【壓縮機(jī)網(wǎng)】本文原標(biāo)題：《空壓站能效分級在節(jié)能上的應(yīng)用與價(jià)值》

 

　　隨著空氣壓縮機(jī)行業(yè)的不斷發(fā)展和升級，產(chǎn)品不斷推陳出新，特別是近10年來，不斷推出節(jié)能設(shè)備，出現(xiàn)了變頻空壓機(jī)、永磁變頻空壓機(jī)、兩級壓縮空壓機(jī)等等。行業(yè)人付出了很大的努力，不斷創(chuàng)新。整個(gè)空壓機(jī)行業(yè)在中國發(fā)展非?？?，空氣壓縮機(jī)的制造工藝水平和質(zhì)量不斷提高。

　　同時(shí)，我們也看到現(xiàn)實(shí)中一個(gè)非常重要的問題，設(shè)備制造商把設(shè)備已經(jīng)做成了一級能效，但是使用設(shè)備的工廠是否發(fā)揮出設(shè)備的最佳效用呢？就好比我們把最優(yōu)良的“武器”給了士兵，如果士兵不會用或者沒有充分發(fā)揮“武器”的作用，結(jié)果還是打了敗仗一樣的道理。空氣壓縮機(jī)作為通用設(shè)備，為工廠提供氣體動(dòng)力源，他們的運(yùn)行工況會隨著工廠的生產(chǎn)工藝變化、產(chǎn)品淡旺季的變化，生產(chǎn)組織方式的變化而發(fā)生變化。

 

　　對設(shè)備使用業(yè)主而言，空壓機(jī)的使用效率已經(jīng)不是簡單的單臺空氣壓縮機(jī)自身能效等級的問題，而是多臺空氣壓縮機(jī)協(xié)同運(yùn)行的結(jié)果，也包括空氣后處理和整個(gè)壓縮空氣管網(wǎng)系統(tǒng)的能效，甚至從管理的高度，包括人員管理和全廠系統(tǒng)優(yōu)化。從這個(gè)角度，空壓站的能效等級更能反映其真正的空氣壓縮機(jī)使用的能效狀況。

 

　　這就好比一個(gè)運(yùn)輸車隊(duì)，最早考慮的是購買單臺貨車時(shí)，在選型時(shí)依據(jù)工信部發(fā)布的單車油耗指導(dǎo)信息做決策（這個(gè)是基于標(biāo)準(zhǔn)理想條件下的油耗，考察的也是車輛生產(chǎn)制造企業(yè)的能力）。然后，在車輛使用過程中，車輛的保養(yǎng)維修車況和駕駛員的開車習(xí)慣和水平會影響車隊(duì)油耗。最后，上升到車隊(duì)整體油耗管理水平，還包括了車輛匹配和調(diào)度能力，避免大馬拉小貨，配送路線選擇等，更多的會用車隊(duì)平均每噸貨物每公里的油耗來評估。

 

　　隨著2018年10月1日發(fā)布的T/CGMA 033001-2018 壓縮空氣站能效分級指南標(biāo)準(zhǔn)正式開始實(shí)施，空氣壓縮機(jī)行業(yè)的節(jié)能上升到了一個(gè)新的高度，真正意義上從工廠使用角度來指導(dǎo)能效考核標(biāo)準(zhǔn)。同樣是一級能效空氣壓縮機(jī)組成的不同空壓站，如果匹配、使用和管理不當(dāng)，整站能效可能會下降到三級能效甚至更低。

 

　　下面通過實(shí)際案例來對空壓站整站能效分級理念和標(biāo)準(zhǔn)在節(jié)能上的應(yīng)用與價(jià)值做進(jìn)一步的說明。

 

　　案例一：某大型中外合資汽車制造工廠

 

　　2016年初，利用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，服務(wù)商對該動(dòng)力車間能耗，壓縮機(jī)空氣流量進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集，在近一年時(shí)間的持續(xù)測量中，我們擬合了工廠6天的壓縮空氣流量的波動(dòng)圖（圖1），大家可以看出該動(dòng)力車間用氣變化還是非常大，但是基本上是維持了三種典型的用氣工藝，第一條線用氣量是60立方/分鐘左右，第二條線是100立方/分鐘左右，第三條線是130立方/分鐘左右，這是整個(gè)工藝用氣比較集中的三條線；我們再看下圖2，客戶配置的都是產(chǎn)氣能力40立方/分鐘的空氣壓縮機(jī)（藍(lán)色），設(shè)備都是國外知名品牌的空氣壓縮機(jī)。我們通過流量和壓縮機(jī)放到一塊看，問題就出來了，如果按照老的設(shè)備要完成工藝用氣的第一條線60立方，那么40立方的設(shè)備就需要開兩臺，其中一臺肯定要出現(xiàn)加卸載狀況，而我們知道空氣壓縮機(jī)卸載時(shí)有30-45%能耗浪費(fèi)。因此，客戶原先配置的40立方設(shè)備都無法完全切合工藝用氣的需求，整站能效利用水平很低。

