【压缩机网】根据世界气象组织发布的《全球气候状况》报告，全球平均气温上升的速度超出了预期，而人类活动所排放的温室气体是导致全球变暖的主要原因。因此，减少碳排放已成为全球各国的共识。中国计划在2030年前实现“碳达峰”，即碳排放量达到峰值后不再增长，并在2060年前实现“碳中和”，使排放的碳与吸收的碳相等。
我国也在多个政策文件中强调，提高各领域尤其是工业设备的能效是实现碳达峰和碳中和的关键，所以需要在各个领域和全过程加强节能工作，减少二氧化碳排放，推动经济社会的绿色转型。
压缩空气因其物理特性，被视作电力、水力、蒸汽之外的第四大动力源，而生产压缩空气的空压机，则是利用电动机在压缩腔内对气体进行压缩，提供一定的气体压力，广泛应用于煤炭、纺织、钢铁和化工等领域。
尽管空压机在机械原理上已经相当成熟，但随着人们对节能减排的重视，空压机在节能方面仍面临许多挑战。比如在工业生产中，气体需求和压力等指标通常是动态变化的，这要求空压机的运行状态能够随之调整。
本文针对在役空压机高能耗问题，提出了几种提高空压机能效的节能改造方法，供广大用户参考。
1、现阶段空压机能耗现状
行业统计发现，采用空压机作为公辅设备的企业在生产过程中，压缩空气系统的电量消耗占企业总用电量的17%-39%（包括浪费电量）。空压机的生命周期成本中，能耗占总成本的72%，而国内空压机的平均使用负荷仅为68%。在运行过程中，功率能源的浪费高达13%。这表明，许多使用空压机的企业未能充分利用能源，导致空压机的效能被大量浪费。同时，调查数据也显示，空压机在压缩节能方面还有很大的提升空间，可以在降低能耗的同时最大化生产效益，推动行业发展。
2、空压机节能运行与优化措施
2.1节能改造方案
（1）变频调速节能：通过安装变频器改变电压和频率来实现电动机的调速，从而降低空压机电动机的轴功率输出，使排气量与用气量相匹配，满足轻载运行需求。
对于一般的工频空压机，其压力达到设定压力时，会自动卸载，导致空压机加卸载频繁，电耗较高。通过变频改造，空压机一般情况并不卸荷，而是通过降低转速来减少压缩机时的产气量，维持气网需要的最低压力。
此处有两个地方可以实现节能：①减少压缩机从卸荷状态到加载状态这一突变过程带来的电能消耗；②电机的运转频率降低至工频以下，使电机轴的输出功率减少。这两处都不同程度的降低了工频空压机在运行过程中的能源消耗。
需要注意的是，变频改造要谨慎采用。不仅要事先做好可行性调查，而且要保证改造方案不会对设备性能和可靠性造成损害。
（2）多机组群控节能：在用气量很大并且用气负荷波动较大的场合，由于使用单台大容量空压机难以满足气量调节的需要，因而常使用多台空压机供气。多机组群控技术是在多台空压机运行条件下实现节能的有效方法之一，业界使用非常广泛。多机组群控技术可根据实际用气量选定需要的机器和台数工作，消除了不必要的浪费情况，具有显著的节能效果。当然，由于空压站设备硬件情况、群控技术方案以及对实际工况的适配程度不同，最终的节能效果也会不同。
（3）空压机余热利用节能：根据相关资料统计，空气压缩机运行时,真正用于增加空气势能所消耗的电能在空压机总耗电量中只占很小的一部分约为15%，大约有85%的电能转化为热量排出的高压油(气)，其温度常常高达95°C以上，通过风冷或者水冷的方式排放到空气中。这些看似多余的热量被排放到空气中，既影响了环境又会造成大气的“温室效应”加剧，形成了一种“热”污染，但是这些被排放掉的热量中有80%是可以被回收利用的。可利用热能转换原理，通过热转换器回收空压机高温油的热量至冷却水中，可实现能量的再利用。
