【壓縮機(jī)網(wǎng)】現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)和高品質(zhì)生活都離不開(kāi)壓縮空氣，空壓機(jī)作為壓縮空氣的制供設(shè)備，對(duì)于各行各業(yè)的使用者來(lái)說(shuō)都非常重要，而談?wù)?a href="http://teamkylake.com" target="_blank" class="keylink">空壓機(jī)都離不開(kāi)壓力、流量（排氣量）、功率三大性能參數(shù)的表現(xiàn)。由于空壓機(jī)是耗能大戶(hù)，且其廣泛使用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，空壓機(jī)的降耗增效意義非常重大，得到了業(yè)內(nèi)及客戶(hù)一致認(rèn)可。筆者通過(guò)設(shè)計(jì)，制造，使用和服務(wù)（售前、中、后）幾個(gè)方面來(lái)闡述了壓縮空氣節(jié)能的秘密，希望您能有所收獲。單一的壓縮空氣設(shè)備節(jié)能不一定可以使壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能，本章節(jié)帶您了解壓縮空氣系統(tǒng)的節(jié)能誤區(qū)。
一、國(guó)家政策導(dǎo)向
提問(wèn)：什么是現(xiàn)階段中國(guó)社會(huì)主要矛盾？
答：人民日益增長(zhǎng)的美好生活需要和發(fā)展不平衡不充分之間的矛盾。
十九大報(bào)告闡述的新時(shí)代、新征程、新變化，即中國(guó)社會(huì)的主要矛盾發(fā)生了變化，由過(guò)去落后的生產(chǎn)力與人民群眾日益增長(zhǎng)的物質(zhì)文化需要之間的矛盾，轉(zhuǎn)化為人民日益增長(zhǎng)的美好生活需要和發(fā)展不平衡不充分之間的矛盾，這一闡述非常明確。
對(duì)于十九大報(bào)告提出的關(guān)于增長(zhǎng)轉(zhuǎn)型的要求，即由高速增長(zhǎng)階段向高質(zhì)量發(fā)展階段轉(zhuǎn)變。第一，要堅(jiān)持質(zhì)量第一、效益優(yōu)先；第二，要深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，推動(dòng)質(zhì)量變革、效率變革和動(dòng)力變革，提高全要素生產(chǎn)力；第三，要建設(shè)實(shí)體經(jīng)濟(jì)、科技創(chuàng)新、現(xiàn)代金融、人力資源協(xié)同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)體系。
十九大報(bào)告強(qiáng)調(diào)要全面推進(jìn)綠色發(fā)展這一闡述，要構(gòu)建包含生產(chǎn)、生活、技術(shù)、融資等在內(nèi)的綠色發(fā)展系統(tǒng)；要著力解決我國(guó)面臨的環(huán)境突出問(wèn)題。因此，高品質(zhì)與節(jié)能型產(chǎn)品將是未來(lái)空壓系統(tǒng)設(shè)備發(fā)展的方向。
二、市場(chǎng)導(dǎo)向
我們的客戶(hù)正在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)升級(jí)和供給側(cè)改革，因此他們正在或?qū)⒁龅氖虑槭牵浩焚|(zhì)化發(fā)展、淘汰落后產(chǎn)能、節(jié)能增效。
耗能大戶(hù)，量大利薄，看重節(jié)能增效。而追求高品質(zhì)的客戶(hù)，先看品質(zhì)，再看節(jié)能，最后價(jià)格。見(jiàn)圖1。
三、行業(yè)發(fā)展方向
壓縮空氣是高能產(chǎn)品，根據(jù)能量守恒，它的生產(chǎn)注定是高耗能的。如果能從高耗能中省下百分之幾，每年節(jié)能量是很可觀的。
