作為工業(yè)領(lǐng)域應用廣泛的動(dòng)力源，壓縮空氣在工業(yè)生產(chǎn)中占總能耗的10%~35%。壓縮空氣系統能耗的96%為工業(yè)壓縮機的耗電，我國工業(yè)壓縮機每年的電耗占全國總電耗的6%以上?？諌簷C運行成本由采購成本、維護成本和能源運行成本組成，由全生命周期評價(jià)理論，采購成本僅占10%左右，而能源成本卻高達77%。
隨著(zhù)企業(yè)對壓縮空氣認識的深入和節能減排的需求，亟待選擇適合的技術(shù)對現有系統進(jìn)行節能改造已達到最好的節能效果。近兩年來(lái)對中國工業(yè)企業(yè)調研得出，節能改造需求主要來(lái)自以下3個(gè)方面：
（1）空壓機能耗占企業(yè)用電比例比例過(guò)高；
（2）壓縮空氣系統供氣不穩定、壓力波動(dòng)等影響設備的正常工作；
（3）隨著(zhù)生產(chǎn)規模的擴大，企業(yè)對原有壓縮空氣系統改造優(yōu)化以適應增長(cháng)需求。

因企業(yè)壓縮空氣系統的特點(diǎn)和適用的節能技術(shù)不同，為提高改造成功率，節能改造不能盲目實(shí)施。在對整個(gè)系統進(jìn)行全面分析、測試和評估的基礎上，選擇適合的節能措施顯得尤為重要。作者通過(guò)對大量工業(yè)企業(yè)壓縮空氣使用情況的調查，對目前存在的和新興的一些節能技術(shù)的特點(diǎn)和適用范圍進(jìn)行了分析和探討。

● 系統節能策略
基于氣動(dòng)系統能量消耗評價(jià)及能量損失分析理論，從系統構成的各個(gè)環(huán)節入手，總體采取如下節能措施：
（1）壓縮空氣的產(chǎn)生。不同類(lèi)型壓縮機的合理配置和維護，運行模式的優(yōu)化，空氣凈化設備的日常管理。
（2）壓縮空氣的輸送。管網(wǎng)配置的優(yōu)化，高低壓供氣管道分離；耗氣量分配的實(shí)時(shí)監管，泄露的日常點(diǎn)檢與最小化，接頭處的壓損改進(jìn)。
（3）壓縮空氣的使用。氣缸驅動(dòng)回路的改進(jìn)，使用針對本行業(yè)開(kāi)發(fā)的節能產(chǎn)品，如電解鋁行業(yè)打殼缸專(zhuān)用節氣閥，以及節能型氣槍、噴嘴等。
（4）壓縮機余熱回收。通過(guò)熱交換等手段將空氣壓縮過(guò)程中產(chǎn)生的熱量回收，用于輔助采暖和工藝加熱等。

●  壓縮空氣的產(chǎn)生
1單臺空壓機節能
目前工業(yè)中應用最廣泛的空壓機主要分為往復式、離心式和螺桿式。往復式在一些老企業(yè)仍大量使用；離心式在紡織企業(yè)應用廣泛，運行穩定，效率高，但系統壓力突變時(shí)容易發(fā)生喘振。采用的主要節能措施有：
（1）保證進(jìn)口空氣潔凈度，尤其是紡織企業(yè)做好一級粗濾，以濾掉空氣中大量的短纖維。
（2）降低空壓機進(jìn)氣溫度，提高效率。
（3）潤滑油油壓對離心機轉子振動(dòng)影響大，選用含消泡劑和氧化穩定劑的潤滑油。
（4）重視冷卻水水質(zhì)，合理冷卻水排污量，有計劃地補水。
（5）空壓機、干燥器、儲氣罐及管網(wǎng)的冷凝水排放點(diǎn)要定期排放。
（6）為防止空氣需求變化快等引起喘振，注意調整機組設定的比例帶和積分時(shí)間，盡量避免用氣突減。
（7）選用節能效果顯著(zhù)的三級離心機，盡量使用高壓電機，減少線(xiàn)損，使空壓站溫升低。

