張磊

摘 要：在卷煙生產(chǎn)過(guò)程中，空壓機(jī)是生產(chǎn)全過(guò)程中重要的能源供應(yīng)設(shè)備，隨著企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，壓縮空氣的需求量也在逐步增加，空壓設(shè)備的單機(jī)功率和系統(tǒng)能耗在不斷擴(kuò)大，空壓設(shè)備的能源消耗在企業(yè)生產(chǎn)成本中的比例不斷提高，通過(guò)多途徑探索空壓設(shè)備節(jié)能運(yùn)行技術(shù)，多維度提高空壓系統(tǒng)運(yùn)行效率，提高空壓設(shè)備運(yùn)行效率，降低能源消耗已成為設(shè)備管理工作者的重要工作內(nèi)容。從空壓設(shè)備的選型到安裝的全流程，科學(xué)的進(jìn)行配置，可有效提高空壓系統(tǒng)的運(yùn)行效率，從根本上提高設(shè)備的能源節(jié)約水平。

關(guān)鍵詞：空壓系統(tǒng);節(jié)能降耗;全流程

前言

隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的快速發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，各大工廠都在努力提高設(shè)備運(yùn)行效率和能效等級(jí)來(lái)降低能源消耗以此來(lái)減少生產(chǎn)成本，以提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。本企業(yè)作為公司重要的產(chǎn)品生產(chǎn)基地，生產(chǎn)任務(wù)重，產(chǎn)量大，生產(chǎn)具有較強(qiáng)的連續(xù)性。其中，生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)壓縮空氣的需求量較大，日壓縮空氣需求量約2000-2400立方米，且對(duì)壓縮空氣的品質(zhì)要求較高，壓縮空氣的含塵量必須達(dá)到3級(jí)，含水量達(dá)到2級(jí)，含油量達(dá)到3級(jí)，這就要求空壓機(jī)具備較高的運(yùn)行條件，工廠安裝有8臺(tái)無(wú)油螺桿空壓機(jī)組，其中5臺(tái)315KW，3臺(tái)55KW，系統(tǒng)的耗電量約占工廠總耗電量的16～24%，可見提高空壓機(jī)組運(yùn)行效率，降低空壓機(jī)能耗，能夠有效的降低工廠的整體用電消耗，從而降低生產(chǎn)成本。通過(guò)近幾年的設(shè)備運(yùn)行探索，以下結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)介紹幾種提高空壓機(jī)運(yùn)行效率降低能耗的措施方法。

1 根據(jù)末端設(shè)備用氣量，合理配備空壓機(jī)組。

設(shè)備運(yùn)行的一大忌諱就是大馬拉小車或小馬拉大車，一是無(wú)法發(fā)揮設(shè)備最佳的運(yùn)行效率，提高設(shè)備運(yùn)行能耗。二是加重設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷，縮短設(shè)備運(yùn)行壽命。能源供應(yīng)部門要根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需求，合理選型配置設(shè)備，通過(guò)階梯型的設(shè)備搭配模式，擴(kuò)大生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)不同需求量時(shí)機(jī)組充分的配對(duì)模式，將每臺(tái)機(jī)組保持在最佳的運(yùn)行負(fù)荷，降低設(shè)備低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間，提高單機(jī)臺(tái)的設(shè)備運(yùn)行效率，工頻機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行，變頻機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷保持在80%-90%，減少機(jī)組加卸載頻次和時(shí)間，這樣以來(lái)提高了設(shè)備運(yùn)行效率，降低了設(shè)備能耗，同時(shí)可有效減少設(shè)備故障頻次，降低設(shè)備的維修成本。

2 采用變頻+工頻方式，通過(guò)多聯(lián)機(jī)模式實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)供氣量的隨動(dòng)調(diào)節(jié)。