壓縮空氣的節(jié)能已經(jīng)從單一設(shè)備節(jié)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴嚎s空氣系統(tǒng)節(jié)能。討論壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能，我們必須要清楚耗功在哪里？壓縮空氣系統(tǒng)耗功我們可以關(guān)注四個(gè)方面：
1.系統(tǒng)設(shè)備耗功
我們看看壓縮空氣系統(tǒng)能流圖（從能源輸入端和輸出端來(lái)看），見(jiàn)圖2。
作者在文章《壓縮空氣系統(tǒng)選型對(duì)節(jié)能影響重要性分析》講到，能源輸入端主要是壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備的耗功，見(jiàn)圖3。
?、倏諌簷C(jī)85%～95%；
②干燥器3%～15%：
2.空壓機(jī)耗功
在壓縮空氣系統(tǒng)中耗功占比最大的是空壓機(jī)，因此對(duì)空壓機(jī)的耗功節(jié)省可以立竿見(jiàn)影。圖4為空壓機(jī)耗功分解。
作者在文章《軸功率對(duì)噴油螺桿空壓機(jī)節(jié)能影響》講到空壓機(jī)耗功主要在：
√主機(jī)軸功率耗功占比最大；
√其次是電機(jī)效率；
√再就是傳動(dòng)效率
3.軸功率耗功
主機(jī)軸功率大小，跟主機(jī)選型、設(shè)計(jì)、制造及系統(tǒng)匹配有關(guān)。在后面的節(jié)能誤區(qū)會(huì)有詳細(xì)描述，見(jiàn)圖5。
4.電機(jī)效率
電機(jī)作為空壓機(jī)的主要輸入動(dòng)力，其效率對(duì)于空壓機(jī)節(jié)能也是影響很大。工頻和變頻電機(jī)的采用，在后面的節(jié)能誤區(qū)會(huì)有詳細(xì)描述，圖6。
四、壓縮空氣系統(tǒng)的節(jié)能誤區(qū)
誤區(qū)一：空壓機(jī)的主機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)越高或越低越節(jié)能
作者在文章《什么因素會(huì)影響比功率》中講到每檔主機(jī)都有一個(gè)最佳轉(zhuǎn)數(shù)，見(jiàn)圖7。
?、佼?dāng)轉(zhuǎn)數(shù)低時(shí)，泄露會(huì)影響到比功率值上升（左邊曲線(xiàn)）；
?、诋?dāng)轉(zhuǎn)數(shù)高時(shí)，機(jī)械損失也會(huì)影響到比功率值上升（右邊曲線(xiàn)）；
?、鬯?，當(dāng)空壓機(jī)工作在最佳主機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，最節(jié)能（曲線(xiàn)最低點(diǎn)）。
通常主機(jī)的內(nèi)泄漏是不可避免的，提高主機(jī)轉(zhuǎn)速可以改善相對(duì)泄漏量，提高效率。而增加主機(jī)壓力，也會(huì)使主機(jī)的內(nèi)泄露加大，排氣量減少，主機(jī)耗能增加。
主機(jī)在高轉(zhuǎn)速下，軸承和軸封磨損加劇；潤(rùn)滑油的冷卻效果降低，機(jī)頭內(nèi)溫遠(yuǎn)高于排氣溫度，潤(rùn)滑油加速老化，潤(rùn)滑性能降低。此時(shí)主機(jī)機(jī)械損失引起的能耗會(huì)隨轉(zhuǎn)數(shù)增加而加大。
正如圖8所示，當(dāng)主機(jī)在某個(gè)轉(zhuǎn)數(shù)下，其能效值可以達(dá)到一個(gè)平衡點(diǎn)（內(nèi)泄露和機(jī)械損失在某段轉(zhuǎn)數(shù)下主機(jī)能耗處于低值，某個(gè)轉(zhuǎn)數(shù)點(diǎn)為最佳）。當(dāng)偏離該區(qū)域值時(shí)，無(wú)論增加轉(zhuǎn)數(shù)或減少轉(zhuǎn)數(shù)，都會(huì)引起主機(jī)增加能耗。
因此在設(shè)計(jì)節(jié)能型空壓機(jī)時(shí)，我們?cè)O(shè)定主機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)是根據(jù)主機(jī)的比功率曲線(xiàn)圖來(lái)選擇而不是轉(zhuǎn)數(shù)越高越好或越多越好！
