一套空壓機系統(tǒng)含有多臺空壓機，其運行狀態(tài)各異，空壓機系統(tǒng)的主要性能指標為氣電比，而在通常的粗放運行方式下，系統(tǒng)的氣電比得不到保證，整體運行性能存在波動。通過對空壓機系統(tǒng)實施監(jiān)控，能夠對各臺空壓機的運行情況和系統(tǒng)的整體性能進行管理，實現(xiàn)最大效能。

1、構建一個全面的信息系統(tǒng)，對于供應狀況、設備狀況、能耗狀況、能源效率、維保狀況等都進行全面的監(jiān)控，監(jiān)控手段先進，并能提出節(jié)能建議、維保定時提醒，屬于專利技術。本方案僅監(jiān)控管理系統(tǒng)的功能就已經(jīng)大大超出目前市面上空壓機聯(lián)控系統(tǒng)的范疇。

2、監(jiān)控終端功能強大，每臺空壓機具有256路數(shù)據(jù)存儲，可以全方位監(jiān)控空壓機的運行狀況，實時核算制氣效率、氣電比，并具有小時、天、月、單班能效記錄，尖、峰、平、谷能效分析等功能，屬于專利技術。

3、配合空壓機節(jié)電王，提供單組空壓機的核心節(jié)能功能，在合適的條件下能大幅降低空壓機的實際能耗，起到節(jié)能的作用，也是專利技術。

3.2 空壓機系統(tǒng)監(jiān)控的硬件基礎

北京時代科儀的核心監(jiān)控設備是監(jiān)控云終端，能夠兼容各種品牌、不同系列、年份的空壓機，完全自主研發(fā)，具有完善的專利保護：發(fā)明專利兩項，實用新型專利三項。

201210068789.5  一種能源監(jiān)控系統(tǒng) 發(fā)明專利

201220098179.5  一種能源監(jiān)控系統(tǒng) 實用新型專利

201220098189.9  一種用于能源監(jiān)控的終端 實用新型專利

時代科儀空壓機能源監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)的主要硬件手段----能源監(jiān)控云終端：

3.3 空壓機系統(tǒng)監(jiān)控的實施

空壓機監(jiān)控系統(tǒng)是一個完整的硬件、軟件復合系統(tǒng)，用于企業(yè)對空壓機的全面科學管理。是集空壓機數(shù)據(jù)監(jiān)控、群組管理、健康管理、能源管理、節(jié)能管理為一體的綜合性信息化解決方案。

監(jiān)控管理軟件界面部分示例圖

空壓機能源監(jiān)控系統(tǒng)針對企業(yè)空壓機的管理問題：當前，空壓機車間的運行由動力部門管理，絕大多數(shù)僅以保證生產供氣壓力為運行目標，其運行能耗作為輔助監(jiān)測對象，缺乏自動的控制管理手段。企業(yè)空壓機普遍存在的問題：供氣壓力設置過高、壓力波動范圍大、加卸載頻繁、保養(yǎng)費用高、數(shù)據(jù)記錄困難、故障處理不及時等等。通過監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)：

※ 全面、安全、可靠的日常管理

※ 直觀、穩(wěn)定、自動的群組管理

※ 詳盡、節(jié)能、有效的能源管理

※ 個性、快速、輕松的健康管理

※ 實在、靈活、簡單的節(jié)能管理

時代科儀空壓機能源監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是：

1、空壓機檔案管理的問題

空壓機及配套系統(tǒng)的額定參數(shù)報表：品牌、廠家、額定產氣量、額定壓力、額定功率、額定電流、額定電壓；

空壓機的運行數(shù)據(jù)的報表：年報表、月報表、日報表及任意一時間段的數(shù)據(jù)報表，數(shù)據(jù)包含壓力、流量、溫度、電壓、電流、功率、制氣效率等200多個運行數(shù)據(jù)；

