王化南，嚴(yán)禎榮 ，袁奕雯，劉小暢

(上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院，上海 200333）

一、評(píng)估背景和目的

壓縮空氣目前已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域,空壓機(jī)系統(tǒng)的初期投資及維護(hù)費(fèi)用占到總費(fèi)用的23%，而電能消耗占到77%，這就意味著提高壓縮空氣系統(tǒng)的運(yùn)行效率對(duì)于企業(yè)節(jié)約成本、改善環(huán)境有著非常重要意義。

二、空壓系統(tǒng)概況

應(yīng)上海某塑料制造公司的委托，對(duì)該公司的空壓站進(jìn)行節(jié)能測(cè)試，并提出系統(tǒng)的節(jié)能改造方案。該公司主車間的空壓站內(nèi)現(xiàn)配有3臺(tái)C60MX3型離心式壓縮機(jī)，單機(jī)容量為1 103kW，該類型空壓機(jī)在出氣壓力達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)，通過卸荷閥向大氣排放，而此時(shí)電機(jī)的負(fù)荷是恒定的，因而造成電能的極大浪費(fèi)。

三、系統(tǒng)檢測(cè)及分析

多點(diǎn)記錄設(shè)備被安裝在工作現(xiàn)場(chǎng)以收集采集系統(tǒng)流量和電流數(shù)據(jù)等?？諌赫鞠到y(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)流量和空壓機(jī)電流等數(shù)據(jù)如表1所示。

從以上數(shù)據(jù)看，4#空壓站壓縮空氣使用量波動(dòng)較大，峰值接近16777.6m3/h,而低谷用量小于6669.6m3/h，低谷用氣量?jī)H為峰值的40%。且用氣量有明顯的規(guī)律，每天8:00左右氣量迅速增加，很快達(dá)到峰值后，即保持穩(wěn)定值，12:00之后顯著下降，維持在7000～9 000m3/h左右，到13:00又開始增加，晚上17:00到19:00又降到7 000m3/h以下，每天如此循環(huán)反復(fù)。目前工作時(shí)間主要開1臺(tái)壓縮機(jī)，壓縮機(jī)在卸載時(shí)仍會(huì)消耗滿載時(shí)100%的功率。

表1

四、系統(tǒng)節(jié)能改造方案

在了解系統(tǒng)的運(yùn)行特性后，通過分析認(rèn)為4#空壓站在用氣谷底時(shí)排空運(yùn)行，其能耗與滿載運(yùn)行一致是造成極大能源浪費(fèi)的原因。

1.調(diào)整壓縮機(jī)的配置

據(jù)相關(guān)廠家的資料，該類型離心式壓縮機(jī)不適合采用變頻調(diào)速的方法進(jìn)行調(diào)節(jié)輸出流量。因此，建議采取調(diào)整壓縮機(jī)配置的方案，將該企業(yè)閑置備用的1臺(tái)2CV35M(功率588kW)離心式空壓機(jī)和1臺(tái)螺桿式空壓機(jī)MH250-11(功率250kW，流量為34.8m3/min)置換至車間空壓站，在用氣量低谷時(shí)啟用。

2.加裝變頻高效控制系統(tǒng)

根據(jù)系統(tǒng)流量負(fù)荷變化特點(diǎn)，可以對(duì)MH250-11螺桿式空氣壓縮機(jī)進(jìn)行變頻改造，使空壓機(jī)可以跟據(jù)系統(tǒng)的負(fù)荷狀況，實(shí)時(shí)的調(diào)整產(chǎn)氣量，以達(dá)到節(jié)能目的。

3.安裝中央控制系統(tǒng)

使用壓縮機(jī)集中控制系統(tǒng)，對(duì)3臺(tái)離心式壓縮機(jī)和1臺(tái)螺桿式壓縮機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一控制，中央控制系統(tǒng)可以根據(jù)系統(tǒng)供氣壓力，綜合控制4臺(tái)壓縮機(jī)。

4.改造方案實(shí)踐分析

在采取以上的綜合措施后，通過測(cè)試數(shù)據(jù)來驗(yàn)證節(jié)能效果。其中以每天12:00～13:00和17:00～19:00兩個(gè)時(shí)段用氣量?jī)H為峰值用氣量的40%計(jì)算，通過在該時(shí)段啟用588kW壓縮機(jī)，關(guān)閉1 103kW壓縮機(jī)，僅此一項(xiàng)每天就可以節(jié)約1 500kW·h以上的電能，據(jù)統(tǒng)計(jì)改造4#空壓站因壓縮機(jī)卸載消耗的電能為45萬kW·h，費(fèi)用每年在30萬元左右，對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行調(diào)整和進(jìn)行集中控制(含變頻)改造的費(fèi)用約30萬，一年內(nèi)即可收回投資。

五、結(jié)語

改造方案不僅在公司得到了驗(yàn)證，并且在上海華生構(gòu)件有限公司、豪林紙業(yè)公司等實(shí)踐也達(dá)到了18%的節(jié)電效果?？傊谄髽I(yè)節(jié)能改造時(shí)，一方面要針對(duì)不同的系統(tǒng)做詳細(xì)的測(cè)試評(píng)估研究，在此基礎(chǔ)上應(yīng)用適合的優(yōu)化措施以達(dá)到節(jié)能目標(biāo)，另一方面要加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)和管路的現(xiàn)場(chǎng)管理，減少跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，從而提高整個(gè)壓縮空氣系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

[1]秦宏波，黃軍徽，胡壽根.基于系統(tǒng)測(cè)試的工業(yè)壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用研究[J].上海節(jié)能.2006(04):28-31.

[2]何明勛，陳國(guó)娟.壓縮空氣系統(tǒng)耗能與節(jié)能分析[J].流體機(jī)械.2012(02):46-48.

[3]蔡茂林.壓縮空氣系統(tǒng)的能耗現(xiàn)狀及節(jié)能潛力[J].中國(guó)設(shè)備工程.2009(07):42-44.