另外，不同的空壓機(jī)主機(jī)由于設(shè)計(jì)和制造的水平不一樣，也會(huì)出現(xiàn)某些主機(jī)的比功率曲線(xiàn)低洼線(xiàn)段較陡，對(duì)于變頻空壓機(jī)的節(jié)能是不利的。
因此，在各流量段的空壓機(jī)有不同主機(jī)來(lái)搭配，同時(shí)工頻和變頻機(jī)型也是根據(jù)需要來(lái)選型主機(jī)。
市場(chǎng)上，為了競(jìng)爭(zhēng)的需要，拼命提高主機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)會(huì)有“小馬拉大車(chē)”的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，一味強(qiáng)調(diào)大主機(jī)、低轉(zhuǎn)數(shù)，也不一定節(jié)能。
誤區(qū)二：推崇兩級(jí)壓縮，忽略使用周期成本
作者在文章《絕熱效率對(duì)噴油螺桿空壓機(jī)節(jié)能影響》中談及：“空壓機(jī)組壓縮比增大，容積效率降低，比功率值增高?！?/p>
從理論上來(lái)說(shuō)，兩級(jí)壓縮由于級(jí)間壓縮比小，主機(jī)泄露少（壓力低），同時(shí)第二級(jí)進(jìn)氣溫度由于中間冷卻作用變低，因而在相同空壓機(jī)能效限定值，兩級(jí)比單級(jí)壓縮的所需的絕熱效率更低。見(jiàn)圖9為單級(jí)和雙級(jí)壓縮達(dá)到1級(jí)能效時(shí)主機(jī)所需的絕熱效率。
從理論上，兩級(jí)壓縮可減小主機(jī)能耗，提高絕熱效率，以求達(dá)到相關(guān)能效比功率限定值，從而提高空壓機(jī)能效等級(jí)，但是由于兩級(jí)壓縮采用中間冷卻的方式不同卻有可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)理論上的等溫壓縮。
兩級(jí)壓縮：當(dāng)空氣經(jīng)過(guò)兩個(gè)主機(jī)壓縮時(shí)，級(jí)間設(shè)有中間冷卻器和汽水分離器。此時(shí)，進(jìn)入二級(jí)壓縮主機(jī)的空氣可以盡量接近環(huán)境溫度，從而使得壓縮更接近等溫壓縮。
兩段壓縮：當(dāng)空氣經(jīng)過(guò)兩個(gè)主機(jī)壓縮時(shí)，級(jí)間通過(guò)噴液（油）冷卻，但是由于壓力露點(diǎn)的影響，進(jìn)入二級(jí)壓縮主機(jī)的空氣不會(huì)低于60℃，此時(shí)壓縮距離等溫壓縮有一定差距。
無(wú)論是兩級(jí)（或兩段）壓縮的耗功小于單級(jí)壓縮的耗功，但是其關(guān)鍵零部件數(shù)量翻倍（相比單級(jí)的2.3倍），零部件越多故障率概率越高，從而導(dǎo)致機(jī)器的可靠性和安全性大幅下降。
從產(chǎn)品的使用生命周期來(lái)看，隨著使用時(shí)間的推移，兩級(jí)壓縮的性能降低及維護(hù)成本也遠(yuǎn)大于單級(jí)壓縮。犧牲安全性和可靠性換取節(jié)能在小型機(jī)器上有點(diǎn)得不償失。
根據(jù)國(guó)內(nèi)外螺桿空壓機(jī)性能的實(shí)驗(yàn)研究成果，我們發(fā)現(xiàn)常見(jiàn)主機(jī)（7～8bar機(jī)組中）250kW以上使用單級(jí)壓縮達(dá)到1級(jí)能效已有較大難度，見(jiàn)圖10。
綜合考慮到國(guó)內(nèi)主機(jī)的設(shè)計(jì)及加工水平和能力，建議：
√在90kW以下機(jī)組可采用單級(jí)壓縮，
√而追求1級(jí)能效的90kW以上機(jī)組則采用兩級(jí)壓縮，這將有助于提高機(jī)組能效，降低成本，提高穩(wěn)定性。
誤區(qū)三：變頻空壓機(jī)滿(mǎn)載使用
大多數(shù)用戶(hù)使用空壓機(jī)時(shí)并不是時(shí)時(shí)刻刻滿(mǎn)負(fù)荷工作時(shí)，此時(shí)變頻空壓機(jī)的參與可以通過(guò)調(diào)整主機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)氣量，保證管網(wǎng)壓力穩(wěn)定。從而達(dá)到節(jié)能的效果。
