空氣壓縮機(jī)設(shè)備節(jié)能措施分析

李夢竹 孔祥龍

摘 要：本文將詳細(xì)介紹空氣壓縮機(jī)的主要類型與其生成的壓縮空氣的消耗因素，通過專業(yè)的研究與調(diào)查，找出優(yōu)化設(shè)備節(jié)能的有效措施，如加強(qiáng)通信設(shè)施建設(shè)、改進(jìn)設(shè)備選型方法、強(qiáng)化熱能回收效果及加大設(shè)備節(jié)能監(jiān)督力度等，從而促進(jìn)空氣壓縮機(jī)內(nèi)部整體的節(jié)能水平。

關(guān)鍵詞：空氣壓縮機(jī);設(shè)備節(jié)能措施;設(shè)備選型;熱能回收

引言：在當(dāng)前的科研院所與工業(yè)企業(yè)，空氣壓縮機(jī)屬常見設(shè)備，此類設(shè)備在正式運(yùn)行期間需獲得適宜的節(jié)能設(shè)計，借用多項(xiàng)可行性節(jié)能方案，來有效改進(jìn)該類器械的動能運(yùn)行方法，繼而改善該設(shè)備內(nèi)部的整體性能，完善空氣壓縮機(jī)設(shè)備的節(jié)能建設(shè)。

1.空氣壓縮機(jī)的主要類型

其一，空氣壓縮機(jī)共分成三種類型，離心式空壓機(jī)為常用類型，其主要工作原理為利用該類空壓機(jī)中的葉輪來帶動氣體進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，在空氣中生成離心力，空氣在遭受加壓作用后，其壓力與流速都會得到一定的提升，繼而生成連續(xù)的壓縮空氣。離心式空壓機(jī)具有多方面的應(yīng)用優(yōu)勢，運(yùn)行起來較為簡單平穩(wěn)，啟動后運(yùn)轉(zhuǎn)效率較高，設(shè)備損壞可能性較低，使得后期維護(hù)成本較少。其中最為明顯的優(yōu)勢便在于，離心式空氣壓縮機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)完全無油壓縮。但是離心式空壓機(jī)并不適用于氣量小、氣壓比高的場所，需要工作人員合理把控設(shè)備類別，充分利用空壓機(jī)葉輪效用，形成離心力、壓縮空氣。

其二，螺桿式空壓機(jī)也可完成對空氣的壓縮，具體來看，該類空壓機(jī)的工作原理為其內(nèi)部裝置中的核心部件帶有相互噬合性質(zhì)，裝置中的陰陽轉(zhuǎn)子可在運(yùn)轉(zhuǎn)期間完成相互反向旋轉(zhuǎn)，繼而有效壓縮空氣。螺桿式空壓機(jī)最為明顯的特點(diǎn)便在于應(yīng)用起來較為簡單方便，對于工作人員的技術(shù)要求較高，設(shè)備的零部件較少、動平衡較好，使得即使出現(xiàn)破損問題，也能夠方便展開后續(xù)維護(hù)作業(yè)。與此同時，螺桿式空壓機(jī)主要運(yùn)用強(qiáng)制輸氣的方式完成空氣壓縮，能夠廣泛適應(yīng)于各種環(huán)境。

其三，活塞式壓縮機(jī)為另一種類型的空氣壓縮機(jī)，該類器械的核心部件有進(jìn)排氣閥、氣缸與氣缸內(nèi)部的活塞等，其內(nèi)部曲軸在進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時會有效帶動氣缸中的活塞，使其不停開展往復(fù)運(yùn)動，高效完成壓縮、吸氣與排氣的全過程。為優(yōu)化空氣壓縮機(jī)的使用效率，在運(yùn)用該類器械的過程中，相關(guān)人員需進(jìn)行科學(xué)選型，借用空氣壓縮機(jī)的內(nèi)部性能來改善空氣壓縮效果，并提升設(shè)備整體的節(jié)能水平，增強(qiáng)資源能源的利用效率[1]。

2.空氣壓縮機(jī)中壓縮空氣的消耗因素

2.1流量

在使用空氣壓縮機(jī)的過程中，影響壓縮空氣消耗的要素較多，設(shè)備管理人員應(yīng)精準(zhǔn)找出具體的影響因素，通過多項(xiàng)有效性措施來改善相關(guān)設(shè)備的節(jié)能效果。

