當(dāng)前，中國能源消費(fèi)總量逐年增長，工業(yè)發(fā)展也越來越關(guān)注節(jié)能。根據(jù)規(guī)劃，到2020年全國能源消費(fèi)總量要控制在50億噸標(biāo)準(zhǔn)煤以內(nèi)，單位GDP能耗下降15%，重點(diǎn)推進(jìn)節(jié)能工作的領(lǐng)域包括工業(yè)、建筑、交通、商貿(mào)流通、農(nóng)業(yè)農(nóng)村、公共機(jī)構(gòu)等。這其中，工業(yè)領(lǐng)域的節(jié)能工作是重中之重，同時(shí)也是壓力較大的推進(jìn)領(lǐng)域。按照既定目標(biāo)，“十三五”工業(yè)增加值能耗要下降18%，平均每年下降4%左右。
 

　　據(jù)中國節(jié)能協(xié)會節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)委員會（EMCA）統(tǒng)計(jì)，2018年，節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)繼續(xù)保持穩(wěn)定發(fā)展，節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值4774億元，同比增長15.1%。
 

 

　　從工業(yè)節(jié)能市場來看，國內(nèi)市場進(jìn)一步走向成熟。以空壓機(jī)行業(yè)為例，中國空壓機(jī)行業(yè)在經(jīng)歷了40多年的市場風(fēng)雨之后，其發(fā)展進(jìn)入了一個瓶頸期。在以永磁變頻、兩級壓縮為代表的節(jié)能型產(chǎn)品市場占有率快速提升之后，其整體市場需求增速開始下滑。而以合同能源管理、節(jié)能技改、空壓站托管、智能空壓站等為代表的空壓機(jī)節(jié)能服務(wù)市場開始興盛，一大批節(jié)能服務(wù)公司進(jìn)入空壓機(jī)節(jié)能服務(wù)行業(yè)，亦有不少傳統(tǒng)壓縮機(jī)生產(chǎn)企業(yè)涉足節(jié)能服務(wù)市場。
 

　　不過，在行業(yè)產(chǎn)品大量發(fā)展、節(jié)能服務(wù)企業(yè)云集的同時(shí)，痛點(diǎn)也凸顯：產(chǎn)品質(zhì)量不高、耗材價(jià)格高、節(jié)能效果不突出，技術(shù)服務(wù)不到位成為眾多空壓機(jī)節(jié)能服務(wù)企業(yè)的發(fā)展瓶頸。有專家表示，在行業(yè)競爭市場化的前提下，節(jié)能技術(shù)研發(fā)、節(jié)能產(chǎn)品制造、節(jié)能設(shè)計(jì)方案、節(jié)能效果評估等產(chǎn)業(yè)鏈的整體培育將有助于空壓機(jī)節(jié)能服務(wù)形成巨大的市場。
 

　　國家三令五申強(qiáng)調(diào)空壓機(jī)節(jié)能降耗
 

　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，空壓系統(tǒng)電能消耗占工業(yè)能耗的8～10%左右，2018年全國空壓機(jī)耗電量約為4200億kW·h/a，其中有效能耗只占66%，其余34%的能量（約1420.4億kW·h/a）被白白浪費(fèi)掉，空壓系統(tǒng)節(jié)能亟待高效開展。
 

　　為此，今年4月初，工信部再次明確了《2019年工業(yè)節(jié)能監(jiān)察重點(diǎn)工作計(jì)劃》，并印發(fā)至各省、自治區(qū)、直轄市工業(yè)和信息化主管部門。空壓機(jī)行業(yè)也再一次同電機(jī)、變壓器、水泵、風(fēng)機(jī)等被列為重點(diǎn)節(jié)能監(jiān)察對象。對于空壓機(jī)，《計(jì)劃》要求按照《容積式空氣壓縮機(jī)能效限定值及能效等級》（GB19153-2009）等國家標(biāo)準(zhǔn)，對空壓機(jī)等重點(diǎn)用能產(chǎn)品設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)實(shí)施專項(xiàng)監(jiān)察，會同有關(guān)部門依法督促企業(yè)停止生產(chǎn)達(dá)不到強(qiáng)制性能效標(biāo)準(zhǔn)限定值的低效產(chǎn)品。
 