然而在市場(chǎng)上，許多供需雙方都認(rèn)為購(gòu)買(mǎi)變頻空壓機(jī)一定比工頻空壓機(jī)節(jié)能。即使客戶(hù)大部分時(shí)間其用氣量在滿(mǎn)載的情況下，也在為小部分時(shí)間變負(fù)載而糾結(jié)。
例1，某工廠(chǎng)有兩條氣量要求不一樣的生產(chǎn)線(xiàn)。原有空壓機(jī)想進(jìn)行節(jié)能改造。A生產(chǎn)線(xiàn)的滿(mǎn)載用氣量為10m3/min且?guī)缀鯖](méi)有波動(dòng)；而B(niǎo)生產(chǎn)線(xiàn)的滿(mǎn)載用氣量為8m3/min但經(jīng)常波動(dòng)，見(jiàn)圖11。
由于兩條線(xiàn)都是獨(dú)立管網(wǎng)。如果按滿(mǎn)載流量給A和B生產(chǎn)線(xiàn)都改造為變頻空壓機(jī)。對(duì)于A生產(chǎn)線(xiàn)來(lái)說(shuō)，不但不節(jié)能，反而更耗能。為什么？
變頻器自身消耗輸入功率的5%，折算到每一立方壓縮空氣的耗電量和生產(chǎn)成本，明顯大于工頻螺桿機(jī)耗能。
我們?cè)倏碐B19153-2019《容積式空氣壓縮機(jī)能效限定值和能效等級(jí)》標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于1級(jí)能效空壓機(jī)工頻和變頻的限定值比較(10m3/min-7bar)：
對(duì)于B生產(chǎn)線(xiàn)來(lái)說(shuō)，由于氣量變化大，使用變頻空壓機(jī)是適合的。
誤區(qū)四：變頻空壓機(jī)做主力機(jī)型用
例2，某生產(chǎn)線(xiàn)一天的用氣量在10～12m3/min，見(jiàn)圖12。
如果只用一臺(tái)12m3/min變頻空壓機(jī)，由于變頻器自身消耗輸入功率的5%，機(jī)頭和電機(jī)偏離設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速，效率降低5%左右，電機(jī)反復(fù)加速和減速（制動(dòng)）耗電顯著大于恒速運(yùn)轉(zhuǎn)，折算到每一立方壓縮空氣的耗電量和生產(chǎn)成本，明顯大于工頻空壓機(jī)。
所以在空壓機(jī)配置上，推薦1臺(tái)10m3/min工頻機(jī)+1臺(tái)2m3/min變頻機(jī)。工頻空壓機(jī)作為主力機(jī)型，變頻空壓機(jī)為輔助機(jī)。
在2臺(tái)空壓機(jī)以上的系統(tǒng)，工頻空壓機(jī)永遠(yuǎn)為主力，變頻為輔助。
筆者曾經(jīng)看見(jiàn)有些用戶(hù)的空壓機(jī)房里十幾臺(tái)空壓機(jī)全是清一色的變頻空壓機(jī)，這是對(duì)變頻空壓機(jī)節(jié)能的誤解。
<注：本文未完待續(xù)，更多精彩內(nèi)容見(jiàn)下期！>
作者簡(jiǎn)介
梁柳生，1968年，男，廣西柳州，大學(xué)本科。
?、俑呒?jí)工程師，1990開(kāi)始從事空壓機(jī)行業(yè)工作。有在國(guó)企、合資及外企工作經(jīng)歷，其中22年在AC集團(tuán)工作。先后從事過(guò)空壓機(jī)及后處理設(shè)備的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品工藝、生產(chǎn)管理、產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤服務(wù)等及全國(guó)銷(xiāo)售總監(jiān)并有在歐洲學(xué)習(xí)和工作的經(jīng)歷。2017年創(chuàng)辦上善氣體工作室，專(zhuān)業(yè)從事壓縮空氣系統(tǒng)研究，精益生產(chǎn)管理及銷(xiāo)售的培訓(xùn)工作
?、趪?guó)家標(biāo)準(zhǔn)JBT10526-2005《一般用冷凍式壓縮空氣干燥器》第一起草人
?、廴珖?guó)壓縮機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)委員
來(lái)源：本站原創(chuàng)
