壓縮空氣系統(tǒng)的能耗現(xiàn)狀及節(jié)能潛力蔡茂林北京航空航天大學(xué)SMC節(jié)能環(huán)保中心，北京100191我國壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能的前景。
一、前言盟的16.8%、日本的10.3%，節(jié)能空間巨大。2005年底“十當(dāng)前，我國It標(biāo)準(zhǔn)煤生產(chǎn)的GDP只有美國的28.6%、歐一五”規(guī)劃中我國首次明確確定節(jié)能目標(biāo)：“十一五”期墊老化龜裂嚴(yán)重，見（a為龜裂的膠墊）。
故障檢修：更換彈性橡膠墊圈后開機(jī)，觀察機(jī)組運行情況，竄軸故障消失。再次檢測機(jī)組波形，所測數(shù)據(jù)均恢復(fù)正常，為機(jī)組正常后的時域波形及頻譜圖。

從實例中可以看出，綜合應(yīng)用各種故障診斷方法，可準(zhǔn)確地找出旋轉(zhuǎn)設(shè)備故障的真正原因，對設(shè)備檢修工作不僅有指導(dǎo)作用，還可以提高維修效率、效果，甚至起到?jīng)Q定檢修成敗的作用。
間，萬元國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗從1.22t標(biāo)準(zhǔn)煤下降到0.98t，平均年節(jié)能目標(biāo)為4.4%.但2006年僅完成1.23%，2007年完成3.27%，剩下3年的節(jié)能壓力非常巨大。2008年4月，全面修改的新節(jié)約能源法正式實施，將節(jié)約資源定為我國的基本國策?？梢哉f，我國已經(jīng)進(jìn)入個全面推進(jìn)節(jié)能減排工作的局面。
以此為背景，在工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)工廠總耗電量10%~ 20%，有些工廠甚至高達(dá)35%的壓縮空氣系統(tǒng)在我國將不可避免地會成為節(jié)能工作的對象。壓縮空氣系統(tǒng)的節(jié)能在我國正成為一個亟需研究的重要課題。壓縮空氣系統(tǒng)能耗的96%為工業(yè)壓縮機(jī)的耗電。我國工業(yè)壓縮機(jī)的耗電量2006年1800億kW.h，2007年高達(dá)2000億kW.h，約占全國總耗電量的6%.而GDP為我國1.6倍的日本的工業(yè)壓縮機(jī)耗電量僅為400億kWh.這說明我國在調(diào)整產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的同時，還需大力提高壓縮空氣系統(tǒng)的能源利用效率。