　　壓縮空氣系統(tǒng)普遍存在能源浪費(fèi)
 

　　當(dāng)前我國用戶的壓縮空氣系統(tǒng)中，能源浪費(fèi)主要表現(xiàn)為泄露偏大、壓縮機(jī)配置及運(yùn)行僅以保壓為目的、供給壓力不合理、噴嘴低效、設(shè)備用氣存在浪費(fèi)、現(xiàn)場工人用氣成本意識淡薄等問題。
 

　　如在泄露問題上，工廠中的泄露量通常占供氣量的10%～30%，而管理不善的工廠甚至可能高達(dá) 50%。有時(shí)一個汽車組裝車間的泄漏點(diǎn)就有2萬個，其中，泄露量的90%以上來自設(shè)備使用中的零部件老化或破損。而尤為嚴(yán)重的是，現(xiàn)場管理人員遠(yuǎn)遠(yuǎn)地低估了泄漏造成的損失。比如，在供氣壓力為0.7MPa下的氣管中一個直徑1mm的泄漏小孔，每年導(dǎo)致的損失高達(dá)約3525度電，幾乎相當(dāng)于兩個三口之家的全年家庭用電。
 

　　壓縮機(jī)的合理配置及合理運(yùn)行對節(jié)省用電非常重要。通常，為使輸出壓力波動小，很多壓縮機(jī)采用吸氣閥調(diào)節(jié)方式。這種方式在沒有供氣的情況下也仍需消耗40%～70%額定功率的電力，浪費(fèi)較嚴(yán)重。為此，導(dǎo)入變頻控制、臺數(shù)控制，采用空壓機(jī)房節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)等措施對削減電力十分奏效。而這些在工廠的實(shí)際操作中基本都被忽略，保證壓力成為大多數(shù)工廠對壓縮機(jī)管理的唯一要求。
 

　　另外，由于管道壓力損失不確定，設(shè)備啟動存在流量高峰等原因，壓縮機(jī)的供氣壓力有時(shí)比現(xiàn)場要求壓力高出0.2MPa～0.3MPa。而末端設(shè)備每提高0.1MPa，壓縮機(jī)的耗電就提高4%～8%，造成了巨大的能源浪費(fèi)。有時(shí)也會為了少數(shù)幾臺壓力要求高的設(shè)備，而整個調(diào)高供氣的壓力，這在能源使用配置上極其不合理，非明智之舉。
 

　　噴嘴在噴氣織機(jī)、制造加工的精修及機(jī)加工等工藝現(xiàn)場被廣泛使用，其耗氣量在某些產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域達(dá)到總供氣量的50%。通常，噴嘴在使用過程中存在供氣管道過長、供給壓力過高、用直管銅管做噴嘴等問題。另外，現(xiàn)場人員很容易為了追求大沖擊力而擅自擴(kuò)大噴嘴噴口、提高供給壓力，從而造成很大的用氣浪費(fèi)。
 

　　在氣動設(shè)備中存在用氣不合理的現(xiàn)象也比較突出，例如確定工件是否卡到位的氣體背壓檢測、真空發(fā)生器給氣等存在不工作也不間斷供氣現(xiàn)象。尤其是化學(xué)藥液槽等用于攪拌目的的用氣、輪胎制造中的定型充氣等，從0.7MPa的高壓減壓到0.1MPa～0.2MPa使用的現(xiàn)象非常普遍，浪費(fèi)得令人痛心。從工藝上把握設(shè)備的實(shí)際需要壓力和最低耗氣量是使設(shè)備耗氣合理化的前提。由于設(shè)備用氣不合理導(dǎo)致的浪費(fèi)平均估計(jì)為供氣量的20%。
 