螺桿式空壓機應用廣泛，下面重點(diǎn)對螺桿式空壓機控制方式進(jìn)行比較總結：
分析當前空壓機加/卸載和恒壓調節方式存在的問(wèn)題，可以得出：
（1）靠機械方式調節進(jìn)氣閥，供氣量無(wú)法快速連續調節。當用氣量不斷變化時(shí)，供氣壓力不可避免地產(chǎn)生較大幅度的波動(dòng)。
（2）單純變頻控制通過(guò)加裝變頻器調節空壓機的產(chǎn)氣量，來(lái)匹配工廠(chǎng)用氣的波動(dòng)。不足之處在于該系統適用于工廠(chǎng)用氣量波動(dòng)不大的情況（波動(dòng)在單機產(chǎn)氣量的40%~70%節能效果最顯著(zhù)）。

2空壓機群專(zhuān)家控制系統
空壓機群專(zhuān)家控制系統成為目前空壓機群控制節能新技術(shù)。該控制系統根據壓力需求變化，控制不同空壓機的啟停、加卸載等，保持系統一直有合適數量和容量的壓縮機處于運行狀態(tài)。
專(zhuān)家控制系統通過(guò)控制變頻器改變工廠(chǎng)低壓供氣系統中單臺空壓機的轉速來(lái)控制空壓機單位時(shí)間內的產(chǎn)氣量，匹配工廠(chǎng)低壓供氣系統用氣量小的波動(dòng)。一般選擇對哪一臺空壓機變頻改造，需要專(zhuān)業(yè)人員對系統進(jìn)行全面的測試計算才能決定。

通過(guò)以上分析比較，可以發(fā)現：
（1）我國很多壓縮空氣系統能效有很大的提升空間。
（2）壓縮機變頻改造只有結合企業(yè)自身壓縮空氣系統的運行情況才能達到節能效果，需要經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)人員全面測試和評估后才能使用。
（3）空壓機群專(zhuān)家控制系統特別適合于多臺空壓機同時(shí)運行的場(chǎng)合，實(shí)行階梯組合配置，可以很好滿(mǎn)足企業(yè)需求。

3壓縮空氣干燥工藝的改進(jìn)
目前企業(yè)最常用的壓縮空氣干燥處理設備為冷凍式、無(wú)熱再生式和微熱再生復合式，
節能改造防線(xiàn)遵循以下原則：
（1）若原系統對空氣進(jìn)行過(guò)高純度處理時(shí)，改成較低的匹配的處理方式。
（2）改進(jìn)干燥工藝，減少干燥處理環(huán)節的壓損（某些系統干燥器處壓損達0.05~0.1MPa），減少能量消耗。

● 壓縮空氣的輸送
1管路系統
管路系統不應超過(guò)工作壓力的1.5%。當前很多空壓站的輸氣管道沒(méi)有主次之分，不必要的彎頭、彎管過(guò)多，壓力脈動(dòng)頻繁，壓損嚴重。氣動(dòng)管道有的埋于地溝，無(wú)法監測泄漏。為保證任何情況下系統壓力需求，運行管理人員提高整個(gè)系統的運行壓力0.1~0.2MPa，引入人為壓力損失?？諌簷C排氣壓力每增加0.1MPa，空壓機功耗將增加7%~10%。同時(shí)系統壓力的提高，使空氣泄漏量增加。

節能改造措施：
（1）將支路布置的管線(xiàn)改成環(huán)路布置，實(shí)行高低壓供氣分離，并安裝高低壓精密溢流單元；
（2）節能改造時(shí)更改局部阻力偏大的管線(xiàn)，降低管道阻力，對管內壁酸洗、除銹等凈化處理，保證管壁光滑。

2泄漏、檢漏和堵漏
大部分工廠(chǎng)泄漏嚴重，泄漏量達到20%~35%，主要發(fā)生在各用氣設備的閥門(mén)、接頭、三聯(lián)件、電磁閥、螺紋連接和氣缸前端蓋等處；有的設備超壓工作，自動(dòng)卸荷，頻繁排氣。泄漏造成的損失幾乎超出大多數人的想象。如汽車(chē)點(diǎn)焊工位的一個(gè)焊渣在氣管上造成一個(gè)直徑1mm的小孔，每年電費損失高達355kWh，幾乎相當于兩個(gè)三口之家的全年家庭用電。