二、壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能的技術(shù)路線壓縮空氣的使用能耗E可用氣動功率的積分表示。
P壓縮空氣絕對壓力；Qa――換算到大氣狀態(tài)下的體積流量；t時間。
因此，如所示，在壓縮空氣使用中，減少壓力、流氣能耗。例c>.fc如，如能將壓從0.7MPa降低以節(jié)約壓縮機(jī)用電至少5.8%.具體到壓縮空氣系統(tǒng)中三大環(huán)節(jié)，可按所示的流程，采取如下的節(jié)能措施。
壓縮空氣的產(chǎn)生：壓縮機(jī)的合理配置與運行，供給壓力的降壓及運行模式優(yōu)化，壓縮機(jī)與空氣凈化設(shè)備狀態(tài)的曰常管理等。
壓縮空氣的傳送：泄漏的日常點檢與最小化，接頭處的壓損改進(jìn)，管網(wǎng)節(jié)點配置的合理化，耗氣量分配的監(jiān)測與曰常管理等。
壓縮空氣的使用：氣力輸送中壓力及流量的合理化，機(jī)器非工作時供氣的停止，分壓供氣，氣缸驅(qū)動回路及驅(qū)機(jī)械工程公動速度的改進(jìn)，測量管路的最短化等。
三、當(dāng)前我國企業(yè)壓縮空氣系統(tǒng)使用中存在的主要問題在當(dāng)前我國氣動用戶的壓縮空氣系統(tǒng)中，能源浪費主要表現(xiàn)為泄漏偏大、壓縮機(jī)配置及運行僅以保壓為目的、供給壓力不合理、氣槍嘖嘴低效、設(shè)備用氣存在浪費、現(xiàn)場工人用氣成本意識淡薄等。
在泄漏問題上，工廠中的泄漏量通常占供氣量的10%~ 30%，而管理不善的工廠甚至可能高達(dá)50%.有時一個汽車組裝車間的泄漏點就有2萬個，其中，泄漏量的90%以上來自設(shè)備使用中的零部件老化或破損。而尤為嚴(yán)重的是，現(xiàn)場管理人員遠(yuǎn)遠(yuǎn)地低估了泄漏造成的損失。比如，汽車點焊工位的一個焊渣在氣管上導(dǎo)致的一個直徑1mm的小孔每年導(dǎo)致的損失高達(dá)約3525kW"h電能。當(dāng)前國內(nèi)一些企業(yè)開始利用ECOSO系列泄漏檢測儀及泄漏點掃描槍查漏堵漏，并已取得一些成效。另外，為有效地管理現(xiàn)場泄漏，安裝管道流量計量管理系統(tǒng)，對每個車間進(jìn)行計量考核也是一個重要的選擇。
壓縮機(jī)的合理配置及合理運行對節(jié)省用電非常重要。
通常，為使輸出壓力波動小，很多壓縮機(jī)采用吸氣閥調(diào)節(jié)方式。這種方式在沒有供氣的情況下也仍需消耗70%額定功率的電力，浪費較嚴(yán)重。為此，導(dǎo)入變頻控制、采用ECOSO壓縮機(jī)群專家控制系統(tǒng)等措施對節(jié)省電力十分奏效。
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(shù)工廠對壓縮機(jī)管理的唯一要求。
由于管道壓力損失不確定，設(shè)備啟動存在流量高峰等原因，壓縮機(jī)的供氣壓力有時比現(xiàn)場要求壓力高出0.2~ 0.3MPa，浪費嚴(yán)重。有時也會為了少數(shù)幾臺壓力要求高的設(shè)備，而整個調(diào)高供氣的壓力，這在能源使用配置上極其不合理。
氣槍在制造加工的精修、機(jī)加工等工藝現(xiàn)場被廣泛使用，其耗氣量在某些產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域達(dá)到總供氣量的50%.通常，氣槍在使用過程中存在供氣管道過長、供給壓力過高、用直管銅管做嘖嘴等問題。另外，現(xiàn)場人員很容易為了追求大沖擊力而擅自擴(kuò)大嘖嘴嘖口、提高供給壓力，從而造成很大的用氣浪費。

另外，在氣動設(shè)備中存在用氣不合理的現(xiàn)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(fā)生器給氣等存在不工作也不間斷供氣現(xiàn)象。尤其是化學(xué)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的高壓減至0.1~0.2MPa使用的現(xiàn)象非常普遍，浪費嚴(yán)重。從工藝上把握設(shè)備的實際需要壓力和最低耗氣量是使設(shè)備耗氣合理化的前提。由于設(shè)備用氣不合理導(dǎo)致的浪費公機(jī)械工程bookmark4總計節(jié)省金額折合人民幣1.5億元。這些技術(shù)和經(jīng)驗在我國的消化、普及、再創(chuàng)新將成為我國氣動節(jié)能工作的當(dāng)務(wù)之急。
為此，2007年底，北京航空航天大學(xué)和SMC國有限公司進(jìn)行產(chǎn)學(xué)合作，針對壓縮空氣系統(tǒng)，成立了全國首個節(jié)能環(huán)保中心，深入研究壓縮空氣系統(tǒng)合理化技術(shù)，面向全國氣動用戶快速推進(jìn)和普及氣動節(jié)能環(huán)保技術(shù)，促進(jìn)行業(yè)健康發(fā)展。該中心對國內(nèi)一家外資企業(yè)實施了全面的節(jié)能改造，使工廠每單位產(chǎn)量壓縮機(jī)耗電量減少34.5%，壓縮機(jī)從原來的10.5臺滿負(fù)荷運行變?yōu)?.5臺滿負(fù)荷運行，3臺壓縮機(jī)完全停機(jī)。