　　壓縮空氣系統(tǒng)低效運(yùn)行原因
 

　　大量數(shù)據(jù)表明，壓縮空氣系統(tǒng)主要費(fèi)用都耗費(fèi)在運(yùn)行環(huán)節(jié)上，在其生命周期中，運(yùn)行費(fèi)用(電費(fèi))占比高達(dá)78～92%。因此，如何通過精細(xì)化管理，對能耗深入挖潛，提高能源使用效率，是每個企業(yè)都要面臨的一個課題。對此，根據(jù)項(xiàng)目工程經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)大部分壓縮空氣系統(tǒng)運(yùn)行能耗高的主要原因如下：
 

　?。?）設(shè)備效率低
 

　　很多年前配置的空壓機(jī)大多屬于低能效設(shè)備，與終端等設(shè)備匹配不合理，僅僅為了滿足生產(chǎn)的基本需求；空壓機(jī)調(diào)節(jié)方式落后、無集中控制，用氣量隨機(jī)變化時(shí)，空壓機(jī)因卸載而浪費(fèi)嚴(yán)重；末端設(shè)備用氣不合理、效率低，設(shè)備用氣存在浪費(fèi)。
 

　?。?）供氣壓力不合理
 

　　沒有對供氣壓力進(jìn)行分級規(guī)劃，而是簡單采用高壓供氣外加機(jī)械自力式減壓閥來滿足不同的壓力需求，大量的能源浪費(fèi)在閥門上。此外，當(dāng)需求側(cè)用氣量變化引起管網(wǎng)壓力的隨機(jī)波動，為了避免機(jī)組的頻繁啟停，需要設(shè)定一個很寬的壓力變化范圍，造成空壓機(jī)出口壓力的大幅波動，增加了空壓系統(tǒng)的運(yùn)行能耗。
 

　　（3）能源浪費(fèi)的原因
 

　　a.空載能耗高
 

　　目前多數(shù)企業(yè)壓縮機(jī)為單臺N立方，壓縮機(jī)開停只有N或N的倍數(shù)，空壓機(jī)設(shè)備開停依賴人工管理。尤其在用氣負(fù)載頻繁變化時(shí)，系統(tǒng)不能快速反應(yīng)，也不能實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)排量的微調(diào)，這形成了空壓站各壓縮機(jī)的空載。
 

　　通常情況下，當(dāng)壓力達(dá)到y(tǒng)公斤時(shí)，空壓機(jī)進(jìn)入卸載運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)壓力降到x公斤時(shí)，壓縮機(jī)進(jìn)入空載狀態(tài)，即關(guān)閉進(jìn)氣閥使電機(jī)處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，同時(shí)將油氣預(yù)分離罐中多余的壓縮空氣通過放空閥放空。關(guān)閉進(jìn)氣閥使電機(jī)空轉(zhuǎn)，雖然可以使空壓機(jī)不需要再壓縮氣體作功，但空壓機(jī)在空轉(zhuǎn)中還是要帶動螺桿或者活塞做回轉(zhuǎn)運(yùn)動，電耗仍在繼續(xù)發(fā)生。實(shí)際檢測發(fā)現(xiàn)，空壓機(jī)空載時(shí)的能耗高達(dá)其滿載運(yùn)行時(shí)的40%～55%。
 

　　b.爬升能耗高
 

　　螺桿壓縮機(jī)有兩種運(yùn)行模式：加、卸載運(yùn)行模式或空載、滿載運(yùn)行模式。加、卸載控制方式使得壓縮氣體的壓力在x公斤～y公斤之間來回運(yùn)動。x公斤是最低工作壓力值，即能夠保證用戶正常工作的最低壓力(加載壓力)。一般情況下，x公斤、y公斤之間關(guān)系可以用公式來表示：y公斤=x公斤+(1+δ)，δ是一個百分?jǐn)?shù)，其數(shù)值大致在10%～25%之間。壓差一般在一公斤以上。通過理論計(jì)算和實(shí)際檢測，得知空壓機(jī)壓力每增加1公斤，能耗增加5-6%。
 

