【壓縮機網】引言

　　壓縮空氣是工業領域應用最廣泛的動力源之一，因其清潔、安全等顯著優點，已成為大多數造紙企業中不可或缺的能源形式，壓縮空氣能耗占全部電力消耗的10％～35％[1-10]。因此，關注壓縮空氣系統的能效并展開分析與診斷，挖掘其節能潛力，對提升造紙企業的整體能效、降低造紙企業的整體能耗有較大的意義。

　　1、項目背景

　　某造紙企業坐落于浙江省某工業園區，2014年開始積極響應國家關于造紙行業綠色環保、低碳循環及規模化要求，開展“鳳凰涅槃式”的轉型升級。2017年一期總投資4.5億元、總用地60畝，建有年產20-25萬噸AAA級高強瓦楞原紙生產線一條，該企業壓縮空氣系統于2019年建設完成并投入使用。企業現場空壓房1個，共有3臺螺桿空壓機，常用設備2～3臺，根據生產用氣量波動，用氣壓力需求0.71～0.76MPa。

　　系統配置有冷干機和吸干機，對空氣的品質要求比較高；空壓機沒有單獨電能表測量耗電量，單臺空壓機沒有安裝流量計測量流量。3臺空壓機參數如表1所示。

　　2、能效測試與分析

　　針對該企業壓縮空氣系統實際布置情況，在2024年1月25日00:00～2024年2月17日23:59期間開展空壓站整體綜合能效測試，綜合能效即空壓站單位時間內的總電耗與成品總氣量比值，單位：kWh/m3。總電量數據采集了1個空壓站房3臺空壓機用電量和預估了冷干機/吸干機的用電量進行匯總；總用氣量數據采集了3路空壓機出口的用氣量進行計算匯總。

　　2.1用電量測試情況

　　測試周期內總用電量236310kWh，日均用電量9846kWh，其中不含冷干機、吸干機的用電量，測試周期內用電情況如表2所示。

　　2.2用氣量測試情況

　　測試周期內總用氣量2030629m3，日均用氣量84609m3；用戶用氣工況波動較大，設備效率有差別，工頻螺桿機存在放空現象。放空率隨著工況變化，用氣和用電量呈非線性關系，存在較大的調節空間（可通過增加變頻、優化設備投入組合來縮小產氣量的跨度，杜絕或降低放空工況）。測試周期內用氣情況如表3所示。

　　2.3用氣壓力波動情況

　　測試周期內站房出口壓力在0.71～0.78MPa范圍內波動，用戶站房輸出端氣壓管理水平穩定可靠。測試周期內用氣壓力波動情況如圖1所示。

　　2.4測試結果匯總

　　測試起止時間為2024年01月25日00時至2024年02月17日24時，測試周期共計576小時。在測試周期內相關測試結果如表4所示。

　　在年運行7920h、電費0.78元/度、平均用氣量59.5m3/min、平均壓力0.757bar綜合條件下，各項費用估算如表5所示。

　　3、能效診斷與分析

　　根據以上測試結果，系統綜合單耗較高，存在較大節能空間；部分空壓機使用年限較高，存在性能衰退情況；用戶用氣沒有規律，在用氣量和設備產氣量不一致的周期內，缺少有效的節能調節手段，導致長期存在放空現象，能源浪費嚴重。說明該企業壓縮空氣系統能效亟須改善。

　　通過能效診斷與分析發現，造成系統綜合單耗較高的主要原因是大部分空壓機組已運行超過5年，存在產氣量衰減及能效下降情況，一般在8%-15%之間，并會呈逐年非線性降低趨勢。這一趨勢造成的直接后果就是用戶使用成本的提高，主要體現在維修成本和電力成本及機組增加投入成本等4個方面：①5年以上的機組，大修及日常應急維修維修成本遠遠高于新機；②能效降低，造成工廠能耗增加，電費支出增加；③氣量衰減，壓縮空氣不夠用，不得不購置新的空壓機，新增投入成本巨大；④老舊機組運行狀況差、故障率高，造成生產用氣不穩定，影響生產效率。

　　4、改進建議

　　針對測試中發現的問題，建議從以下5個方面入手，改進該企業空壓站壓縮空氣系統運行狀況：①配置新的集裝箱氣站，實現空壓站智能化升級改造，實現數字化站房、智能化控制和整站節能，完成從單臺設備節能到整站節能的升級改造，達成節能降耗的目標。②系統升級：采用埃爾利德基于用氣規律變化的AI學習預測系統和基于空氣流量平衡的控制算法達到系統的智慧運行。③流量組合：另外搭配備用空壓機組的流量搭配滿足用氣工況波動的變化。④管網優化：采用全新的管道，通過優化降低壓損，防止泄露。⑤排水系統：采用無損排水技術，減少壓縮空氣的浪費。

　　5、結語

　　節能是實現碳達峰碳中和目標的關鍵支撐，應充分發揮節能的源頭管控作用，不斷提升能效水平。因此，做好主要能源系統能效管理，對于挖掘能源系統的潛力點、提升系統的運行能效和降低系統的能耗具有非常重要的作用。

　　參考文獻

　　[1]空壓機系統實際運行效率評價方法分析[J].劉洋博;何興靈;李曉翠.科技創新與生產力.2022(08).

　　[2]空壓機的節能及運行維護[J].董建強;魯緒弘.啤酒科技.2006(05).

　　[3]紙業公司空壓機節能改造研究與應用[J].王化南;嚴禎榮;袁奕雯.科技創新導報.2013(31).

　　[4]紡織廠風冷有油空壓機系統的設計[J].黨世明,茍永福.棉紡織技術.2005(08).

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　　[8]ACS4000空壓機系統運行方式優化[J].鄭培輝.造紙科學與技術.2013(01).

　　[9]SK19空壓機參數設定及常見故障分析[J].陳益松.面粉通訊.2003(03).

　　[10]智能流量控制節能空壓系統在紡織廠的應用[J].陳克炎;史華剛.棉紡織技術.2016(07).

　　作者簡介

　　張謙（1989年生），男，河南南陽人，碩士研究生，工程師、技師，從事綜合能源管理工作。