空壓機的維保狀況報表：如：何時換的油、何時換的濾芯、何時對空壓機進行了什么維護等等；

空壓機異常狀況處理報表：何時數(shù)據(jù)異常，何人采取了何種手段解決等；

空壓機能效分析及節(jié)能策略建議、維保提醒日志、人員的隨即評論及操作日志等報表。

2、空壓機健康管理問題

數(shù)據(jù)異?；蚬收蠄缶寒敂?shù)據(jù)出現(xiàn)任何異常時，及時報警、以短信的方式反饋到相關負責人，避免對企業(yè)造成大的損失；

維保提醒：需要進行維保前，自動發(fā)短信提醒，并自動記錄在系統(tǒng)檔案中。

3、空壓機運行數(shù)據(jù)實時監(jiān)測的問題

實時監(jiān)測空壓機群組（或單臺）運行時的壓力、流量、功耗曲線；流量、溫度、電壓、電流、功率、制氣效率等200多個運行數(shù)據(jù)。

4、空壓機的能效分析

分析系統(tǒng)和單臺設備的能源消耗規(guī)律、時段分析、成分分析等，對比分析各臺設備的能源效率。

5、節(jié)能策略建議

內置空壓機節(jié)能專家知識庫，自動根據(jù)當前及前一段時間的運行狀況給出節(jié)能的建議，企業(yè)操作人員根據(jù)提供的節(jié)能策略來操作，有節(jié)能的效果。

第四章 空壓機群控節(jié)能方案

在對空壓機群體搭建了監(jiān)控系統(tǒng)的基礎上，就能夠對各臺空壓機進行人性化的管理，通過實時的評估、統(tǒng)籌運行，發(fā)揮最大效能。以下介紹時代科儀空壓機群控系統(tǒng)：

4.1 時代科儀空壓機群控系統(tǒng)的整體架構

系統(tǒng)架構圖(含核心節(jié)能設備空壓機節(jié)電王)

4.2 時代科儀空壓機群控系統(tǒng)的實施步驟

1、安裝監(jiān)控云終端，實時監(jiān)控工作狀態(tài)、能效狀態(tài)等參數(shù)，實現(xiàn)智能管理的基礎；該項工作也為節(jié)電量和節(jié)電率的預估提供前期數(shù)據(jù)。

2、在此基礎上建立空壓機管理計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)，對壓縮氣體供應狀態(tài)、設備狀態(tài)、能耗狀況、維保計劃等進行全方位管理。

3、運行過程中，進行自動決策，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的經(jīng)濟運行，并且建立一個詳細的日志系統(tǒng)降低設備運行的故障率，同時具有一個詳細的維保計劃能夠定時提醒維保動作，對于壓縮空氣的供應具有更好的保障。

4、本監(jiān)控系統(tǒng)既可與企業(yè)的綜合監(jiān)控系統(tǒng)相連接，又可以作為企業(yè)綜合監(jiān)控系統(tǒng)（或能源監(jiān)控系統(tǒng)）的前期工程，企業(yè)可以在此系統(tǒng)的基礎上進一步搭建企業(yè)的綜合監(jiān)控系統(tǒng)（或能源監(jiān)控系統(tǒng)）。

第五章 空壓機本體節(jié)能利器—空壓機節(jié)電王

前述監(jiān)控和管理系統(tǒng)主要針對空壓機群組，對整體進行合理的管理，實現(xiàn)管理節(jié)能。而對于群組里面的各臺空壓機本體，采用國家創(chuàng)新基金研究課題：空壓機節(jié)電王，對空壓機本體進行節(jié)能。

5.1 空壓機節(jié)電王的原理

空壓機節(jié)電王是一套硬件和軟件復合系統(tǒng)，含有測量部件、計算部件、驅動部件、切換部件、顯示部件等各個部分，通過對空壓機的運行參數(shù)進行測量，選擇內置的10種算法進行分析，對空壓機的運行加以控制，保持空壓機在穩(wěn)定的轉速工作。

通過內置的控制系統(tǒng)，主要解決以下常見問題，并獲得節(jié)電效果：

用戶設備存在的問題	危害性	我們的解決方案	預期節(jié)電
頻繁加卸載	出現(xiàn)空載損耗且氣壓不穩(wěn)	人工智能穩(wěn)定控制，避免卸載	5~25%
管路上的壓力損失	氣壓虛高，壓縮阻力大	供氣速率平緩化控制算法	3~6%
壓縮比配置偏高	壓縮和排氣損失加大	平緩控制算法降低損失壓縮比	2~8%
變頻技術引起轉速波動	損傷螺桿，并出現(xiàn)嘔油現(xiàn)象	轉速很穩(wěn)，不會頻繁變動	3~5%
頻繁起停	功耗大且損傷螺桿	智能休眠及軟啟動控制	1~2%
綜合節(jié)電率			15~45%