　　由此可知，在加、卸載供氣控制方式下的空壓機(jī)，其工作氣壓由x到y(tǒng)，有一個氣壓爬升的能耗，存在事實(shí)上的能源浪費(fèi)。同時(shí)，高于x公斤的氣體在進(jìn)入用氣終端前，其壓力需要經(jīng)過減壓閥減壓至接近x公斤，壓力越高流速越快，這就造成同樣的工況，壓力越高所耗氣量越大。這一過程同樣是一個能源浪費(fèi)的過程。
 

　　c.傳統(tǒng)管理
 

　　在空壓站的使用管理過程中，存在兩種不可避免的矛盾。一種是企業(yè)對空壓機(jī)管理人員有明確的考核，那么會出現(xiàn)氣壓經(jīng)常不夠或能少開就少開的習(xí)慣，不利于生產(chǎn)線的正常運(yùn)行，或出現(xiàn)壓力達(dá)不到設(shè)備使用要求導(dǎo)致用氣終端故障增加。一種是對空壓機(jī)管理人員沒有明確的考核，這就會導(dǎo)致空壓機(jī)多開、空壓站空載能耗高的結(jié)果。無論哪種管理模式，其結(jié)果都會是空壓站電能浪費(fèi)增大，而且不利于安全生產(chǎn)。
 

　　多管齊下解決系統(tǒng)節(jié)能降耗問題
 

　　近兩年，國內(nèi)各大空壓機(jī)廠商先后推出了永磁變頻空壓機(jī)、兩級壓縮空壓機(jī)，一級能效壓縮機(jī)等，對于空壓機(jī)的能效提升、電耗降低，市場用戶給予了極高的贊譽(yù)。
 

　　但我們也應(yīng)看到，空壓機(jī)行業(yè)這些年高速發(fā)展，市場用戶對設(shè)備的選型及使用維護(hù)卻沒有足夠的專業(yè)認(rèn)知，90%的企業(yè)依然使用著不達(dá)標(biāo)的壓縮空氣，造成大量的設(shè)備元器件維修換新成本投入、產(chǎn)品原料浪費(fèi)。
 

　　因此，為了幫助用戶提高能源利用效率，降低能耗，節(jié)能服務(wù)企業(yè)要從技術(shù)節(jié)能和管理節(jié)能等多種節(jié)能手段上尋求突破，根據(jù)用戶不同需求提供多層次的定制性服務(wù)。同時(shí)，整個空壓機(jī)節(jié)能服務(wù)市場，應(yīng)立足于生產(chǎn)、技術(shù)研發(fā)和服務(wù)的一體化，整合包括空壓機(jī)整機(jī)、零配件耗材、潤滑油、后處理設(shè)備等在內(nèi)的多種生產(chǎn)和服務(wù)，形成一個涵蓋空壓機(jī)前、中、后市場的完整產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)系統(tǒng)，擴(kuò)展空壓機(jī)節(jié)能服務(wù)市場空間，提升終端用戶接受節(jié)能服務(wù)的認(rèn)可度。
 

　　我們的制造業(yè)同行一定要深刻理解節(jié)能降耗這個概念在中國的分量，它并不只是為了給國家節(jié)約資源。毫不夸大的說，未來幾年其將會是生產(chǎn)型企業(yè)在中國的立身之本，這也是空壓機(jī)節(jié)能服務(wù)生態(tài)系統(tǒng)將得以構(gòu)建的基礎(chǔ)和廣闊前景。本文來源壓縮機(jī)網(wǎng)。