　　通過設(shè)備的改造置換（圖2紅色設(shè)備）改造效果如下：

　　通過上面的這個(gè)例子我們可以看出，空氣壓縮機(jī)的使用，尤其是對空壓站（多臺空氣壓縮機(jī)一起運(yùn)行）用氣工藝和特點(diǎn)越了解，配置的空壓站才會能效等級越好，才能讓空氣壓縮機(jī)的效用最大化，做到節(jié)能減排的效果。

 

　　案例二：某制造行業(yè)大型國企

　　這是一個(gè)典型的空壓站，它的能效等級隨著用氣工藝的變化，整站能效在二級和三級之間波動(dòng)。

 

　　大家可以看到這個(gè)空壓站一個(gè)小時(shí)的實(shí)時(shí)比功率是在9.6到11(kW/(m3/min))之間波動(dòng)。在這個(gè)案例中，整站能效等級評估采用的是在線測量的方式。實(shí)際長期的分析過程中，我們發(fā)現(xiàn)該氣站的實(shí)時(shí)能效等級其實(shí)是在二級與三級之間波動(dòng)和變化的。而且這個(gè)變化，在生產(chǎn)的不同時(shí)期，不同時(shí)間段，不同生產(chǎn)工藝，不同環(huán)境條件下都不一樣，也沒有找到簡單明顯的變化規(guī)律。以圖3、4為例，分別在2019年11月和2020年1月，同樣對一周七天的分析，無論是一周內(nèi)還是周與周的橫向?qū)Ρ?，該站的能效等級都出現(xiàn)了很大的變化。

 

　　目前該站在壓力露點(diǎn)在-70℃到-40-70℃之間，壓縮空氣流量是20立方/分鐘到80立方/分鐘，空氣質(zhì)量屬于有油壓縮空氣。根據(jù)T/CGMA 033001-2018 壓縮空氣站能效分級指南標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)該站整站比功率是10.3kW /(m3/min)時(shí)，排氣壓力是1.0MP，在標(biāo)準(zhǔn)中就可以找到相對應(yīng)的輸功效率為=38.5；再乘以露點(diǎn)溫度的補(bǔ)償系數(shù)1.15，實(shí)際的輸功效率為：38.5*1.15=44.275，根據(jù)下方的表格我們找到對應(yīng)的輸功效率對應(yīng)的等級為：大于三級的41.5小于二級的45，因此這個(gè)空壓站等級為三級能效的空壓站，但是很接近二級能效。

 

　　上面這個(gè)案例我們可以清楚的發(fā)現(xiàn)，即使使用單機(jī)一級能效的空氣壓縮機(jī)，空壓站整站能效也只達(dá)到三級，說明了空壓機(jī)單機(jī)性能和整站的能效等級是不能簡單的畫等號的，一級能效的空壓機(jī)組合在一起不一定就是一級能效的空壓站。當(dāng)然，沒有一級能效的空氣壓縮機(jī)，做不出一級能效的空壓站整站，想做出一級能效的空壓站，單機(jī)性能是條件之一。

 

　　這個(gè)結(jié)論也說明，在空壓站實(shí)際運(yùn)行過程中，能效利用其實(shí)非常復(fù)雜。不僅僅和設(shè)備設(shè)計(jì)制造水平相關(guān)，還和設(shè)備維護(hù)水平、設(shè)備使用運(yùn)行能力、用氣工藝、環(huán)境工況等有關(guān)。系統(tǒng)性節(jié)能需要非常專業(yè)的綜合能力，才能真正有效提升系統(tǒng)能效水平。

 

　　在這個(gè)過程中，借助整站能效等級分析工具，特別是實(shí)時(shí)測量模式，能夠有效的長期分析能效波動(dòng)和變化，選找出改進(jìn)空間和潛力，然后有針對性的做出節(jié)能改進(jìn)和調(diào)整，不斷提升整站能效等級，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的降耗和成本優(yōu)化。作為有效綜合評估系統(tǒng)能效的指數(shù)-空壓站整站能效等級可以幫助業(yè)主做出有效的判斷和確認(rèn)節(jié)能改進(jìn)方向和節(jié)能手段的最終效果。

 

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