壓縮空氣被稱為與水、電和蒸汽齊名的工業(yè)第四大能源，全球工業(yè)國(guó)家總發(fā)電量的約10%被用在壓縮空氣系統(tǒng)中。一家工廠的能源成本中，壓縮空氣所占比例超過25%，甚至高達(dá)40%以上。作為產(chǎn)生壓縮空氣的主力設(shè)備——空氣壓縮機(jī)，一直在更新迭代，從傳統(tǒng)的活塞壓縮機(jī)到單雙螺桿空壓機(jī)、離心式空壓機(jī)，從傳統(tǒng)的定頻發(fā)展到永磁變頻。后處理設(shè)備比如吸附式干燥機(jī)，經(jīng)歷了無熱再生、微熱再生、鼓風(fēng)熱再生、壓縮熱再生一代又一代的升級(jí)，氣體損失越來越低，能源效率不斷提高。然而，絕大多數(shù)壓縮空氣系統(tǒng)的效率依然有極大的提升空間。這些浪費(fèi)主要發(fā)生在泄露、管路系統(tǒng)彎曲變徑太多、用氣端浪費(fèi)、系統(tǒng)壓力設(shè)置過高、系統(tǒng)控制不智能等。

    近年來，越來越受業(yè)界重視的一級(jí)能效空壓站，就極為重視整體協(xié)調(diào)性和系統(tǒng)能效，而非單純堆積空壓機(jī)、后處理設(shè)備的性能。而其中，很關(guān)鍵的一環(huán)就是壓縮空氣系統(tǒng)的布局和安裝。雖然囿于預(yù)算、占地面積或時(shí)間限制等客觀條件，我們無法按照最理想化的方案去布局壓縮空氣系統(tǒng)，但我們可以在現(xiàn)有基礎(chǔ)上不斷升級(jí)優(yōu)化，追求最佳效果。

    空壓機(jī)房的注意事項(xiàng)

    1.合理的位置選定

    空壓機(jī)房的安裝場(chǎng)所選定是非常容易被輕視的工作，設(shè)備到位之后往往根據(jù)客戶現(xiàn)場(chǎng)情況，粗略的指定一個(gè)位置進(jìn)行安裝，配管之后即開始使用。殊不知，合理的位置選定是空壓機(jī)系統(tǒng)良好運(yùn)行的先決條件。

    除了極端情況，空壓機(jī)房在工程圖上應(yīng)留有擴(kuò)展余地，以防以后增加設(shè)備之用?？諌簷C(jī)房宜設(shè)立在獨(dú)立的建筑之中，雖然目前的壓縮機(jī)相比活塞機(jī)和螺桿壓縮機(jī)初期，其振動(dòng)、降噪能力有了大幅提升，但在運(yùn)行中仍然會(huì)產(chǎn)生大量噪音。將壓縮空氣設(shè)備安裝在獨(dú)立的建筑或者隔間有助于顯著降低工作噪音。

    目前的共識(shí)是集中供氣，這有助于減少工業(yè)用地面積，最大限度地減少壓縮空氣管道的長(zhǎng)度、壓降和潛在的泄漏點(diǎn)，集中進(jìn)行冷卻水處理、壓縮空氣干燥和冷卻處理、噪音處理等。分散供氣的好處是供氣靈活，輸氣管道短。不管是集中還是分散供氣，在理想情況下，空壓機(jī)房都應(yīng)盡可能靠近用氣端。

    在一些臨時(shí)性工程或者廠房有限的情況下，用戶往往選擇搭建簡(jiǎn)易空壓機(jī)房或?qū)⒖諌簷C(jī)安置在室外。這種情況下，要采取有效措施防止雨水進(jìn)入電氣柜，尤其是大風(fēng)大雨天。另外，壓縮機(jī)的進(jìn)氣口不應(yīng)太靠近屋頂邊緣，因?yàn)榭諌簷C(jī)大量吸入空氣時(shí)可能吸進(jìn)水。如果位置選擇不當(dāng)，壓縮機(jī)會(huì)進(jìn)水并造成嚴(yán)重?fù)p壞。