5.2 空壓機節(jié)電王的特征

空壓機節(jié)電王屬于國家創(chuàng)新基金研發(fā)課題，獲得國家科研資金獎勵支持，采用了綜合的專家經(jīng)驗控制理論，并結合現(xiàn)場各種條件，創(chuàng)造出10種控制算法，充分利用現(xiàn)場的實際條件作出最優(yōu)控制決策。

與常見技術相比，本產品具有以下優(yōu)勢：

技術類型	控制原理	優(yōu)缺點	參考單位產量
加卸載控制	通過閥門的啟閉控制進氣量	優(yōu)點：成本低 缺點：波動大、效率差	10立方米/度電
變頻控制	變頻調節(jié)轉速的PID恒壓供氣	優(yōu)點：轉速可調、軟啟動 缺點：轉速周期性波動、可能嘔油，在相當比例的空壓機上無法安裝	11立方米/度電
空壓機節(jié)電王	根據(jù)現(xiàn)場條件采取的最優(yōu)控制	優(yōu)點：轉速非常穩(wěn)定，同時氣壓穩(wěn)定，降低空壓機噪音，安裝連接方便 缺點：部分現(xiàn)場應控制節(jié)電率，以免油溫過低	13立方米/度電

5.3 空壓機節(jié)電王的控制邏輯

在正常狀態(tài)下，用戶的用氣量和管路氣壓存在波動，采用上述不同的控制方式，工作曲線和使用效果如下：

空壓機節(jié)電王與變頻技術最主要的區(qū)別在于，其轉速是非常穩(wěn)定的，避免了變頻技術帶來的轉速持續(xù)追蹤、持續(xù)擺動的問題，從而確保了螺桿空壓機的正常運行。在轉速非常穩(wěn)定的前提下，用戶的氣壓也是穩(wěn)定的，之所以能夠做到轉速和氣壓都較為穩(wěn)定，主要歸功于空壓機節(jié)電王的人工智能算法。圖中是以工作模式9為例進行解說的，其余工作模式亦具有較好的效果。

5.4 專利資質

專利資質：

5.5 主控制器

內置能源監(jiān)控云終端：

能源監(jiān)控云終端是空壓機節(jié)電王的核心控制器，專利號：201220098189.9。 ○內置電量分析計量功能，能自動分析空壓機在尖、峰、平、谷各個時段的耗電量，并能自動記錄節(jié)電量。 ○自動評估空壓機的效能，并給出最佳控制方式。 ○節(jié)電考核方式簡單：運行中可切換到非節(jié)電狀態(tài)，通過計算，確認節(jié)電率。

5.6 產品型錄

型號	適配 空壓機功率 (kW)	寬度 (mm)	厚度(mm)	高度 （mm）	電纜線徑 （mm2）
KYK-0.4-055	45	600	700	2200	50
KYK-0.4-075	55	600	700	2200	50
KYK-0.4-090	75	800	900	2200	70
KYK-0.4-110	90	800	900	2200	95
KYK-0.4-132	110	800	900	2200	95
KYK-0.4-160	132	800	900	2200	120
KYK-0.4-185	160	800	900	2200	150
KYK-0.4-200	185	1000	1000	2200	150
KYK-0.4-220	200	1000	1000	2200	185
KYK-0.4-250	220	1000	1000	2200	240
KYK-0.4-280	250	1000	1000	2200	240
KYK-0.4-315	280	1000	1000	2200	300

5.7 香飄飄應用案例

香飄飄食品股份有限公司

香飄飄食品集團主打產品為風味奶茶，其產銷量驚人，其中壓縮空氣是生產的重要工序。

該集團在湖州、成都、天津三個生產基地所使用的空壓機節(jié)電王共10套，空壓機的節(jié)能效果在20%左右，全產業(yè)節(jié)能達到15%左右。

5.8 礦業(yè)應用案例

山東鑫國礦業(yè)（國莊礦）

國莊礦屬于國有大型煤礦，礦井使用空壓機主要是為掘進提供動力，并作為應急備用氣源。由于其管道距離較長，因此對供氣質量要求很高。

礦井采用的空壓機為6kV供電的居多，對于這種中、高壓空壓機，我們也有成熟的節(jié)能設備，運行非常穩(wěn)定。

本現(xiàn)場使用的空壓機本身已經(jīng)是國產一流品牌，屬于高效節(jié)能型空壓機，但采用空壓機節(jié)電王之后仍然挖掘出了節(jié)能潛力。