【壓縮機(jī)網(wǎng)】現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)和高品質(zhì)生活都離不開(kāi)壓縮空氣，空壓機(jī)作為壓縮空氣的制供設(shè)備，對(duì)于各行各業(yè)的使用者來(lái)說(shuō)都非常重要，而談?wù)?a href="http://teamkylake.com" target="_blank" class="keylink">空壓機(jī)都離不開(kāi)壓力、流量（排氣量）、功率三大性能參數(shù)的表現(xiàn)。由于空壓機(jī)是耗能大戶(hù)，且其廣泛使用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，空壓機(jī)的降耗增效意義非常重大，得到了業(yè)內(nèi)及客戶(hù)一致認(rèn)可。筆者通過(guò)設(shè)計(jì)，制造，使用和服務(wù)（售前、中、后）幾個(gè)方面來(lái)闡述了壓縮空氣節(jié)能的秘密，希望您能有所收獲。單一的壓縮空氣設(shè)備節(jié)能不一定可以使壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能，本章節(jié)帶您了解壓縮空氣系統(tǒng)的節(jié)能誤區(qū)。
一、國(guó)家政策導(dǎo)向
提問(wèn)：什么是現(xiàn)階段中國(guó)社會(huì)主要矛盾？
答：人民日益增長(zhǎng)的美好生活需要和發(fā)展不平衡不充分之間的矛盾。
十九大報(bào)告闡述的新時(shí)代、新征程、新變化，即中國(guó)社會(huì)的主要矛盾發(fā)生了變化，由過(guò)去落后的生產(chǎn)力與人民群眾日益增長(zhǎng)的物質(zhì)文化需要之間的矛盾，轉(zhuǎn)化為人民日益增長(zhǎng)的美好生活需要和發(fā)展不平衡不充分之間的矛盾，這一闡述非常明確。
對(duì)于十九大報(bào)告提出的關(guān)于增長(zhǎng)轉(zhuǎn)型的要求，即由高速增長(zhǎng)階段向高質(zhì)量發(fā)展階段轉(zhuǎn)變。第一，要堅(jiān)持質(zhì)量第一、效益優(yōu)先；第二，要深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，推動(dòng)質(zhì)量變革、效率變革和動(dòng)力變革，提高全要素生產(chǎn)力；第三，要建設(shè)實(shí)體經(jīng)濟(jì)、科技創(chuàng)新、現(xiàn)代金融、人力資源協(xié)同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)體系。
十九大報(bào)告強(qiáng)調(diào)要全面推進(jìn)綠色發(fā)展這一闡述，要構(gòu)建包含生產(chǎn)、生活、技術(shù)、融資等在內(nèi)的綠色發(fā)展系統(tǒng)；要著力解決我國(guó)面臨的環(huán)境突出問(wèn)題。因此，高品質(zhì)與節(jié)能型產(chǎn)品將是未來(lái)空壓系統(tǒng)設(shè)備發(fā)展的方向。
二、市場(chǎng)導(dǎo)向
我們的客戶(hù)正在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)升級(jí)和供給側(cè)改革，因此他們正在或?qū)⒁龅氖虑槭牵浩焚|(zhì)化發(fā)展、淘汰落后產(chǎn)能、節(jié)能增效。
耗能大戶(hù)，量大利薄，看重節(jié)能增效。而追求高品質(zhì)的客戶(hù)，先看品質(zhì)，再看節(jié)能，最后價(jià)格。見(jiàn)圖1。
三、行業(yè)發(fā)展方向
壓縮空氣是高能產(chǎn)品，根據(jù)能量守恒，它的生產(chǎn)注定是高耗能的。如果能從高耗能中省下百分之幾，每年節(jié)能量是很可觀的。
壓縮空氣的節(jié)能已經(jīng)從單一設(shè)備節(jié)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴嚎s空氣系統(tǒng)節(jié)能。討論壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能，我們必須要清楚耗功在哪里？壓縮空氣系統(tǒng)耗功我們可以關(guān)注四個(gè)方面：