具體來看，流量會影響壓縮空氣的實(shí)際需求，空氣壓縮機(jī)在理想運(yùn)行狀態(tài)中，其內(nèi)部的消耗與生產(chǎn)會相互匹配，也就是說其生成的壓縮空氣量既能達(dá)到生產(chǎn)需要，又不會產(chǎn)生能源浪費(fèi)，而在實(shí)際運(yùn)行期間，受生產(chǎn)運(yùn)行期間波動情況的影響，壓縮機(jī)內(nèi)部流量會逐漸增大，若壓縮空氣量過大，不僅造成了空氣能源的浪費(fèi)，其生成的部分壓縮空氣量還難以滿足生產(chǎn)需求，若設(shè)備實(shí)行減荷運(yùn)行，其會處在半空載或空載狀態(tài)中，在能量被大量消耗的同時，還做了無用功。

2.2壓力

在當(dāng)前的空氣壓縮機(jī)中，當(dāng)其排氣壓力增加或減少0.1MPa，會給其對應(yīng)的能源帶去6%的消耗度，受此狀況影響，該設(shè)備中的排氣壓力要依照具體需求來科學(xué)選擇，其選用的設(shè)備在使用時不要有過多的壓損余量。此外，在目前的氣動設(shè)備中壓縮空氣的壓力高低與消耗量呈現(xiàn)正比關(guān)系，在使用期間，為促進(jìn)該設(shè)備的節(jié)能效果，相關(guān)人員要科學(xué)降低其壓力，可有效縮減壓縮空氣中沒必要的損耗。

2.3濕度

多數(shù)空氣壓縮機(jī)在使用期間會對其內(nèi)部壓縮空氣下的含水量提出一定的要求，在使用以前其壓縮空氣會開展干燥處理并適時去除其內(nèi)部的冷凝水。針對壓縮空氣內(nèi)部的干燥程度來說，相關(guān)人員可通過對壓力露點(diǎn)溫度來完成測量工作，若該類溫度較低可說明空氣的干燥程度較高，也會對能源形成更大的消耗。例如，在使用冷凍式干燥機(jī)前，相關(guān)人員需測試其內(nèi)部的壓力露點(diǎn)溫度，其具體數(shù)值多在2-5℃之間，會消耗空氣壓縮機(jī)1.5%的能量;若使用吸附式干燥機(jī)，其壓力露點(diǎn)溫度多在-50℃左右，與冷凍使干燥機(jī)相比，其消耗的能量更多，多為空氣壓縮機(jī)的10-15%。

2.4潤滑

空氣壓縮機(jī)在進(jìn)行工作期間，可根據(jù)空氣內(nèi)潤滑油的混合狀態(tài)來分類，主要分成無油式與有油式兩種，通過潤滑油的參與可有效增強(qiáng)空壓機(jī)內(nèi)部的容積效率。針對空氣壓縮機(jī)的節(jié)能狀況來看，無油式空壓機(jī)的運(yùn)用能效要小于有油式空壓機(jī)，值得一提的是，從相關(guān)設(shè)備的價格上看，無油式空壓機(jī)的價格要更高，因而在購置空氣壓縮機(jī)時，相關(guān)人員需盡量選擇有油式空壓機(jī)，并借用與其后處理設(shè)備的及時匹配來達(dá)成相關(guān)用戶的多種需求。

3.優(yōu)化空氣壓縮機(jī)中設(shè)備節(jié)能的有效性措施

3.1加強(qiáng)通信設(shè)施建設(shè)

為探究空氣壓縮機(jī)中相關(guān)設(shè)備的節(jié)能效果，研究人員需以某空氣動力公司為例，全面探究空氣壓縮機(jī)中各項(xiàng)設(shè)備的節(jié)能措施。

具體來看，在改善空氣壓縮機(jī)中節(jié)能效果前，相關(guān)人員應(yīng)在日常工作中加強(qiáng)通信設(shè)施建設(shè)。一般來講，空壓站與用氣單位的距離較遠(yuǎn)，無論是消耗還是生產(chǎn)都難以做到有效匹配，在建設(shè)空壓站的過程中要逐步完善通信設(shè)施的建設(shè)，使其用戶需求與動能生產(chǎn)相協(xié)調(diào)，其具體要素有濕度、壓力與流量等空氣壓縮信息，通過最大化的精準(zhǔn)匹配來增進(jìn)節(jié)能效果[2]。