為提高提高空壓機(jī)產(chǎn)氣量能隨著用氣設(shè)備的用氣量變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行負(fù)荷，對(duì)空壓機(jī)系統(tǒng)可采用變頻+工頻方式控制方式。工頻空壓機(jī)達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)，會(huì)自動(dòng)卸載，頻繁的加卸載一方面給機(jī)組帶來(lái)較高的磨損，同時(shí)機(jī)組的用電負(fù)荷不斷變化，在較長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行后機(jī)組的運(yùn)行效率不斷下降，同時(shí)部件的磨損不斷嚴(yán)重。采用變頻控制技術(shù)，空壓機(jī)可以避免這種現(xiàn)象，機(jī)組可以隨著末端設(shè)備用氣量的來(lái)調(diào)節(jié)自身輸出負(fù)荷的變化，通過(guò)減慢速度可以減少空氣壓縮機(jī)的空氣生成，從而降低機(jī)組運(yùn)行功率。同時(shí)空壓系統(tǒng)采用多聯(lián)機(jī)集中控制方式：通過(guò)采用多臺(tái)空壓機(jī)集中控制方式，同時(shí)變頻機(jī)組同工頻機(jī)組搭配運(yùn)行，不同氣量機(jī)組階梯分布，自控系統(tǒng)根據(jù)用氣量自動(dòng)調(diào)節(jié)空壓機(jī)數(shù)量及運(yùn)行機(jī)組。如果末端用氣設(shè)備空氣消耗量發(fā)生變化，自控系統(tǒng)根據(jù)末端用氣量情況，自動(dòng)搭配空壓機(jī)組運(yùn)行，使空壓系統(tǒng)的產(chǎn)氣量達(dá)到最優(yōu)組合，滿足末端用氣的情況下最大程度降低總的系統(tǒng)運(yùn)行功率。同時(shí)，如果工廠條件允許的情況下，對(duì)空壓機(jī)組進(jìn)行余熱回收，空壓機(jī)在能量裝換過(guò)程中，一部分能量轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，一部分能量轉(zhuǎn)換為熱能，空壓機(jī)余熱回收是一種非常環(huán)保節(jié)能的方式，這也是目前一種最有效的節(jié)能方法，能夠最大程度的對(duì)空壓機(jī)的能量進(jìn)行回收利用。最為常用的方法可以將空壓機(jī)余熱利用換熱技術(shù)將高溫油中的熱量從空壓機(jī)中傳遞到冷水中，冷水被加熱后流入熱水箱，達(dá)到熱回收的目的，實(shí)現(xiàn)能源的二次利用。