1.系統(tǒng)設(shè)備耗功
我們看看壓縮空氣系統(tǒng)能流圖（從能源輸入端和輸出端來(lái)看），見(jiàn)圖2。
作者在文章《壓縮空氣系統(tǒng)選型對(duì)節(jié)能影響重要性分析》講到，能源輸入端主要是壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備的耗功，見(jiàn)圖3。
?、倏諌簷C(jī)85%～95%；
②干燥器3%～15%：
2.空壓機(jī)耗功
在壓縮空氣系統(tǒng)中耗功占比最大的是空壓機(jī)，因此對(duì)空壓機(jī)的耗功節(jié)省可以立竿見(jiàn)影。圖4為空壓機(jī)耗功分解。
作者在文章《軸功率對(duì)噴油螺桿空壓機(jī)節(jié)能影響》講到空壓機(jī)耗功主要在：
√主機(jī)軸功率耗功占比最大；
√其次是電機(jī)效率；
√再就是傳動(dòng)效率
3.軸功率耗功
主機(jī)軸功率大小，跟主機(jī)選型、設(shè)計(jì)、制造及系統(tǒng)匹配有關(guān)。在后面的節(jié)能誤區(qū)會(huì)有詳細(xì)描述，見(jiàn)圖5。
4.電機(jī)效率
電機(jī)作為空壓機(jī)的主要輸入動(dòng)力，其效率對(duì)于空壓機(jī)節(jié)能也是影響很大。工頻和變頻電機(jī)的采用，在后面的節(jié)能誤區(qū)會(huì)有詳細(xì)描述，圖6。
四、壓縮空氣系統(tǒng)的節(jié)能誤區(qū)
誤區(qū)一：空壓機(jī)的主機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)越高或越低越節(jié)能
作者在文章《什么因素會(huì)影響比功率》中講到每檔主機(jī)都有一個(gè)最佳轉(zhuǎn)數(shù)，見(jiàn)圖7。
?、佼?dāng)轉(zhuǎn)數(shù)低時(shí)，泄露會(huì)影響到比功率值上升（左邊曲線(xiàn)）；
?、诋?dāng)轉(zhuǎn)數(shù)高時(shí)，機(jī)械損失也會(huì)影響到比功率值上升（右邊曲線(xiàn)）；
?、鬯?，當(dāng)空壓機(jī)工作在最佳主機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，最節(jié)能（曲線(xiàn)最低點(diǎn)）。
通常主機(jī)的內(nèi)泄漏是不可避免的，提高主機(jī)轉(zhuǎn)速可以改善相對(duì)泄漏量，提高效率。而增加主機(jī)壓力，也會(huì)使主機(jī)的內(nèi)泄露加大，排氣量減少，主機(jī)耗能增加。
主機(jī)在高轉(zhuǎn)速下，軸承和軸封磨損加劇；潤(rùn)滑油的冷卻效果降低，機(jī)頭內(nèi)溫遠(yuǎn)高于排氣溫度，潤(rùn)滑油加速老化，潤(rùn)滑性能降低。此時(shí)主機(jī)機(jī)械損失引起的能耗會(huì)隨轉(zhuǎn)數(shù)增加而加大。
正如圖8所示，當(dāng)主機(jī)在某個(gè)轉(zhuǎn)數(shù)下，其能效值可以達(dá)到一個(gè)平衡點(diǎn)（內(nèi)泄露和機(jī)械損失在某段轉(zhuǎn)數(shù)下主機(jī)能耗處于低值，某個(gè)轉(zhuǎn)數(shù)點(diǎn)為最佳）。當(dāng)偏離該區(qū)域值時(shí)，無(wú)論增加轉(zhuǎn)數(shù)或減少轉(zhuǎn)數(shù)，都會(huì)引起主機(jī)增加能耗。
因此在設(shè)計(jì)節(jié)能型空壓機(jī)時(shí)，我們?cè)O(shè)定主機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)是根據(jù)主機(jī)的比功率曲線(xiàn)圖來(lái)選擇而不是轉(zhuǎn)數(shù)越高越好或越多越好！