比如，在建設(shè)空壓站的過程中，相關(guān)人員要主動調(diào)整空壓站與不同用戶間的反饋信息，適時改善信號調(diào)控效果，幫助管理者更好地掌握其生產(chǎn)運(yùn)行狀況。在當(dāng)前的壓縮空氣機(jī)中，相關(guān)用戶與生產(chǎn)間可完成簡單調(diào)度，利用調(diào)度效果的改善來增強(qiáng)空氣壓縮機(jī)的節(jié)能性。當(dāng)某工作人員使用壓縮空氣的時間為9-12時，若在11時完成用戶試驗(yàn)，在空壓站還沒獲得適時的信號反饋時，該設(shè)備仍會處在運(yùn)行狀態(tài)中，直到30min后該器械才會逐步停止，在該段時間中其消耗了大量能源，即若該設(shè)備的功率在300kW左右，其每次電能的消耗會增加150kWh，因此，利用良好的通信設(shè)施可有效改善該情況，從而完成空氣壓縮機(jī)內(nèi)部設(shè)備的能源節(jié)約。

3.2改進(jìn)設(shè)備選型方法

在挑選空氣壓縮機(jī)的過程中，相關(guān)人員需明確其內(nèi)部性能將與能源消耗產(chǎn)生較大關(guān)聯(lián)，要嚴(yán)格遵循設(shè)備內(nèi)部的選型原則，即達(dá)到用戶參數(shù)要求，并以此為基準(zhǔn)來滿足工頻負(fù)荷的數(shù)值，適時縮減因壓縮機(jī)空載而帶去的能源浪費(fèi)，比如，在使用期間，其相關(guān)設(shè)備露點(diǎn)溫度無論是10℃還是3℃，在使用上的差異度極小，帶有明顯差異的數(shù)值為二者的能耗，兩者能耗最高可相差10倍。因此，相關(guān)人員在挑選干燥機(jī)時，要全面考察其內(nèi)部各項(xiàng)數(shù)據(jù)與性能，對其整體的運(yùn)行態(tài)勢與性能進(jìn)行科學(xué)檢測，依照具體情況來選擇對應(yīng)的干燥機(jī)，在觀測運(yùn)行期間的數(shù)據(jù)指標(biāo)時，不應(yīng)只關(guān)注壓力露點(diǎn)溫度，而是要將其內(nèi)部各項(xiàng)要素實(shí)行科學(xué)衡量，通過對用戶試驗(yàn)需求、干燥設(shè)備類型、內(nèi)部壓力匹配度等項(xiàng)目來達(dá)成適宜的設(shè)備節(jié)能效果。

此外，在挑選設(shè)備類型期間，相關(guān)人員需在日常工作中掌握企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)運(yùn)行的具體情況，了解各項(xiàng)目出現(xiàn)波動的原因，針對壓縮機(jī)設(shè)備類型的選擇而言，當(dāng)多臺類型相同的設(shè)備處在并聯(lián)運(yùn)行中時，應(yīng)盡量采用1-2臺變頻壓縮機(jī)來完成負(fù)荷調(diào)節(jié)工作，使相關(guān)設(shè)備在產(chǎn)生負(fù)荷變化時也能高效利用相關(guān)能源。若壓縮機(jī)設(shè)備處在工頻狀態(tài)中，工作人員要利用變頻的波動調(diào)節(jié)來改進(jìn)用戶與生產(chǎn)間的匹配問題，使其即使處在運(yùn)行狀態(tài)中仍能取得較好的節(jié)能效果。

3.3強(qiáng)化熱能回收效果

一方面，空氣壓縮機(jī)在正式運(yùn)行期間會生成大量熱能，若能借用有效性措施來完成熱能回收，可有效改善空氣壓縮機(jī)的使用效率，強(qiáng)化能源利用效果。一般來講，在進(jìn)行壓縮空氣的試驗(yàn)時，相關(guān)人員會時常采用熱處理策略，該行為不但讓壓縮空氣出現(xiàn)了諸多的壓力勢能，還會在運(yùn)行時就產(chǎn)生更多的熱量，在當(dāng)前的生產(chǎn)工藝內(nèi)，其壓縮空氣中的熱量會被直接排放，該行為不但極易造成環(huán)境污染，還會給壓縮空氣帶去極大的熱能消耗，而隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，在采用熱能回收后，有效降低了熱能的流失度，該行為可在人們的日常生活與行為中找到多種實(shí)際例子，比如，在冬季人們帶有一定的采暖需要，而利用熱能的回收可增強(qiáng)房屋的溫度;在熱表處理中會進(jìn)行一定的清洗加熱，通過該類舉措可有效強(qiáng)化熱表處理效果。