這說明壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能成效顯著。如能在我國廣泛開展氣動節(jié)能活動、普及氣動節(jié)能技術(shù)，每年可為國家節(jié)電600億kW-h，折合金額360億元，具有非常可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益見表1.該中心正在針對我國汽車、紡織、sr.m丨及休B口：i4h內(nèi)正解機(jī)的r作狀況及K-耗電量變化：T理0序i神厭空氣的姐度、空氣凈化設(shè)備1作狀er乍供給符路的壓力走勢1符網(wǎng)分布、苑教分紀(jì)EI各牛產(chǎn)設(shè)備實際供給力和實所滯0宵網(wǎng)！童、再設(shè)備內(nèi)部里，各個泄用在地：0，斑尺十及數(shù)慨m力，耗氣T作時間糸0工；I的使用情況t玟備內(nèi)元件非丁。作時的供氣悄況：，壓縮機(jī)的T.作方式是否合理，是古需要增to變鐸范圍，ISS機(jī)氣化設(shè)備是古處TiH常r作狀態(tài)，右供給貨路的而董楚內(nèi)合理，打無壓損過大時節(jié)點，可否降低丨產(chǎn)設(shè)備供給壓力，可7f降低S縮機(jī)供給fK力，氣動宵M罔定MSfL多少，車閬中評路及設(shè)備內(nèi)刪點所在，3缸的使用r.5d是合理，可濟(jì)加入）丨胞路，氣動TA的使用t況是M理，設(shè)備內(nèi)言r.作供H能杏停出，對策制定符合三大V能萬向：⑴優(yōu)化機(jī)運行t（2）阱低壓力：ft對象實施頗f按實fS：U- 1按災(zāi)施效果：人小實施側(cè)重二個壞節(jié)中的：大對象：地厲，刪。

（2）不增加產(chǎn)品的不良豐B -壓縮機(jī)冷化設(shè)茶的日常點價生產(chǎn)設(shè)備r作及不t作時的符理：ty力輸這設(shè)備中耗氣置的監(jiān)測；罔2呢縮空氣系統(tǒng)節(jié)能實施流程表1國內(nèi)壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能案例效果No壓縮機(jī)型號額定壓力/MPa額定功率/ kW額定氣量/估計平均為供氣量以上種種問題，表明當(dāng)前壓縮空氣系統(tǒng)的使用中用氣浪費比較嚴(yán)重。所以，只需對其開展詳細(xì)調(diào)查，明確問題所在，采取合理有效的節(jié)能措施，就可取得30%甚至更高的節(jié)能效果。
系統(tǒng)節(jié)能在我國大有所為當(dāng)前，我國氣動用戶在氣動技術(shù)使用中存在效率偏低、浪費嚴(yán)重、欲實施節(jié)能也無從下手和缺乏經(jīng)驗等問題。在壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能的研究和實施上，日本走在世界的前列。
根據(jù)2002年日本流體動力工業(yè)會的調(diào)查，日本各企業(yè)實施節(jié)能后，氣動能耗減少了10%~30%.其中，日本SMC公司在日本給100家以上企業(yè)做了氣動節(jié)能提案，最多減少60%，電子半導(dǎo)體、機(jī)械加工等制造行業(yè)的大中型企業(yè)，以降低空氣壓縮機(jī)能耗為目的，結(jié)合各個行業(yè)特點研究切實可行的節(jié)能技術(shù)，制定一整套行之有效、易于實施、投資回收期小于1年的節(jié)能實施流程，將節(jié)能措施行業(yè)化、系統(tǒng)化、具體化、可操作化、可視化并進(jìn)而規(guī)范化。