（4）减少空压机泄漏损失、摩擦耗能：据行业检测统计，一家运行5年以上的工厂，其所有的气动工具、软管、接头、阀门等的压缩空气平均泄漏量为20～30%，而一个1mm2的小孔，在7bar压力下，一年差不多将损失4000元。
治理措施：压降治理，在管路各段设立压力表。一般空压机出口到工厂使用点，压降不能超过1bar，严格的甚至不超过10%即0.7bar。冷干过滤段的压降一般为0.2bar，日常巡检中应详细检查各段压降，有问题的管网段应及时排查堵漏；仔细评估用气设备的压力需求，在保证生产的情况下尽量调低空压机排气压力。很多用气设备只要3～4bar，少数机械手才需要6bar以上。压力每低1bar，节能约7～10%；另外，要减少空压机内部的压力损失和摩擦耗能，例如减少阀门使用、采用大管径气路系统、低速送气等。
2.2效益与评价
（1）变频器控制空压机相较于传统的工频空压机，提高了压力控制精度，节约经济成本，减少机械部件冲击，延长空压机使用寿命。
（2）多机组群控技术根据实际用气量选择运行空压机，消除能源浪费，具有显著节能效果。
（3）空压机余热利用具有长期回报优势，低运行成本，可降低空压机运行温度，提高效率，延长润滑油使用寿命，生产的热水可用于生活或生产线。
（4）泄漏不仅会导致能源浪费，增加运行成本，还可能影响系统的稳定性和工作效率。定期对压缩空气系统进行检漏，及时发现并修复泄漏点，是确保系统正常运行、降低能耗、提高经济效益的必要措施。
3、结语
上述节能措施是基于对在用空压机的节能技改分析，旨在通过不同的技术手段提高空压机的能效，减少能源消耗，实现经济效益和环境效益的双重提升。
在空压机节能改造过程中，需要全面分析和综合考虑，根据生产目标和要求，选择先进技术和合理方法进行功能改造和功率利用，以实现节能目标。
【压缩机网】根据世界气象组织发布的《全球气候状况》报告，全球平均气温上升的速度超出了预期，而人类活动所排放的温室气体是导致全球变暖的主要原因。因此，减少碳排放已成为全球各国的共识。中国计划在2030年前实现“碳达峰”，即碳排放量达到峰值后不再增长，并在2060年前实现“碳中和”，使排放的碳与吸收的碳相等。
我国也在多个政策文件中强调，提高各领域尤其是工业设备的能效是实现碳达峰和碳中和的关键，所以需要在各个领域和全过程加强节能工作，减少二氧化碳排放，推动经济社会的绿色转型。
压缩空气因其物理特性，被视作电力、水力、蒸汽之外的第四大动力源，而生产压缩空气的空压机，则是利用电动机在压缩腔内对气体进行压缩，提供一定的气体压力，广泛应用于煤炭、纺织、钢铁和化工等领域。
尽管空压机在机械原理上已经相当成熟，但随着人们对节能减排的重视，空压机在节能方面仍面临许多挑战。比如在工业生产中，气体需求和压力等指标通常是动态变化的，这要求空压机的运行状态能够随之调整。
本文针对在役空压机高能耗问题，提出了几种提高空压机能效的节能改造方法，供广大用户参考。
1、现阶段空压机能耗现状
行业统计发现，采用空压机作为公辅设备的企业在生产过程中，压缩空气系统的电量消耗占企业总用电量的17%-39%（包括浪费电量）。空压机的生命周期成本中，能耗占总成本的72%，而国内空压机的平均使用负荷仅为68%。在运行过程中，功率能源的浪费高达13%。这表明，许多使用空压机的企业未能充分利用能源，导致空压机的效能被大量浪费。同时，调查数据也显示，空压机在压缩节能方面还有很大的提升空间，可以在降低能耗的同时最大化生产效益，推动行业发展。
2、空压机节能运行与优化措施
2.1节能改造方案
（1）变频调速节能：通过安装变频器改变电压和频率来实现电动机的调速，从而降低空压机电动机的轴功率输出，使排气量与用气量相匹配，满足轻载运行需求。