節(jié)能空間的大小是現(xiàn)場的運行條件決定的。采用時代科儀空壓機節(jié)電王之后，節(jié)電效果達到25%~30%。實測諧波含量極低，甚至可以忽略，對電網(wǎng)不存在污染。

5.9 鋼鐵應用案例

永興特種不銹鋼股份有限公司

永興特種不銹鋼股份有限公司主要生產特種不銹鋼線材，其產品具有特色，品質穩(wěn)定，在專有領域的市場占有率很高。

在金屬冶煉行業(yè)，空壓機主要用于空分氣源和生產動力氣源，對壓縮空氣的使用量非常大，能耗也非常高，節(jié)能減排十分必要。

在該現(xiàn)場，空壓機節(jié)電王發(fā)揮了很好的節(jié)能效果，不但使得空壓機的運行更加持續(xù)穩(wěn)定，噪音下降，還實現(xiàn)了30%以上的節(jié)能率。

5.10 食品及制藥應用案例

蒙牛乳業(yè)

蒙牛乳業(yè)的乳品加工廠星羅棋布，其中大部分乳品加工廠都選用了時代科儀的空壓機節(jié)電王產品進行節(jié)能改造。

在乳品行業(yè)，空壓機主要為自動化生產線供應壓縮空氣，但是生產的季節(jié)性比較強。

通過空壓機節(jié)電王的自動調節(jié)運行，從而使得空壓機的整體耗能節(jié)省10%左右，且噪音降低5分貝以上，維護成本下降25%左右。

第六章 大型離心空壓機節(jié)電王—實現(xiàn)極大的經(jīng)濟效益

6.1 離心空壓機實施節(jié)能的必要性

6.2 用戶需求和市場前景離心空壓機是大、中型企業(yè)的主要動力設備之一，用途較為廣泛，同時也是耗電大戶，其運轉成本占企業(yè)電力成本的30%以上，在有些企業(yè)甚至達到60%左右。時代科儀經(jīng)過數(shù)年的潛心研究和實踐，結合航空、航天技術，推出了離心空壓機節(jié)電王。該產品的推出改善了能耗高的問題，能夠顯著降低運行成本，同時還具有提高離心空壓機產能、減少配電需求的作用。

離心空壓機的能耗成本占企業(yè)運營成本的比重很大，這一類高能耗的設備給企業(yè)帶來了沉重的電費負擔，特別是對于普通的工業(yè)企業(yè)，由于市場競爭的影響，其利潤率不高，甚至長期在盈虧線上掙扎，高能耗設備有可能成為“壓垮駱駝的最后一根稻草”，使企業(yè)步履維艱，甚至走上停工、停產的道路。即使對于效益較好的企業(yè)，也可以未雨綢繆，降低能耗成本，因此對于離心空壓機這種用電大戶應該優(yōu)先考慮節(jié)能。類似地，對于大型離心式鼓風機，也可以采用離心空壓機節(jié)電王進行節(jié)能。離心空壓機節(jié)電王廣泛應用在制藥、化工、污水處理、玻璃、焦化、金屬冶煉等領域，具有廣闊的市場潛力，以每臺設備平均節(jié)約成本200萬元/年，粗略估計全國適合改造的設備有3500余臺，市場需求為70億元/年。

6.3 離心空壓機節(jié)電王概述

該設備離心空壓機添加的一套附屬的節(jié)能設備，包含“人工智能控制中心”和特制的高壓驅動裝置兩部分。本節(jié)能產品填補了離心空壓機節(jié)能調節(jié)的技術空白，處于國際和國內領先水平。

6.4 節(jié)能原理

為了提高離心空壓機的能效，降速運行、全部打開進口閥門（導葉）是解決耗能問題的有效途徑。然而，速度調節(jié)受到離心空壓機固有的“喘振”問題的影響，以往沒有成功應用的案例。時代科儀采用“人工智能”與“大數(shù)據(jù)”融合的專家控制系統(tǒng)，攻克了“喘振”難題，并成功應用在高壓離心空壓機，通過實時在線式調控運行，節(jié)能效果非常明顯，系統(tǒng)運行十分穩(wěn)定，效率大大提高。

