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由于空氣取之不盡用之不竭，且具有很強的可壓縮性，使用安全可靠，無毒無味，因而壓縮空氣在工業(yè)生產活動中具有十分廣泛的用途，空壓站幾乎遍及所有的工業(yè)領域。據統(tǒng)計，空壓機每年用電量約占全社會總發(fā)電量的9%左右，以2020年發(fā)電量7.42萬億千瓦時計算，空壓機耗電量約為6700億度；從具體企業(yè)來看，大約有85%的工廠建有空壓站，而壓縮空氣站的用電量一般占全廠用電總量的6%~10%，汽車工廠中為12%~15%，在工礦企業(yè)中高達20%~40%。因此，如何做到合理供氣進而節(jié)約能源，不僅是我們每一位從業(yè)者應盡的責任和義務，而且是企業(yè)獲取可觀經濟效益、提升企業(yè)競爭力的有力保障。
下面，我們就一般工業(yè)企業(yè)在進行壓縮空氣系統(tǒng)設計時可采取的節(jié)能降耗措施，與大家進行探討和分享。
一、空壓機科學選型
在空壓機運行全周期中，設備購置成本約占13%，維護保養(yǎng)成本約占10%，電力耗費成本約占77%。因此，選購空壓機不僅需要對比設備采購價格，還需要結合自身環(huán)境選擇符合機器的工作功率，節(jié)省下來的電費就是利潤。
在空壓機選型前，我們需要獲取準確的用戶用氣需求信息，分析高峰、低峰用氣量。按照低峰用氣負荷選取合適臺數的空壓機，再利用高低峰用氣量差值選取合適臺數的調峰用空壓機。調峰用空壓機可根據實際情況考慮選用變頻機或小排氣量的空壓機。當高低峰用氣量相差不大時，選用1臺小型空壓機即可滿足日常生產調峰需求。當高低峰用氣量相差較大時，可以考慮選用幾臺小型空壓機或選用1臺變頻調速空壓機。
空壓機按照工作原理分為容積型和速度型；容積型可分為活塞式、螺桿式、滑片式三種；速度型可分為離心式和軸流式兩種。以前由于加工技術不過關，工廠大多使用的是活塞式空壓機，因其設備結構復雜，系統(tǒng)壓力控制技術落后，普遍存在系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定、維修成本高、管理難度大等缺點，從上世紀90年代后期開始，其逐漸被雙螺桿空壓機大范圍替代。
現在，螺桿空壓機是中小型用氣規(guī)模（用氣總量200m3/min左右）企業(yè)的主要使用機型。目前，市面上常見的螺桿空壓機按其卸載特性可分為普通空壓機、簡單節(jié)能型空壓機和變頻螺桿空壓機。主要區(qū)別在于當壓縮空氣用量發(fā)生變化時空壓機消耗的軸功率不同。
普通工頻螺桿空壓機一般采取進氣截流的卸載方式，即關閉進氣閥使電機處于空轉狀態(tài)，但空壓機在空載狀態(tài)下還是在帶動螺桿回轉，所以卸載時仍要消耗較大的軸功率，一般大于滿載時軸功率的70%，這就會造成很大的能量浪費。
簡單節(jié)能型空壓機一般采用進氣截流與卸壓及電機開關組合的卸載方式。當達到設置壓力值時，機器卸載，關閉進氣門。卸載時，電機停止運轉，當卸載到設定值時，電機自動啟動，通過減少電機做工時間從而達到較好地節(jié)能效果。
變頻螺桿空壓機可跟蹤空氣的需求量變化自動地調節(jié)電機的轉速，用氣量越少，電機轉速越低，消耗的軸功率就越低。具有氣壓穩(wěn)定、啟動無沖擊、噪音低、自動休眠、機械磨損減少、電機壽命長、控制精度高、運行成本低等優(yōu)點。
在空壓站進行設備選型時，并非一成不變得，而是要根據實際需求進行合理的科學選型。如果用氣很穩(wěn)定，需求量上下浮動不會太大，可以由儲氣罐應對，這時就沒有必要選擇變頻空壓機。就算買了變頻設備也沒有實際作用，性能冗余不說，還可能因為多一個部件而導致故障幾率增大；但如果用氣不穩(wěn)定，上下浮動很大，那么在配置螺桿空壓機時，應優(yōu)先采用變頻空壓機，同時結合用氣量波動的具體情況，設置若干臺備用機，既可以達到節(jié)能降耗的目的，有可以滿足生產需求。
當用氣需求量過大時，比如達到500m3時，僅選用螺桿式空壓機就會造成壓縮空氣站房過大，聯控系統(tǒng)和配管復雜等缺點，從而帶來生產風險和其它投資成本增加。這時可考慮選用離心式空壓機加螺桿式空壓機的組合供氣方式，連續(xù)穩(wěn)定使用的壓縮空氣由離心空壓機供應，其它間斷不定量使用的用氣需求由螺桿空壓機來提供。這樣不僅可以降低設備采購、基建投資成本，還可以節(jié)省運行電耗，降低后期的運維費用。
二、盡量降低環(huán)境溫度
有數據表明，空壓機進口溫度每升高5攝氏度，排氣量降減少1%，耗電量同時增加約4%。所以，我們應盡量降低空壓機站房的環(huán)境溫度，尤其是吸氣口溫度。這樣一來，空壓機進氣口的位置選擇就顯得格外重要。在我國北方地區(qū)，若采用室內進氣，被空壓機吸走的室內空氣將由室外空氣補充，這會造成采暖季節(jié)的采暖熱負荷增加，浪費能源。所以空壓站應盡量選用室外吸氣方式。一般空壓機低溫不宜低于5攝氏度，高溫須低于40攝氏度，保持通風。當然，環(huán)境溫度不宜太低，如低于5攝氏度，甚至低于0攝氏度，則會造成潤滑油粘度過大，流動不暢，而導致開車故障。當冷空氣進入空壓機之后，遇到主機腔內的高溫會產生大量的水蒸氣，這樣就會加大空壓機后處理環(huán)節(jié)水蒸氣過濾的負擔，可能導致設備銹蝕、跑油、潤滑油乳化等后果，不利于節(jié)省成本。
做好設備維護清潔，保證水冷、風冷等換熱器的交換效果，保持油質等，這些工作都有助于減少能源損耗。
三、適當降低系統(tǒng)供氣壓力
不管何種空壓機，其均有一個共同的特性：排氣壓力越高，其所消耗的軸功率就越高，所需電量就越多。據統(tǒng)計，空壓機沒生產1立方米壓縮空氣的耗電量與排氣壓力有以下關系：排氣壓力每降低0.05MPa，生產1立方米壓縮空氣的耗電量就可降低0.004KWh。相反，每提高一公斤壓力就多增加7%-10%的能耗。
目前，大多數加工設備用氣壓力要求為0.4~0.6MPa，空壓機額定排氣壓力多在0.8MPa。實際運行時，很多數用戶將空壓機排氣壓力設為0.7MPa，輸送到用氣末端的壓力約為0.6MPa。所以，在確保安全生產用氣的前提下，適當降低空壓機的排氣壓力是一種很有效的節(jié)能降耗措施。
小結
空壓機時不折不扣的“電老虎”，空壓站也是工廠名副其實的能耗大戶，如何將節(jié)能理念很好地引入到空壓站當中是我們從業(yè)人員需要認真考慮的問題。當然，空壓站的節(jié)能要素，必然不止于上文所述環(huán)節(jié)和方面。在此僅希望我們所探討內容能對大家有所幫助和啟發(fā)。
