浅谈工厂压缩空气系统的节能管理方法

摘要：为降低压缩空气系统的运行能耗，促进节能环保，对亚太轻合金（南通）科技有限公司的压缩空气供应系统现状进行了分析，根据系统运行现状及供需侧特点，查明了影响供气系统能耗的几大因素。在不增加投资、不改变现有机组和管路结构的情况下，提出了管理型节能运行方案，方案实施后能够满足用户用气量需求，提高供气品质，降低能源消耗，实现经济运行。

关键词：螺杆空压机;节能管理;创新;压缩空气

1 现状分析

压缩空气是我公司重要的动力源之一。我公司一期压缩空气耗电量约1 000万kWh/a，在单位产品能耗中占据重要比例，供气系统由10台阿特拉斯牌GA110 kW螺杆式工频空气压缩机（以下简称GA110空压机）组成，并辅助配置冷冻式干燥机8台、吸附式干燥机1台、储气罐若干，总装机功率1 200 kW，平均供气压力0.68 MPa，管路围绕厂房四周形成环网，通过支路在厂房主跨柱向各末端设备恒压供气。压缩空气用户包括：一期熔炼车间、挤压车间、盘拉车间、精切车间、模具车间等。供气压力0.6～0.7 MPa。

2 数据搜集

根据各用户车间用气特点开展如下调查：

2.1    供气设备布局

主供气点布局在一期空压站，由4台GA110空压机、4台冷冻式干燥机、3台4 m3储气罐构成，通过集气包向主网供气。另外，在精切车间设置2台GA110空压机同时向主网、精切车间、制氮机供气，盘管车间设置1台GA110空压机向主管供气，盘拉在线退火车间设置1台GA110空压机向主网供气，椭圆管车间设置1台GA110空压机向主网供气，模具车间设置1台GA110空压机向主网、模具车间供气。供气设备布局合理，主网压力稳定，无明显压差。

2.2    空压机设备参数

笔者调查了#1～#10空压机运行参数表，设置压力0.72～0.8 MPa，压力带宽0.02～0.1 MPa，运行参数设置系统优化，冷却系统工作状态良好，冷却器冷却效果参差不齐，进（排）气温度随环境不同而各有差异，油温油压正常，管道过滤器压差及过滤器状态整体不良需更换。

2.3    空压机产气量调查

笔者使用空压机能效监测仪测量了10台空压机的实际产气量，发现8台产气正常，2台空压机产气量下降严重，如表1所示，产气不足的原因是机头磨损，影响系统能耗。

2.4    空压机耗电量调查

通过调查发现，在10台空压机中，有计量电表的8台，无计量电表的2台，除检修停机外均长期运行。为便于统计分析，笔者调取了8台空压机2年的电量数据，并在无计量电表的2台空压机上加装电表。根据2018年空压机月度用电统计表（表2）可知，2018年全年耗电量6 572 180 kWh;根据2019年空压机月度用电统计表（表3）可知，2019年全年耗电量6 727 780 kWh。

3 确立改善目标

经跟踪分析，本方案确定以下目标：（1）主网供气压力调整;（2）车间设备末端供气压力调整;（3）车间设备减压阀设置调整和用气设备漏气治理;（4）将各空压机运行状态和产气效率作为主要调查内容。

空壓机设置压力0.72～0.78 MPa，大于管网运行压力，机组处于长期运行状态，管网压力0.65～0.7 MPa，大于管网经济运行压力，有改善空间。挤压设备吹水气压设置参差不齐，部分机台无减压阀，有改善空间。通过检查发现：（1）同类型设备减压阀设置压力不统一，如倒立盘0.45～0.7 MPa，冷床0.42～0.7 MPa，精密切割0.5～0.75 MPa。（2）车间漏气点较多，主要集中在挤压冷床PVC气管接头、过桥气缸、立轮气缸等位置，吹扫、打磨移动气管等用气点，有改善空间。

4 确定改善方案

经过以上调查分析，节能改善小组得出应主要从以下几个方面做出改善：

（1）加强漏气点的维修治理。通过开展漏气专项检查，结合日常巡检，积极开展漏气点维修工作，通过机台责任制加强对维修及时性的监督。

（2）合理调整机台减压阀整定值。根据机台用气特性，统一调整机台减压阀设定值。

（3）减小压机水箱出口吹气的耗气量。调整吹气类减压阀压力，小机台调整为0.2 MPa，大机台调整为0.25 MPa，同时限制吹气管的数量，并对吹气没有减压阀的加装减压阀。

（4）动作气缸类减压阀调整后，机台减压阀设定值保持为0.5～0.55 MPa。压机、冷床、倒立盘等压力调整为0.5 MPa，考虑到生产效率，将加温炉传送气缸的压力调整为0.55 MPa。

（5）对气压有特别要求且气缸较多的设备，如精切、模具、探伤、切割车间，改造管线由机组直接供气，不经主网或末端增压，以满足生产条件。

（6）降低主网供气压力至经济运行压力0.55 MPa。1）根据各区域用气特点降低压力，系统降压0.05～0.1 MPa，主网供气压力由0.65 MPa降为0.55 MPa，停用空压站1台GA110空压机作为备用机组，当管网压力低于0.55 MPa时自动启动补充压力。2）结合手动调整，根据车间产能情况，实时调整空压机开启台数，目标停机2台GA110空压机实现节能。

（7）加强空压机维护保养。1）空压机冷却器清理周期由月清理调整为周清理，同时加强对运行维护的监督，保证机组的散热性能，加强空压机换热器的清理通风，降低进气温度，提高机组产气量。2）加强管道过滤器的保养更换，降低空压系统压差，提高产气量。

5 效果验证

通过上述改善，节能改善小组记录2020年空压机耗电量共计5 778 360 kWh，如表4所示，在公司产量增加、设备增加的情况下，较2019年降耗949 420 kWh，节能效果显著。

6 结语

通过近一年的努力改善，我公司压缩空气系统的节能降耗工作得以有效执行，节能管理思路得到验证，改善方法符合实际，为公司创造了一定的经济效益，员工个人价值也得到了更大的发挥;同时通过对系统和设备的深入研究，员工也更加了解系统和设备原理，为今后更好地开展工作奠定了良好的基础。

收稿日期：2020-12-25

作者简介：王飞（1985—），男，江苏沭阳人，机械工程师，研究方向：机电维修与项目管理。