6.4 北京時代科儀的技術特征

該技術借鑒了高壓變頻器對電機的轉速的調節(jié)功能，并根據(jù)離心空壓機的特殊要求，對變頻技術進行了專門改進、升級，屬于特有技術，具有安全、穩(wěn)定、高效的特點，尤其是具有瞬時斷電不跳車的特點，能夠解除電網(wǎng)瞬時斷電對空壓機的威脅，顯著提高了現(xiàn)有系統(tǒng)的可靠性?？諌簷C節(jié)電王就像一名不知疲倦的專家不斷地對系統(tǒng)進行實時控制，提高企業(yè)的自動化水平和管理水平。

啟動電流降低至原來的30%

產能提高5%~15%

配電容量需求下降25%

防止 喘振

節(jié)能效果8%~23%

解除電網(wǎng)瞬時停電威脅

實現(xiàn)全自動運行

與常見技術相比，本技術具有以下優(yōu)勢：

技術類型	控制原理	優(yōu)缺點	適應場合
入口蝶閥或者導葉調節(jié)	限制進氣量	優(yōu)點：成本低 缺點：波動大、效率差	用氣量較大
變頻控制	用變頻器降低轉速	優(yōu)點：轉速可調、軟啟動 缺點：轉速調節(jié)范圍極窄，否則喘振，只能高速運轉，幾乎沒有節(jié)電效果	希望實現(xiàn)軟啟動
離心空壓機節(jié)電王	人工智能控制 解決了喘振問題	優(yōu)點：填補了轉速自由調節(jié)的技術空白，實現(xiàn)大范圍節(jié)能 缺點：未見缺點	具有節(jié)能空間 希望實現(xiàn)節(jié)能

離心空壓機節(jié)電王在制藥、化工、污水處理、玻璃、焦化、金屬冶煉等領域獲得廣泛應用。位于山東省濟寧市的“勝利生物”項目（屬于中農發(fā)集團），該企業(yè)采用離心空壓機節(jié)電王之后，空壓機運轉正常，氣壓和供氣量沒有降低，離心空壓機的能耗顯著下降，杜絕了“喘振”現(xiàn)象，且離心空壓機的產能提高。

6.5 實施案例

勝利生物通過離心空壓機節(jié)電王的使用，達到了以下節(jié)能效果：

比較項目	節(jié)能之前	離心空壓機節(jié)電王 一期工程	離心空壓機節(jié)電王 二期工程
啟動電流	>600A	160A	160A
節(jié)電率	0%	21.62%	23.88%
最大產能	47000Nm3/h	≥51700 Nm3/h	≥51700 Nm3/h
排氣溫度	170℃	145℃	143℃
軸承溫度	54℃	51℃	51℃
設備振動	1.0mm/s	1.0mm/s	1.0mm/s
節(jié)能項目降低了能耗、提高了產能、降低了配電容量需求。

第七章 空壓機的氣源更換節(jié)能---節(jié)能型螺桿空壓機

7.1 使用節(jié)能型螺桿空壓機的意義

在當今的工業(yè)領域，螺桿空壓機由于堅固耐用、便于維護的特性，成為保有量最大的空壓機類型，用途非常廣泛。然而，螺桿空壓機的能源利用率仍然在低位徘徊，輸入給螺桿空壓機的電力只有大約20%轉化為有效的壓縮空氣動力，其余全部轉化為熱。如果將螺桿空壓機自身的效率提高，實現(xiàn)節(jié)能型螺桿空壓機，那么將獲得巨大的效益。

7.2 用戶需求和市場前景

全國的螺桿空壓機每年耗電量約為2000億千瓦時，通過提高能效水平，平均降低能源消耗10%，可節(jié)省200億千瓦時電能，按照平均電價0.65元計算，將創(chuàng)造節(jié)能效益130億元/年。

7.3 技術概述

節(jié)能型螺桿空壓機是綜合運用了各種節(jié)能技術，并將能效充分提高的新型空壓機。其中使用的技術有：兩級壓縮、壓比匹配、永磁電機、變頻驅動、智能控制算法等。本產品適用于替代現(xiàn)有效率較低的螺桿空壓機，配置節(jié)能型空壓機之后，原有空壓機適當保留作為備用機即可。

1.  兩級壓縮

2.  壓比匹配：設計內壓比與外壓比相同，提高能效。

3.  采用永磁電機，提高電機效率。

4.  采用變頻驅動，以及智能控制算法，轉速最大程度的穩(wěn)定，進一步提高能效。

7.4 型號

注：節(jié)能型空壓機具體參數(shù)需根據(jù)項目需求而確定。

第八章 氣體傳輸管路和末梢優(yōu)化節(jié)能

壓縮空氣一經(jīng)產生，需要經(jīng)過儲氣罐和管路輸送到使用場合，而在輸送過程中，管路常常存在問題，這些問題增大了能源消耗，造成了無謂的浪費。通過管路和末梢用氣環(huán)節(jié)優(yōu)化的節(jié)能手段，能夠實現(xiàn)空壓機系統(tǒng)的大幅節(jié)能。本章對常見的管路問題進行講解，并對解決方案進行簡單的介紹。