    2.適當(dāng)?shù)目臻g距離

    對(duì)于空壓機(jī)的安裝，地面最好為光潔的水泥地面，壓縮機(jī)底座宜置于水平地面上。也有廠商提出，要在離機(jī)組200mm外四周開有溝槽，以便機(jī)組停車換油、檢修或沖刷清潔地面時(shí)，油、水能從溝槽中流走。實(shí)際使用時(shí)，有不少空壓機(jī)是安裝于高約20cm的水泥基座上，同樣可以起到上述效果。

    掌握壓縮空氣系統(tǒng)，包括空壓機(jī)、冷卻設(shè)備等的維護(hù)所需空間非常重要，尤其是在老機(jī)房添加新設(shè)備或者置換老設(shè)備時(shí)。例如，一些大型空壓機(jī)設(shè)備進(jìn)行深度維護(hù)時(shí)，可能需要天車等起重設(shè)備將主機(jī)或其它重型部件吊離，如果沒有留夠足夠的空間，進(jìn)行安裝和后續(xù)維修工作將極不方便或者根本難以開展。

    空壓機(jī)與空壓機(jī)、后處理設(shè)備之間也應(yīng)留足距離，尤其是與其它容易散發(fā)熱量的大型設(shè)備相鄰時(shí)，不能按照空壓機(jī)安裝標(biāo)準(zhǔn)照本宣科，而應(yīng)深入了解該大型設(shè)備的散熱狀況、當(dāng)?shù)叵募緲O端高溫情況和車間的通風(fēng)情況，結(jié)合以上情況統(tǒng)籌規(guī)劃，為空壓機(jī)和后處理設(shè)備留出適當(dāng)?shù)目臻g距離。

    空壓機(jī)房管理

    1.過熱與過冷

    壓縮機(jī)的故障大多與高溫有關(guān)，非計(jì)劃停機(jī)的主要原因之一就是空壓機(jī)工作環(huán)境溫度過高導(dǎo)致過熱，特別是對(duì)于風(fēng)冷式空壓機(jī)，環(huán)境溫度應(yīng)保持在38℃以下。當(dāng)空壓機(jī)房通風(fēng)不暢，高于空壓機(jī)設(shè)計(jì)進(jìn)氣溫度時(shí)，就可能導(dǎo)致設(shè)備高溫警報(bào)。在必要的情況下，空壓機(jī)房應(yīng)安裝換氣扇、排風(fēng)機(jī)以加速機(jī)房?jī)?nèi)散發(fā)的高溫及時(shí)排出，或者給空壓機(jī)加裝引風(fēng)管。

    當(dāng)然，空壓機(jī)房的環(huán)境溫度也不是越低越好，比較適宜的進(jìn)氣溫度是在4℃或5℃以上。如果壓縮機(jī)站室內(nèi)溫度降至0℃以下，冷凝水管路可能會(huì)凍結(jié)并在后冷卻器、排放管路或干燥器中形成冰堵，膨脹之后崩裂空壓機(jī)組件。另外，參與空氣壓縮的潤(rùn)滑油都有最佳工作溫度，如果溫度過低，可能會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑油粘度過大，其危害包括空壓機(jī)啟動(dòng)困難、摩擦增大，最終增加了電力消耗，運(yùn)行成本提高。

    2.進(jìn)氣與導(dǎo)風(fēng)

    為實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)無故障、高效運(yùn)行，一般要求機(jī)房?jī)?nèi)塵埃少，空氣清潔，不含有害氣體及含亞硫酸等腐蝕性介質(zhì)。固體顆粒物、絮狀物和腐蝕性氣體會(huì)導(dǎo)致設(shè)備過早磨損或堵塞過濾器等，損害潤(rùn)滑油壽命，導(dǎo)致設(shè)備故障高發(fā)?？諌簷C(jī)的進(jìn)氣口位置應(yīng)避免其它污染源，如無法避免，應(yīng)加裝進(jìn)氣過濾裝置。

    根據(jù)空氣熱升冷降的物理特性，為了避免站房?jī)?nèi)溫度聚集，空壓機(jī)吸氣口或者新鮮空氣進(jìn)氣口應(yīng)設(shè)置在站房低位，而熱導(dǎo)風(fēng)出口如風(fēng)扇、風(fēng)機(jī)要設(shè)置在高位。這樣設(shè)置不僅有利于熱空氣排出，吸入溫度較低空氣，還可以防止排出的熱空氣再次吸入進(jìn)氣口，造成氣流“短路”。