另一方面，工作人員在使用空氣壓縮機(jī)時還可靈活運(yùn)用能源外包模式，具體來看，在找尋能源外包運(yùn)行模式期間，需對相關(guān)裝置中的動能使用量進(jìn)行精準(zhǔn)統(tǒng)計，適時探尋整體外包的可行性，有效起到節(jié)約人力、縮減成本的目的?；诟鲉挝坏膶?shí)際情況不同，其生產(chǎn)出的各類產(chǎn)品也帶有對應(yīng)性能，在探索能源外包的過程中，工作人員要根據(jù)實(shí)際情況來找出符合該單位的能源外包形式，從而有效增強(qiáng)空氣壓縮機(jī)中能源的利用效果，全面改善能源運(yùn)用水準(zhǔn)，促進(jìn)設(shè)備節(jié)能的工作效率。

因此，為了切實(shí)減少運(yùn)行成本、節(jié)約能源，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化熱能回收效果，靈活采取多種方式，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

3.4加大設(shè)備節(jié)能監(jiān)督力度

首先，在管控空氣壓縮機(jī)內(nèi)部設(shè)備的節(jié)能效果時，工作人員需加強(qiáng)監(jiān)督審查力度。具體來看，在日常工作中，相關(guān)人員應(yīng)科學(xué)挑選空氣壓縮機(jī)的類型，比如，根據(jù)壓力的變化，可挑選高壓壓縮空氣機(jī)、中壓壓縮空氣機(jī)與低壓壓縮空氣機(jī)，在本次試驗(yàn)中其主要類型為活塞式壓縮機(jī)、螺桿壓縮機(jī)與離心壓縮機(jī)，并根據(jù)其內(nèi)部功能與性能的區(qū)別來強(qiáng)化不同類型壓縮機(jī)的能源控制。其次，在完成設(shè)備類型的選擇后，工作人員應(yīng)全面研究空氣壓縮機(jī)的內(nèi)部功能，適時掌握其運(yùn)行機(jī)制，了解與理解其具體的工作原理，從而依照其性能的變換來制定出合適的能源控制措施。比如，在進(jìn)行空氣壓縮機(jī)運(yùn)行期間的后處理時，工作人員需科學(xué)挑選儲氣罐與干燥機(jī)，其儲氣罐的位置要放置在干燥機(jī)與壓縮機(jī)的中間，而針對干燥機(jī)的挑選來說，要全面注重其內(nèi)部運(yùn)行的各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)，適時觀察其壓力露點(diǎn)的溫度值，為縮減其能耗，在運(yùn)行干燥機(jī)期間還要適時選用干燥劑，有效提升其內(nèi)部能源的潔凈度。最后，工作人員在空氣壓縮機(jī)運(yùn)行期間，還要適時查看相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行定期的檢測與維修，通過該環(huán)節(jié)更好地保障空氣壓縮機(jī)的運(yùn)行質(zhì)量，降低不必要的能源消耗量，及時解決相關(guān)設(shè)備內(nèi)部存有的多種問題，從而有效提升空氣壓縮機(jī)內(nèi)部的能源控制。

總結(jié)：綜上所述，在控制空氣壓縮機(jī)內(nèi)部設(shè)備的能源消耗時，工作人員應(yīng)全面掌握相關(guān)運(yùn)行設(shè)備的具體情況，了解設(shè)備具體的功能與性能，加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行各環(huán)節(jié)的控制工作，從而有效縮減其產(chǎn)生的能源消耗，優(yōu)化相關(guān)設(shè)備的內(nèi)部能源。

參考文獻(xiàn)：

[1]張宇.空氣壓縮機(jī)變頻節(jié)能的研究與應(yīng)用[J].礦業(yè)裝備，2021（01）：142-143.

[2]賀振強(qiáng).壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)探討[J].壓縮機(jī)技術(shù)，2020（04）：40-44.

（航空工業(yè)空氣動力研究院，遼寧 沈陽 110034）