一、壓縮空氣的成本到底有多高？

 

　　【壓縮機網】空氣來自大氣，取之不盡，用之不竭，工業現場很多人都認為使用壓縮空氣是不需要成本的，對壓縮空氣成本認識極其淡薄，這是導致現場浪費的一個主要原因。

 

　　工業壓縮機的能耗指標通常用“比能量”來表示。

 

　　比能量指標表示的是輸出單位體積壓縮空氣所需的平均耗電量：kWh/m3(ANR)。該指標在壓縮機輸出壓力為0.7MPa(G)時在0.08～0.12kWh /m3(ANR)范圍內，數值越小，表示效率越高。

 

　　壓縮機的比能量因壓縮機和輸出壓力而異。如按我國絕大多數地方的工業用電每度電費0.6元計算的話，制造1m3(ANR)壓縮空氣所需電費為4.8分錢～7.2分錢。

 

　　除電費外，壓縮空氣制造成本中還有壓縮機潤滑油、定期保養及設備折舊費等。

 

　　以年工作時間 4000小時的中型螺桿式壓縮機為例，該部分成本與電費各占19%和81%。如將這部分成本也計入的話，1m3(ANR)壓縮空氣的實際制造成本為6分錢～9分錢。

 

　　由此來看，壓縮空氣并不便宜，建立壓縮空氣成本意識是氣動節能的第一步。

 

　　二、石化行業高能耗現狀分析

 

　　（一）較高的設備能耗

 

　　石化行業既是能源生產大戶也是能源消耗大戶，石油加工過程中消耗大量能源。其中設備能耗是煉油化工裝置能耗主要組成部分。

 

　　根據中國石化 2005年的統計，中國石化2005年總能耗約合1020.58萬噸標油，由設備消耗轉化的燃料油、燃料氣、電耗、蒸汽占了67.84%，其中電耗占18.44%，接近187.7萬噸標油。

 

　　電能主要由動設備，如泵、風機、壓縮機等消耗，用于輸送分離各類介質。

 

　　總的來說，設備用能占了煉油化工裝置用能的 70% 左右，提高設備及設備系統的能效是石化企業節能減排的主要途徑之一。

 

　　（二）壓縮機的用能問題分析

 

　　以壓縮機為例，設備能耗較高主要表現在以下幾個方面：

 

　　1、部分壓縮機偏離設計工況

 

　　通過某石化煉油分部6000V壓縮機效率測算得出，壓縮機匹配的電機負載率平均值是77.3%，接近下限75%，有的甚至只有41%。壓縮機運行負荷偏離設計工況，動力負載率有待提高。

 

　　2、工藝用壓縮機缺少能效評價方法

 

　　一般動力空氣壓縮機，產品標準、試驗方法、能效標準齊全。但節能監測方法標準系1996 年頒布實施，應根據現狀進行修訂。

 

　　工藝用壓縮機缺乏能效考核標準。由于工藝用壓縮機種類繁多，型式各異，大部分功率大，難以監測，目前還缺乏能效考核標準，掌握的能效數據少，難以判斷壓縮機性能是否高效。

 

 

　　3、變負荷運行調節急待改善

 

　　石化行業對于低負荷運行常采用加卸載/回氣調節的方法，能耗很大，調節下來的氣量相當于對于這部分做的功完全浪費了。

 

　　系統低負載運行，還帶來壓縮空氣后處理設備低效率運行。在匹配不完全合理情況下，系統的多數設備處于部分低負載的狀態，能源使用效率低下現象十分嚴重。

 

　　壓縮空氣系統能耗的96%為工業壓縮機的耗電。我國工業壓縮機的耗電量約占全國總耗電量的6%。

 

　　三、當前我國用氣企業空壓機系統的主要問題

 

　　在當前我國用戶的壓縮空氣系統中，能源浪費主要表現為泄露偏大、壓縮機配置及運行僅以保壓為目的、供給壓力不合理、噴嘴低效、設備用氣存在浪費、現場工人用氣成本意識淡薄等問題。

 

　　1、壓縮空氣泄漏。

 

　　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 50%。

 