    3.電力系統(tǒng)

    空壓機(jī)最好單獨(dú)使用一套電力系統(tǒng)，避免與其他不同電力消耗系統(tǒng)并聯(lián)使用，特別當(dāng)空壓機(jī)的功率較大時(shí)可能會(huì)因過大的電壓降或三相電流不平衡而形成空壓機(jī)過載使保護(hù)裝置動(dòng)作跳機(jī)。

    管道設(shè)計(jì)

    管道是壓縮空氣系統(tǒng)極為重要的組件之一，沒有高效的輸氣管道，絕大多數(shù)壓縮空氣系統(tǒng)將無法正常工作或高效運(yùn)行。對(duì)于空壓系統(tǒng)，管道注意點(diǎn)包括壓降、防污、防銹等。

    1.管徑尺寸

    空壓機(jī)的出口壓力與終端用氣壓力不一致，造成壓力差的原因出在壓縮空氣管道上。當(dāng)壓縮空氣通過管道系統(tǒng)時(shí)，與管道的摩擦?xí)?dǎo)致其在行進(jìn)過程中失去部分壓力，這種現(xiàn)象稱為壓降。管道越小，空氣行進(jìn)的距離越長(zhǎng)，它所經(jīng)歷的摩擦越大，速度就越慢，也就意味著有更大的壓降。管道系統(tǒng)中的閥門、彎頭、連接件都會(huì)導(dǎo)致壓降增加。另外，管道連接處的泄漏、破損等也會(huì)導(dǎo)致壓降增大。因此，為了最大程度地減少壓降，要盡量避免在管道上設(shè)置彎頭、三通和閥門。

    一般地，整個(gè)壓縮空氣管網(wǎng)的壓降不應(yīng)高于0.1bar，其中，供氣主管壓降不應(yīng)高于0.03bar，供氣支管壓降不應(yīng)高于0.05bar，設(shè)備鏈接管壓降不應(yīng)高于0.02bar。根據(jù)阿特拉斯·科普柯的介紹，壓縮空氣管網(wǎng)中閥門和彎頭造成的壓降可以用以下公式進(jìn)行計(jì)算：

    Δp=壓降(bar)；

    qc=空氣流量,(l/s)；

    d=管道內(nèi)徑(mm)；

    l=管道長(zhǎng)度(m)；

    p=初始?jí)毫Γń^壓）bar(a)。

    增大管徑可以減小輸氣阻力和壓降，但是管徑過大會(huì)提高用戶的投資成本，所以管道管徑以適用為宜。

    2.管道布置

    盡管很多空壓系統(tǒng)配備了后處理設(shè)備，排出的壓縮空氣經(jīng)過了干燥，但是在氣溫較低的冬天和經(jīng)過較長(zhǎng)的管線時(shí)，壓縮空氣還是可能在管道中冷凝出一部分水，沉積在管道底部且位置較低的地方。為了防止水或污染物流入另一臺(tái)停機(jī)的空壓機(jī)，供氣管線應(yīng)始終連接到主管的頂部，即“T”字形連接應(yīng)在主管的頂部而非底部，盡管這會(huì)增加兩個(gè)彎頭。

    管道系統(tǒng)安裝完畢之后，應(yīng)進(jìn)行氣壓和氣密性試驗(yàn)，一般以用氣壓力的1.2～1.5倍進(jìn)行。在此之后，清除管道表面的灰塵、污垢、銹斑、焊渣等之后，做涂漆防腐處理。一方面可以防止銹蝕，延長(zhǎng)管道壽命，另一方面，通過不同顏色，可以對(duì)工廠的眾多管線進(jìn)行標(biāo)記區(qū)分，方便管理和維修。

    小結(jié)

    空壓機(jī)站房節(jié)能是一個(gè)系統(tǒng)工程，從選址、安裝到運(yùn)營(yíng)管理，方方面面都需要竭力做好，才能在能源成本高漲的今天，為企業(yè)成本控制貢獻(xiàn)力量。盡管我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中無法完全滿足標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求，但是只要我們不斷去優(yōu)化空壓機(jī)站房各個(gè)不合理之處，從一個(gè)個(gè)節(jié)能“點(diǎn)”上積少成多，那么最終會(huì)在整套壓縮空氣系統(tǒng)中達(dá)到“面”的突破。

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