另外，不同的空壓機(jī)主機(jī)由于設(shè)計(jì)和制造的水平不一樣，也會(huì)出現(xiàn)某些主機(jī)的比功率曲線(xiàn)低洼線(xiàn)段較陡，對(duì)于變頻空壓機(jī)的節(jié)能是不利的。
因此，在各流量段的空壓機(jī)有不同主機(jī)來(lái)搭配，同時(shí)工頻和變頻機(jī)型也是根據(jù)需要來(lái)選型主機(jī)。
市場(chǎng)上，為了競(jìng)爭(zhēng)的需要，拼命提高主機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)會(huì)有“小馬拉大車(chē)”的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，一味強(qiáng)調(diào)大主機(jī)、低轉(zhuǎn)數(shù)，也不一定節(jié)能。
誤區(qū)二：推崇兩級(jí)壓縮，忽略使用周期成本
作者在文章《絕熱效率對(duì)噴油螺桿空壓機(jī)節(jié)能影響》中談及：“空壓機(jī)組壓縮比增大，容積效率降低，比功率值增高?！?/p>
從理論上來(lái)說(shuō)，兩級(jí)壓縮由于級(jí)間壓縮比小，主機(jī)泄露少（壓力低），同時(shí)第二級(jí)進(jìn)氣溫度由于中間冷卻作用變低，因而在相同空壓機(jī)能效限定值，兩級(jí)比單級(jí)壓縮的所需的絕熱效率更低。見(jiàn)圖9為單級(jí)和雙級(jí)壓縮達(dá)到1級(jí)能效時(shí)主機(jī)所需的絕熱效率。
從理論上，兩級(jí)壓縮可減小主機(jī)能耗，提高絕熱效率，以求達(dá)到相關(guān)能效比功率限定值，從而提高空壓機(jī)能效等級(jí)，但是由于兩級(jí)壓縮采用中間冷卻的方式不同卻有可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)理論上的等溫壓縮。
兩級(jí)壓縮：當(dāng)空氣經(jīng)過(guò)兩個(gè)主機(jī)壓縮時(shí)，級(jí)間設(shè)有中間冷卻器和汽水分離器。此時(shí)，進(jìn)入二級(jí)壓縮主機(jī)的空氣可以盡量接近環(huán)境溫度，從而使得壓縮更接近等溫壓縮。
兩段壓縮：當(dāng)空氣經(jīng)過(guò)兩個(gè)主機(jī)壓縮時(shí)，級(jí)間通過(guò)噴液（油）冷卻，但是由于壓力露點(diǎn)的影響，進(jìn)入二級(jí)壓縮主機(jī)的空氣不會(huì)低于60℃，此時(shí)壓縮距離等溫壓縮有一定差距。
無(wú)論是兩級(jí)（或兩段）壓縮的耗功小于單級(jí)壓縮的耗功，但是其關(guān)鍵零部件數(shù)量翻倍（相比單級(jí)的2.3倍），零部件越多故障率概率越高，從而導(dǎo)致機(jī)器的可靠性和安全性大幅下降。
從產(chǎn)品的使用生命周期來(lái)看，隨著使用時(shí)間的推移，兩級(jí)壓縮的性能降低及維護(hù)成本也遠(yuǎn)大于單級(jí)壓縮。犧牲安全性和可靠性換取節(jié)能在小型機(jī)器上有點(diǎn)得不償失。
根據(jù)國(guó)內(nèi)外螺桿空壓機(jī)性能的實(shí)驗(yàn)研究成果，我們發(fā)現(xiàn)常見(jiàn)主機(jī)（7～8bar機(jī)組中）250kW以上使用單級(jí)壓縮達(dá)到1級(jí)能效已有較大難度，見(jiàn)圖10。
綜合考慮到國(guó)內(nèi)主機(jī)的設(shè)計(jì)及加工水平和能力，建議：
√在90kW以下機(jī)組可采用單級(jí)壓縮，
√而追求1級(jí)能效的90kW以上機(jī)組則采用兩級(jí)壓縮，這將有助于提高機(jī)組能效，降低成本，提高穩(wěn)定性。
誤區(qū)三：變頻空壓機(jī)滿(mǎn)載使用
大多數(shù)用戶(hù)使用空壓機(jī)時(shí)并不是時(shí)時(shí)刻刻滿(mǎn)負(fù)荷工作時(shí)，此時(shí)變頻空壓機(jī)的參與可以通過(guò)調(diào)整主機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)氣量，保證管網(wǎng)壓力穩(wěn)定。從而達(dá)到節(jié)能的效果。