　　有時一個汽車組裝車間的泄漏點就有2萬個，其中，泄露量的90%以上來自設備使用中的零部件老化或破損。

 

　　2、現場管理人員低估泄漏造成的損失。

 

　　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，每年導致的損失高達約3525度電，幾乎相當于兩個三口之家的全年家庭用電，如表2。

 

　　加強泄漏損失意識、普及泄漏檢測及預防手段是當前工作重點。當前國內一些企業在開始利用ECOSO泄露檢測儀及泄露點掃描槍查漏堵漏，并已取得一些成效。

 

　　3、壓縮機的不合理配置及運行。

 

　　通常，為使輸出壓力波動小，很多壓縮機采用吸氣閥調節方式。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，浪費較嚴重。

 

　　為此，導入變頻控制、臺數控制，采用空壓機房節能監控系統等措施對削減電力十分奏效。

 

　　而這些在工廠的實際操作中基本都被忽略，保證壓力成為大多數工廠對壓縮機管理的w*要求。

 

　　4、供氣壓力偏高造成浪費。

 

　　由于管道壓力損失不確定，設備啟動存在流量高峰等原因，壓縮機的供氣壓力有時比現場要求壓力高出0.2MPa～0.3MPa。

 

　　而末端設備每提高0.1MPa，壓縮機的耗電就提高4%～8%，造成了巨大的能源浪費。

 

　　有時工廠也會為了少數幾臺壓力要求高的設備，而整個調高供氣的壓力，這在能源使用配置上極其不合理，非明智之舉。

 

　　5、噴嘴不正常使用造成浪費。

 

　　噴嘴在噴氣織機、制造加工的精修及機加工等工藝現場被廣泛使用，其耗氣量在某些產業領域達到總供氣量的50%。有的現場人員很容易為了追求大沖擊力而擅自擴大噴嘴噴口、提高供給壓力，從而造成很大的用氣浪費。

 

　　6、其他原因造成的浪費。

 

　　在氣動設備中存在用氣不合理的現象也比較突出，例如確定工件是否卡到位的氣體背壓檢測、真空發生器給氣等存在不工作也不間斷供氣現象。

 

　　尤其是化學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使用的現象非常普遍，浪費得令人痛心。

 

　　從工藝上把握設備的實際需要壓力和z*低耗氣量是使設備耗氣合理化的前提。由于設備用氣不合理導致的浪費平均估計為供氣量的20%。

 

　　以上種種問題，表明當前壓縮空氣系統的使用中用氣浪費比較嚴重。 用氣設備的節能改造措施有：

 

　　使用新型氣動噴嘴節能裝置和脈沖式氣槍，工件到位時噴嘴開始吹掃

 

　　工件到位時真空發生器開始供氣

 

　　高耗能氣動設備改為電動設備（工藝攪拌）

 

　　大型氣缸改兩節節能型氣缸

 

　　壓縮空氣滿足設備z*低需求壓力，增加合適儲氣罐緩沖瞬間大的用氣量

 

　　在特定行業采用專業氣動設備，如電解鋁行業推廣使用的打殼缸專用節氣閥等

 

　　因此，只要對壓縮空氣系統開展詳細調查，明確問題所在，采取合理有效的節能措施，整個系統可以實現20%甚至更高的節能效果。

 

　　四、小結

 

　　2010年初，筆者對中國某輪轂企業進行氣動系統節能改造，同樣實現系統節能30%以上。

 

 

　　在我國如果能廣泛開展氣動節能活動、普及氣動節能技術，每年可為國家節約用電約600億度，折合金額360億元，對于企業來說具有非常可觀的經濟效益和社會效益。

 

　　本文雖然從石化行業說起，但耗能與節能措施是相同的：

 

　　針對我國化工、化纖、紡織、汽車、橡膠、電子半導體、加工機械等制造行業的大中型企業，以降低空氣壓縮機能耗為目的，結合各個行業特點研究切實可行的節能技術，制定一整套行之有效、易于實施、投資回收期小的節能實施流程，將節能措施行業化、系統化、具體化、可操作化、可視化并進而規范化，可為企業的節能降耗和國家的節能目標做出應有的貢獻。