3 采用機(jī)組熱備模式，減少機(jī)組啟動(dòng)能耗。

在工廠的工業(yè)自動(dòng)化水平不斷提升的步伐下，壓縮空氣系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中的作用也在不斷的凸顯。壓縮空氣不僅是僅次于電源的第二大能源，而且是一種具有多種用途的工藝氣源。范圍包括石油、化工、冶金、電力、機(jī)械、輕工、紡織、汽車、電子、食品、醫(yī)藥、生物化學(xué)、國(guó)防、科研等行業(yè)和部門。在大多數(shù)的工廠生產(chǎn)過(guò)程中，壓縮空氣作為生產(chǎn)設(shè)備動(dòng)力能源直接參與到一線產(chǎn)品生產(chǎn)流程，在考慮到壓縮空氣對(duì)于連續(xù)和保證壓縮空氣穩(wěn)定供應(yīng)的重要性，需要壓縮空氣的不間斷供應(yīng)，為達(dá)到這一目標(biāo)，能源供應(yīng)部門通常在壓縮空氣系統(tǒng)中放置備用空氣壓縮機(jī)。但由于空氣消耗量的增加，許多壓縮空氣系統(tǒng)必須設(shè)置多臺(tái)空氣壓縮機(jī)和一臺(tái)或多臺(tái)備用空氣壓縮機(jī)，當(dāng)運(yùn)行中的空壓機(jī)發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)啟動(dòng)備用空壓機(jī)，以保證壓縮空氣的供應(yīng)不中斷。但當(dāng)使用離心式空壓機(jī)組作為供氣設(shè)備是，離心式空壓機(jī)同螺桿式空壓機(jī)相比較，最大的特點(diǎn)就是冷態(tài)啟動(dòng)階段較長(zhǎng)，通常長(zhǎng)達(dá)幾分鐘甚至十幾分鐘，如果工藝氣體負(fù)荷發(fā)生重大變化或某一壓縮機(jī)系統(tǒng)因冷態(tài)啟動(dòng)備用空壓機(jī)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而發(fā)生故障，往往會(huì)導(dǎo)致壓縮空氣不足造成的總管的壓降。然而，許多工藝流程對(duì)供氣壓力有嚴(yán)格的要求。當(dāng)壓力下降時(shí)，工藝設(shè)備容易關(guān)閉，帶來(lái)極為重大的工藝事故和經(jīng)濟(jì)損失。為避免這一后果的發(fā)生，就可以采用備用機(jī)熱備模式，熱備機(jī)定期使用，使熱備用機(jī)器始終處于空載狀態(tài)，如果系統(tǒng)壓力突然下降，熱備機(jī)可立即向系統(tǒng)供氣，以穩(wěn)定系統(tǒng)壓力。空壓機(jī)在熱備用狀態(tài)下不給系統(tǒng)供氣，但總是耗電，產(chǎn)量很低。但冷啟動(dòng)不可避免地會(huì)影響管網(wǎng)壓力，甚至使工藝設(shè)備失效，造成重大的工藝質(zhì)量事故，綜合考慮設(shè)備運(yùn)行模式同生產(chǎn)情況，采用備用機(jī)熱備模式，消耗較低的電量確保工藝生產(chǎn)流程的穩(wěn)定，具有較強(qiáng)的操作價(jià)值。

4 采用自動(dòng)控制方式，實(shí)現(xiàn)空壓系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行

自動(dòng)控制系統(tǒng)是工業(yè)化發(fā)展的趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)化控制，通過(guò)PLC對(duì)多機(jī)組進(jìn)行科學(xué)調(diào)節(jié)，根據(jù)機(jī)組性能和生產(chǎn)車間能源需求，科學(xué)搭配運(yùn)行機(jī)組，實(shí)現(xiàn)資源的最優(yōu)配置，能有效提高設(shè)備運(yùn)行效率，減少設(shè)備能耗。我們生產(chǎn)車間負(fù)責(zé)生產(chǎn)線的空壓系統(tǒng)有8組空壓機(jī)組負(fù)責(zé)生產(chǎn)車間的壓縮空氣供應(yīng)。該系統(tǒng)由5臺(tái)315KW的空壓機(jī)和三臺(tái)55KWk的空壓機(jī)提供動(dòng)力，單臺(tái)壓縮空氣機(jī)組最大產(chǎn)氣量50m3/min，日均電耗約20000kwh，每小時(shí)產(chǎn)氣量83～166m3/min。通過(guò)PLC實(shí)現(xiàn)8臺(tái)機(jī)組的組網(wǎng)控制，對(duì)機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄分析，通過(guò)數(shù)據(jù)記錄技術(shù)對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并建立現(xiàn)有空氣系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律分析，了解額掌握空壓機(jī)的運(yùn)行效率，根據(jù)當(dāng)前生產(chǎn)用氣需求，對(duì)生產(chǎn)車間的需求進(jìn)行測(cè)量和分析，經(jīng)過(guò)大量的分析計(jì)算，在目前的生產(chǎn)條件和系統(tǒng)狀態(tài)下，通過(guò)大數(shù)據(jù)計(jì)算科學(xué)搭配和運(yùn)行空壓機(jī)組，實(shí)現(xiàn)不同機(jī)組的最優(yōu)配合，提高對(duì)生產(chǎn)車間用氣的供應(yīng)匹配度，有效降低過(guò)度開機(jī)造成的資源浪費(fèi)。