壓縮空氣系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)與優(yōu)化方式研究

胡 磊，郭 愛(ài)

（福建福清核電有限公司，福建福清 350300）

壓縮空氣系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)與優(yōu)化方式研究

胡 磊，郭 愛(ài)

（福建福清核電有限公司，福建福清 350300）

在社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的大環(huán)境下，壓縮空氣系統(tǒng)的應(yīng)用直接關(guān)系著生產(chǎn)耗電量和運(yùn)營(yíng)成本，與企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都存在著密切的聯(lián)系。為更好地實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，應(yīng)當(dāng)就壓縮空氣系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)與優(yōu)化方式開(kāi)展研究和分析，因此就此進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，以實(shí)現(xiàn)能源資源的優(yōu)化利用，供相關(guān)人員參考。

壓縮空氣；系統(tǒng)；節(jié)能設(shè)計(jì)；優(yōu)化方式

壓縮空氣系統(tǒng)主要由空氣壓縮機(jī)、干燥器、過(guò)濾器等組成，在對(duì)大氣壓力的空氣進(jìn)行壓縮后，以高壓力將其輸送給氣動(dòng)系統(tǒng)，從而更好地滿足不同工況下對(duì)壓縮空氣的應(yīng)用需求。為更好地實(shí)現(xiàn)能源資源的優(yōu)化利用，節(jié)約社會(huì)成本，應(yīng)當(dāng)加大力度對(duì)壓縮空氣系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)與優(yōu)化方式進(jìn)行研究和分析，從而促進(jìn)企業(yè)降本增效目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。

1 設(shè)備選型

就壓縮空氣系統(tǒng)的運(yùn)行情況來(lái)看，空氣壓縮機(jī)和空氣后處理設(shè)備是活動(dòng)所需的主要設(shè)備類(lèi)型，一般情況下，不同的生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)壓縮空氣系統(tǒng)的運(yùn)行需求也存在一定差異，使得空氣壓縮機(jī)選型及空氣后處理工藝上也各不相同，此種情況下，需要充分做好設(shè)備選型工作，為壓縮空氣系統(tǒng)的高效運(yùn)行提供可靠的設(shè)備支持，促進(jìn)節(jié)能減排得以真正實(shí)現(xiàn)。

1.1 空氣壓縮機(jī)選型

常見(jiàn)的空氣壓縮機(jī)主要由離心式和噴油螺桿式，在實(shí)際應(yīng)用中需要結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際需求對(duì)空氣壓縮機(jī)進(jìn)行正確選擇，以保證壓縮空氣系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。一般情況下，噴油螺桿空氣壓縮機(jī)適用于新設(shè)計(jì)的壓縮空氣系統(tǒng)中，當(dāng)系統(tǒng)要求單臺(tái)空氣壓縮機(jī)排氣量超出標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，或用戶對(duì)含油量有特殊要求且排氣量適宜時(shí)，可以選用離心式空氣壓縮機(jī)。

1.2 干燥器選型

在壓縮空氣系統(tǒng)中，常見(jiàn)的干燥器有冷凍式和吸附式兩種，其中冷凍式干燥器排出的空氣呈飽和狀態(tài)，而吸附式干燥器在變壓吸附作用下實(shí)現(xiàn)0℃以下的露點(diǎn)溫度。實(shí)際應(yīng)用中需要結(jié)合用戶對(duì)壓縮空氣品質(zhì)的要求以及壓縮空氣品質(zhì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理選擇，確保干燥器的使用性能得到有效發(fā)揮。

1.3 過(guò)濾器選型

其他凈化設(shè)備的選型則需要結(jié)合壓縮空氣系統(tǒng)的運(yùn)行需求，以除油除塵為基本目標(biāo)選擇適宜的過(guò)濾器，保證凈化程度可靠，切不可過(guò)度凈化以免加劇系統(tǒng)壓力，不僅給壓縮空氣系統(tǒng)的運(yùn)行造成不利影響，還會(huì)增加運(yùn)行成本，無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。過(guò)濾器選型要滿足用戶對(duì)于空氣壓縮的品質(zhì)要求，并與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)相一致，確保過(guò)濾器的使用功能在壓縮空氣系統(tǒng)中得到最大化發(fā)揮。