節能措施：
（1）對主要產(chǎn)生車(chē)間的供氣管道安裝流量計量管理系統，確定工藝用量限額。
（2）調整工藝用氣量，盡可能減少閥門(mén)、接頭的數量，減少泄漏點(diǎn)。
（3）加強管理，使用專(zhuān)業(yè)工具定期巡檢。
總之，企業(yè)可以采用一些專(zhuān)業(yè)檢測設備如并聯(lián)接入式智能氣體泄漏檢測儀、泄漏點(diǎn)掃描槍等，采取措施防止壓縮空氣系統的跑、冒、滴、漏，據此開(kāi)展維修工作和元器件更換工作。

●  壓縮空氣的使用
氣槍在制造加工的精修工序、機加工等工藝現場(chǎng)被廣泛使用，其耗氣量在某些產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域達到總供氣量的50%。使用過(guò)程中存在供氣管道過(guò)長(cháng)、供給壓力過(guò)高、用直銅管做噴嘴以及一線(xiàn)工人擅自提高工作壓力等現象，造成巨大的用氣浪費。
在氣動(dòng)設備中用氣不合理現象也較突出，例如確定工件是否卡到位的氣體背壓檢測、真空發(fā)生器給氣等尊在不工作時(shí)不間斷供氣現象。尤其在化學(xué)藥液槽等用于攪拌的用氣、輪胎制造中的定型充氣等都存在這些問(wèn)題。
節能改造措施：使用新型氣動(dòng)噴嘴節能裝置和脈沖式氣槍。在特定行業(yè)采用專(zhuān)業(yè)氣動(dòng)設備，如電解鋁行業(yè)推廣使用的打殼缸專(zhuān)用節氣閥等。

● 空壓機余熱回收
根據全生命周期評價(jià)，空壓機消耗的電能有80%~90%轉化成熱的形式散失掉了?？諌簷C的電熱消耗分布如下圖所示，除去輻射到環(huán)境中和存于壓縮空氣自身的熱量外，剩余94%的能量均可以采用余熱回收的方式加以利用。
余熱回收就是通過(guò)換熱器等合適的手段將空氣壓縮過(guò)程中產(chǎn)生的熱量回收用來(lái)加熱空氣或水，典型的使用如輔助采暖、工藝加熱和鍋爐補水預熱等。通過(guò)合理改進(jìn)，50%~90%的熱能可以回收并利用。安裝熱能回收裝置可以將空壓機運行溫度有效控制在最佳運行溫度，使潤滑油工作狀態(tài)更良好，空壓機排氣量會(huì )增加2%~6%。對于空冷式空壓機，可以停止空壓機自身的冷卻風(fēng)機，采用循環(huán)水泵回收熱量；水冷式空壓機可以用來(lái)加熱冷水或空間加熱，回收率在50%~60%。余熱回收相對電熱設備幾乎無(wú)需能耗；相對于燃油燃氣設備零排放，是清潔環(huán)保的節能方式。

基于壓縮空氣系統能量損失分析理論，對企業(yè)現存不合理用氣現象和節能措施作了分析和總結。在企業(yè)節能改造時(shí)，首先針對不同的系統做詳細的測試評估，在此基礎上應用適合的優(yōu)化措施以達到節能目標，可以提高整個(gè)壓縮空氣系統的運行效率。

信恒公司是一家主要致力于低能耗系統研發(fā)與實(shí)施;專(zhuān)注于空壓系統、中央空調系統、余熱回收利用、節能蒸汽、工業(yè)儲能等節能專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)集成、研發(fā)、創(chuàng )新、工程設計和實(shí)施等，以綜合能源管理為主導的專(zhuān)業(yè)化EMC公司，為客戶(hù)提供系統性的節能解決方案和運行管理服務(wù)。