8.1 儲氣罐容量不足

在應用現(xiàn)場中，常常發(fā)生的問題是儲氣罐容量不足，由于容量較小，儲能作用較差，氣壓波動大，造成空壓機反復加載和卸載，形成大量的能源浪費。

通過增大儲氣罐，單次卸載時間超過一定時長，那么空壓機的卸載功耗會下降，形成節(jié)能效果。

8.2 直角彎頭

管路駁接處的直角彎頭對能效具有很大的破壞作用，其原因：

1、直角彎頭形成氣體沖擊，局部壓力增大，造成空壓機持續(xù)運行于高氣壓狀態(tài)，且容易卸載。

2、直角彎頭造成流動阻力加大，形成附加的做功點。

對于空壓機輸出口的直角彎頭，嚴重時可空耗0.5bar的壓力，如現(xiàn)場采用6.5bar壓力系統(tǒng)，則直角彎頭的能量損失占到了7%以上，其危害程度可見一斑。

北京時代科儀采用航天技術、流體力學，對管路駁接點進行合理優(yōu)化，能夠顯著降低能源損耗，該部分損耗幾乎消除。

8.3 管路走向不良

壓縮空氣從統(tǒng)一的儲氣罐送出之后，經(jīng)過各條管路向用氣環(huán)節(jié)輸送，高效的輸送形式有單點菊花鏈狀、多點環(huán)狀。但是一般的用戶現(xiàn)場因為一次性投資的節(jié)省等原因，空氣管路的走向往往不合理，造成壓力損失過大，導致必須供應更高的氣體壓力。例如，一般氣動現(xiàn)場末端氣壓只要大于4.5bar就可以穩(wěn)定工作，但是由于管路走向不佳，導致空壓機必須供應6.5bar壓力，如果進行管路走向優(yōu)化，只需要供應5.8bar壓力即可，節(jié)能率可以達到10%左右。

8.4 末梢儲能不足

在一條生產線中，有不同類型的用氣環(huán)節(jié)，例如：

1、持續(xù)用氣環(huán)節(jié)，例如氣動馬達（手持式磨削機）等，要求壓力持續(xù)可靠；

2、小規(guī)模脈沖式用氣環(huán)節(jié)，例如氣動螺絲刀、氣動活塞等，要求壓力持續(xù)可靠；

3、大規(guī)模脈沖式用氣環(huán)節(jié)，例如氣除灰、噴吹設備等，要求儲能量大；

4、敞口用氣環(huán)節(jié)，例如玻璃冷卻、吹掃環(huán)節(jié)等，要求流量大，對壓力無明確要求。

由于上述各種用氣環(huán)節(jié)常常共存于同一段管道上，脈沖用氣設備需要瞬時較大的氣體供應，它們勢必拉低管路氣壓，導致持續(xù)用氣環(huán)節(jié)得不到充足的氣壓，這就要求供氣端供應更大的氣壓，從而導致空壓機能耗大幅度增大。

北京時代科儀通過氣壓、氣流偵測，在準確位置部署儲氣罐，增大局部儲能量，改善局部氣壓，使得整體供氣壓力下降，實現(xiàn)了較好的節(jié)能效果。

8.5 采取分壓供氣

在部分領域，廠內壓縮空氣的供應需求分為幾種，如前面章節(jié)所述。例如，儀表供氣末端需要4.5bar壓力，要求空壓機供應6bar壓力，而吹掃和冷卻用氣只需要流量，對于壓力只要高于2bar就會很好，那么，如果全廠統(tǒng)一供應6bar壓力，就會導致大量的浪費。北京時代科儀在這個領域具有較好的經(jīng)驗，通過專家進場檢測，合理設計分壓供氣回路，實現(xiàn)大幅度節(jié)能。部分現(xiàn)場甚至節(jié)能50%以上。