2 壓縮空氣系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)與優(yōu)化方式

2.1 流速控制

為保證壓縮空氣系統(tǒng)真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)和優(yōu)化，應(yīng)當(dāng)對(duì)設(shè)計(jì)流速加以科學(xué)化控制，保證管道內(nèi)徑的精準(zhǔn)度，將壓縮空氣系統(tǒng)的運(yùn)行壓力控制在最低范圍內(nèi)。不同行業(yè)對(duì)于壓縮空氣系統(tǒng)的運(yùn)用給出了不同壓力下的流速計(jì)算公式，一般在空氣流速超出9m/s的情況下，氣流會(huì)對(duì)管道內(nèi)粉塵和顆粒等產(chǎn)生作用，對(duì)壓縮空氣系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備造成磨損，影響設(shè)備應(yīng)用效果。而在流速低于 6m/s 的情況下，流速對(duì)管道內(nèi)粉塵和碎屑的作用力較小，使得此類(lèi)物質(zhì)在管道內(nèi)部發(fā)生沉降。若在適當(dāng)位置設(shè)置排污點(diǎn)可以將粉塵和碎屑等順暢排出，減少對(duì)壓縮空氣系統(tǒng)的設(shè)備性能所造成的不利影響。因此，在壓縮空氣系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)與優(yōu)化的過(guò)程中，最好將流速控制在6～9m/s，以便于粉塵、顆粒與碎屑等排出。

2.2 管道選材

管道選材也是壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)與優(yōu)化中的重要內(nèi)容，需要以壓縮空氣系統(tǒng)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范為依據(jù)，結(jié)合產(chǎn)業(yè)需求合理選擇管道材料，一般情況下，鍍鋅焊接鋼管和鍍鋅流體輸送用無(wú)縫鋼管是比較常用的管道材料。應(yīng)當(dāng)注意的是，在壓縮空氣系統(tǒng)中對(duì)管材的應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)及時(shí)取出鍍鋅層以保證管材焊接質(zhì)量可靠，在焊接完成后對(duì)其進(jìn)行打磨和防腐處理，確保其滿足壓縮空氣系統(tǒng)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。在這一過(guò)程中施工工藝比較復(fù)雜，操作精準(zhǔn)度要求較高，因而勞動(dòng)力成本較大，尤其是在受到高溫氣體以及高濕度環(huán)境的作用，鍍鋅層脫落以后對(duì)壓縮空氣系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的使用性能和壽命產(chǎn)生影響。為保證壓縮空氣系統(tǒng)的節(jié)能效果，在管道選材的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)不斷研發(fā)新材料和新工藝，優(yōu)化焊接操作，彌補(bǔ)管材表面剝落等不足，確保設(shè)備的使用價(jià)值在壓縮空氣系統(tǒng)中得打最大發(fā)揮。

2.3 管網(wǎng)布置

管網(wǎng)布置在壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)與優(yōu)化中所占的比重相對(duì)較低，但為有效降低能源消耗，提高壓縮空氣系統(tǒng)運(yùn)行有效性，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格依照相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范中管網(wǎng)布置要求進(jìn)行處理，尤其是要掌握好管道走向，為后續(xù)設(shè)備檢修提供便利，通過(guò)對(duì)壓縮空氣系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)和優(yōu)化，降低管道污染腐蝕幾率，保證管網(wǎng)布置的規(guī)范性和可靠性。比如車(chē)間內(nèi)壓縮空氣管網(wǎng)的環(huán)路布置可以保證供氣穩(wěn)定性可靠性，管道排水坡度控制在3%以為有助于促進(jìn)管道內(nèi)冷凝水的順流，支管與主管之間連接方式的改進(jìn)便于管內(nèi)冷凝水自動(dòng)流入排污裝置，以免給用氣設(shè)備的使用性能造成影響。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，壓縮空氣系統(tǒng)在企業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用，具有廣泛性和普遍性。在社會(huì)可持續(xù)發(fā)展理念下對(duì)壓縮空氣系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)和工藝優(yōu)化，應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確把握社會(huì)形勢(shì)，對(duì)社會(huì)能源資源加以科學(xué)化應(yīng)用，保證相關(guān)設(shè)備使用的安全性和經(jīng)濟(jì)性，從而真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，推進(jìn)整個(gè)社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步。

[1] 鄭磊，孫洪剛，孫翠翠 .壓縮空氣系統(tǒng)的工藝優(yōu)化及節(jié)能設(shè)計(jì) [J].合成纖維，2013，42（4）：32-34.

[2] 文紅 .壓縮空氣系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì) [J].建筑技術(shù)開(kāi)發(fā)，2016，43（4）：119-120.

Study on Energy-saving Design and Optimization of Compressed Air System

Hu Lei，Guo Ai

In the environment of sustainable development of society，the application of compressed air system is directly related to the production power consumption and operating costs，and the economic and social benef i ts of enterprises are closely linked.In order to achieve better energy saving and emission reduction，it is necessary to carry out research and analysis on the energy saving design and optimization of compressed air system.In this paper，a brief analysis is made to realize the optimal utilization of energy resources，which is only for reference.

compressed air；system ；energy saving design ；optimization method

TH41 ；TK018

：A

：1003–6490（2017）07–0138–02

2017–05–23

胡磊（1989—），男，湖北隨州人，助理工程師，主要研究方向?yàn)閴嚎s空氣。