然而在市場(chǎng)上，許多供需雙方都認(rèn)為購(gòu)買(mǎi)變頻空壓機(jī)一定比工頻空壓機(jī)節(jié)能。即使客戶(hù)大部分時(shí)間其用氣量在滿(mǎn)載的情況下，也在為小部分時(shí)間變負(fù)載而糾結(jié)。
例1，某工廠(chǎng)有兩條氣量要求不一樣的生產(chǎn)線(xiàn)。原有空壓機(jī)想進(jìn)行節(jié)能改造。A生產(chǎn)線(xiàn)的滿(mǎn)載用氣量為10m3/min且?guī)缀鯖](méi)有波動(dòng)；而B(niǎo)生產(chǎn)線(xiàn)的滿(mǎn)載用氣量為8m3/min但經(jīng)常波動(dòng)，見(jiàn)圖11。
由于兩條線(xiàn)都是獨(dú)立管網(wǎng)。如果按滿(mǎn)載流量給A和B生產(chǎn)線(xiàn)都改造為變頻空壓機(jī)。對(duì)于A生產(chǎn)線(xiàn)來(lái)說(shuō)，不但不節(jié)能，反而更耗能。為什么？
變頻器自身消耗輸入功率的5%，折算到每一立方壓縮空氣的耗電量和生產(chǎn)成本，明顯大于工頻螺桿機(jī)耗能。
我們?cè)倏碐B19153-2019《容積式空氣壓縮機(jī)能效限定值和能效等級(jí)》標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于1級(jí)能效空壓機(jī)工頻和變頻的限定值比較(10m3/min-7bar)：
對(duì)于B生產(chǎn)線(xiàn)來(lái)說(shuō)，由于氣量變化大，使用變頻空壓機(jī)是適合的。
誤區(qū)四：變頻空壓機(jī)做主力機(jī)型用
例2，某生產(chǎn)線(xiàn)一天的用氣量在10～12m3/min，見(jiàn)圖12。
如果只用一臺(tái)12m3/min變頻空壓機(jī)，由于變頻器自身消耗輸入功率的5%，機(jī)頭和電機(jī)偏離設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速，效率降低5%左右，電機(jī)反復(fù)加速和減速（制動(dòng)）耗電顯著大于恒速運(yùn)轉(zhuǎn)，折算到每一立方壓縮空氣的耗電量和生產(chǎn)成本，明顯大于工頻空壓機(jī)。
所以在空壓機(jī)配置上，推薦1臺(tái)10m3/min工頻機(jī)+1臺(tái)2m3/min變頻機(jī)。工頻空壓機(jī)作為主力機(jī)型，變頻空壓機(jī)為輔助機(jī)。
在2臺(tái)空壓機(jī)以上的系統(tǒng)，工頻空壓機(jī)永遠(yuǎn)為主力，變頻為輔助。
筆者曾經(jīng)看見(jiàn)有些用戶(hù)的空壓機(jī)房里十幾臺(tái)空壓機(jī)全是清一色的變頻空壓機(jī)，這是對(duì)變頻空壓機(jī)節(jié)能的誤解。
<注：本文未完待續(xù)，更多精彩內(nèi)容見(jiàn)下期！>
作者簡(jiǎn)介
梁柳生，1968年，男，廣西柳州，大學(xué)本科。
?、俑呒?jí)工程師，1990開(kāi)始從事空壓機(jī)行業(yè)工作。有在國(guó)企、合資及外企工作經(jīng)歷，其中22年在AC集團(tuán)工作。先后從事過(guò)空壓機(jī)及后處理設(shè)備的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品工藝、生產(chǎn)管理、產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤服務(wù)等及全國(guó)銷(xiāo)售總監(jiān)并有在歐洲學(xué)習(xí)和工作的經(jīng)歷。2017年創(chuàng)辦上善氣體工作室，專(zhuān)業(yè)從事壓縮空氣系統(tǒng)研究，精益生產(chǎn)管理及銷(xiāo)售的培訓(xùn)工作
?、趪?guó)家標(biāo)準(zhǔn)JBT10526-2005《一般用冷凍式壓縮空氣干燥器》第一起草人
?、廴珖?guó)壓縮機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)委員
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