8.6 氣體部件更換和漏點偵測

空壓機系統(tǒng)是一個持續(xù)運行的整體，各個氣體部件和接頭在長期運行過程中，都可能出現(xiàn)性能下降、漏氣等不良現(xiàn)象，通過時代科儀專家的進駐，對企業(yè)的各個用氣點進行檢測，找到其中效率較低的環(huán)節(jié)，并進行更換，實現(xiàn)最大程度的節(jié)能。

第九章 空壓機余熱利用節(jié)能

壓縮空氣的產生過程是較為復雜的，在氣體壓縮的過程中，發(fā)熱程度較高，常達到100攝氏度以上，空壓機消耗的電能只有約20%轉換為壓縮空氣動力，其余80%皆轉換為熱量。故空壓機的余熱利用價值常常較高。在此，對北京時代科儀在空壓機在余熱利用方面的經(jīng)驗進行簡單的介紹。

9.1 空壓機余熱制熱水

使用空壓機運行過程中的熱油、熱空氣進行換熱，將熱量傳遞到軟水介質中，然后再將軟水介質的熱量再次換熱，傳遞到用戶所用的熱水中，雙級換熱，實現(xiàn)余熱的利用。

這種余熱利用方式主要針對具有較多空壓機、且具有較多熱水需求的場合。

例如：

南方的各家企業(yè)，具有空壓機長期運行，并且員工宿舍需要洗浴熱水；

煤礦，具有大量空壓機運行，并且工人洗浴熱水量較大；

9.2 空壓機余熱制冷

使用空壓機運行過程中的熱能，產生高溫熱水，然后使用高溫熱水作為熱源，驅動溴化鋰機組制冷，能夠產生冷凍水供應生產環(huán)節(jié)。例如：

制藥企業(yè)，利用離心空壓機的余熱，產生90攝氏度熱水，驅動溴化鋰機組制冷，彌補冷凍水的不足，大幅降低制冷壓縮機的使用率，節(jié)能效果顯著。

電子企業(yè)，利用空壓機的余熱，產生95攝氏度熱水，驅動溴化鋰制冷，產生的冷凍水供應企業(yè)生產車間空調和生產線。

第十章 空壓機附屬干燥機節(jié)能

在化工等場合，對壓縮空氣的含水率要求較高，因此采用冷干機或者吸干機來對壓縮后的空氣進行干燥處理，同時也會帶來附加的能源消耗。北京時代科儀對此進行了一定的研究，并提出和實施解決方案。

10.1 冷干機聯(lián)動

在部分現(xiàn)場，冷干機常年運行，運行方式較為粗放。時代科儀通過一套專家系統(tǒng)，評估壓縮空氣的濕度（露點），并對冷干機進行聯(lián)動，實現(xiàn)較好的節(jié)電效果。

10.2 吸干機優(yōu)化

一般的吸附式干燥機具有兩種能耗：

1、對壓縮空氣的損耗；

2、再生加熱的用電損耗；

在部分現(xiàn)場，吸干機的損耗較大，北京時代科儀采用的手段是經(jīng)過優(yōu)化的吸干機，能夠大幅度降低耗氣量和耗電量，消除無謂的損耗，實現(xiàn)節(jié)能。

10.3 智能疏水閥

在較多的現(xiàn)場，為了實現(xiàn)排水，疏水閥都沒有經(jīng)過仔細的控制，長期開啟，存在持續(xù)的泄漏，此種工作方式能耗很高，看似不大的一個泄漏，由于空壓機的產氣效率本身就不高，壓縮空氣比較寶貴，所以引起的耗電量是相當驚人的。通過時代科儀的智能疏水閥控制，使得疏水閥的開啟時間大幅縮短（縮短了90%），杜絕了持續(xù)的泄漏，此技術的投資回收期非常短。

后 記

北京時代科儀新能源科技有限公司是一家致力于企業(yè)綜合節(jié)能的企業(yè)，獲得國家級高新技術企業(yè)認證，國家雙軟企業(yè)認證，發(fā)改委備案的節(jié)能服務公司。

北京時代科儀新能源科技有限公司在空壓機節(jié)能領域承擔了國家創(chuàng)新基金研發(fā)課題，并通過6年的時間，對空壓機節(jié)能領域進行了深入的研究和實踐，獲得了一些成績。目前，時代科儀的研究和實施重點方向是空壓機系統(tǒng)整體節(jié)能。

本文是對空壓機節(jié)能方案的一個小結，希望能夠起到拋磚引玉的作用，為企業(yè)提供參考，帶來更多的節(jié)能效果。

歡迎致電 15155063448