对于一般的工频空压机，其压力达到设定压力时，会自动卸载，导致空压机加卸载频繁，电耗较高。通过变频改造，空压机一般情况并不卸荷，而是通过降低转速来减少压缩机时的产气量，维持气网需要的最低压力。
此处有两个地方可以实现节能：①减少压缩机从卸荷状态到加载状态这一突变过程带来的电能消耗；②电机的运转频率降低至工频以下，使电机轴的输出功率减少。这两处都不同程度的降低了工频空压机在运行过程中的能源消耗。
需要注意的是，变频改造要谨慎采用。不仅要事先做好可行性调查，而且要保证改造方案不会对设备性能和可靠性造成损害。
（2）多机组群控节能：在用气量很大并且用气负荷波动较大的场合，由于使用单台大容量空压机难以满足气量调节的需要，因而常使用多台空压机供气。多机组群控技术是在多台空压机运行条件下实现节能的有效方法之一，业界使用非常广泛。多机组群控技术可根据实际用气量选定需要的机器和台数工作，消除了不必要的浪费情况，具有显著的节能效果。当然，由于空压站设备硬件情况、群控技术方案以及对实际工况的适配程度不同，最终的节能效果也会不同。
（3）空压机余热利用节能：根据相关资料统计，空气压缩机运行时,真正用于增加空气势能所消耗的电能在空压机总耗电量中只占很小的一部分约为15%，大约有85%的电能转化为热量排出的高压油(气)，其温度常常高达95°C以上，通过风冷或者水冷的方式排放到空气中。这些看似多余的热量被排放到空气中，既影响了环境又会造成大气的“温室效应”加剧，形成了一种“热”污染，但是这些被排放掉的热量中有80%是可以被回收利用的。可利用热能转换原理，通过热转换器回收空压机高温油的热量至冷却水中，可实现能量的再利用。
（4）减少空压机泄漏损失、摩擦耗能：据行业检测统计，一家运行5年以上的工厂，其所有的气动工具、软管、接头、阀门等的压缩空气平均泄漏量为20～30%，而一个1mm2的小孔，在7bar压力下，一年差不多将损失4000元。
治理措施：压降治理，在管路各段设立压力表。一般空压机出口到工厂使用点，压降不能超过1bar，严格的甚至不超过10%即0.7bar。冷干过滤段的压降一般为0.2bar，日常巡检中应详细检查各段压降，有问题的管网段应及时排查堵漏；仔细评估用气设备的压力需求，在保证生产的情况下尽量调低空压机排气压力。很多用气设备只要3～4bar，少数机械手才需要6bar以上。压力每低1bar，节能约7～10%；另外，要减少空压机内部的压力损失和摩擦耗能，例如减少阀门使用、采用大管径气路系统、低速送气等。
2.2效益与评价
（1）变频器控制空压机相较于传统的工频空压机，提高了压力控制精度，节约经济成本，减少机械部件冲击，延长空压机使用寿命。
（2）多机组群控技术根据实际用气量选择运行空压机，消除能源浪费，具有显著节能效果。
（3）空压机余热利用具有长期回报优势，低运行成本，可降低空压机运行温度，提高效率，延长润滑油使用寿命，生产的热水可用于生活或生产线。
（4）泄漏不仅会导致能源浪费，增加运行成本，还可能影响系统的稳定性和工作效率。定期对压缩空气系统进行检漏，及时发现并修复泄漏点，是确保系统正常运行、降低能耗、提高经济效益的必要措施。
3、结语
上述节能措施是基于对在用空压机的节能技改分析，旨在通过不同的技术手段提高空压机的能效，减少能源消耗，实现经济效益和环境效益的双重提升。
在空压机节能改造过程中，需要全面分析和综合考虑，根据生产目标和要求，选择先进技术和合理方法进行功能改造和功率利用，以实现节能目标。
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