李蘅

在過去的20多年來(lái)，開山壓縮機(jī)緊緊圍繞節(jié)能減排、提高能效這個(gè)主題，堅(jiān)持“為中國(guó)造芯”，從“掌握核心技術(shù)”到“掌握一流核心技術(shù)”，從“為節(jié)約中國(guó)作貢獻(xiàn)”到“為節(jié)約地球作貢獻(xiàn)”，一步一個(gè)腳印，已經(jīng)成長(zhǎng)為我國(guó)產(chǎn)銷規(guī)模最大、能效水平國(guó)際領(lǐng)先的壓縮機(jī)制造企業(yè)。開山壓縮機(jī)始終把“為客戶創(chuàng)造價(jià)值”作為企業(yè)的核心使命，不斷開發(fā)節(jié)能技術(shù)和節(jié)能產(chǎn)品，為用戶提供全方位的空氣系統(tǒng)節(jié)能解決方案，為企業(yè)和社會(huì)創(chuàng)造了很好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益。

一、空壓機(jī)技術(shù)改造的背景

在能源供應(yīng)日趨緊張、能源價(jià)格不斷上漲的今天，生產(chǎn)節(jié)能、省電的空壓機(jī)既是企業(yè)取得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的切入點(diǎn)，也是裝備制造企業(yè)的責(zé)任。空氣壓縮機(jī)耗用了全國(guó)發(fā)電總量6.3%電力，是耗能巨大的設(shè)備。對(duì)于空氣壓縮機(jī)行業(yè)來(lái)說，采用高能效產(chǎn)品替代低能效的空壓機(jī)產(chǎn)品，既是政府完成《節(jié)能減排規(guī)劃》的需要，也是用能企業(yè)降低生產(chǎn)成本、增加經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑。

眾所周知，提升大功率螺桿空壓機(jī)能效水平是一件有相當(dāng)技術(shù)難度的事情。開山集團(tuán)已經(jīng)將全部的大功率螺桿空氣壓縮機(jī)的能效做到了一級(jí)能效。迄今為止開山是世界上唯一可以將160kW及以上功率螺桿空氣壓縮機(jī)做到一級(jí)能效的企業(yè)，能效水平全球領(lǐng)先。在2013年國(guó)家發(fā)改委發(fā)布的國(guó)家“節(jié)能產(chǎn)品惠民工程”目錄中，開山產(chǎn)品占據(jù)了36.9%，其中1級(jí)能效產(chǎn)品占43.5%。2013年2月，開山兩級(jí)壓縮螺桿空壓機(jī)入選國(guó)家工業(yè)和信息化部《節(jié)能機(jī)電設(shè)備（產(chǎn)品）推薦目錄》。11月，兩級(jí)壓縮螺桿空壓機(jī)入選國(guó)家工業(yè)和信息化部《“能效之星”產(chǎn)品目錄》。

二、兩級(jí)壓縮螺桿空壓機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

相比于單級(jí)壓縮，兩級(jí)壓縮趨近于最省功的等溫壓縮，從原理上，兩級(jí)壓縮比單級(jí)壓縮節(jié)能5%—8%。采用兩級(jí)壓縮主機(jī)，就是采用大小不同的兩組SKY螺桿轉(zhuǎn)子，實(shí)現(xiàn)合理的壓力分配，降低了每次壓縮的壓縮比。低的壓縮比還有兩個(gè)特別的優(yōu)點(diǎn)：一是減少了內(nèi)泄漏，提高了容積效率；是大大降低了軸承的負(fù)荷，提高了軸承壽命，延長(zhǎng)了主機(jī)壽命。最關(guān)鍵的還是轉(zhuǎn)子型線效率，由國(guó)家“千人計(jì)劃”成員，中國(guó)政府特聘專家湯炎博士開發(fā)的“Y”專利型線，效率世界領(lǐng)先，比其它型線高出5%—15%。2017年申請(qǐng)專利技術(shù)的新型“Y”新型螺桿，在原有的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了更高的能效，并因此，獲得合肥通用機(jī)械產(chǎn)品認(rèn)證有限公司頒發(fā)的擁有“超高能效、超低噪聲、低衰減”認(rèn)可的《產(chǎn)品特性認(rèn)證證書》，成為行業(yè)超高能效產(chǎn)品的領(lǐng)軍技術(shù)。

該技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)還體現(xiàn)在產(chǎn)品局部設(shè)計(jì)和各細(xì)節(jié)上，以及系統(tǒng)的高端配置和優(yōu)化，這又比其它品牌產(chǎn)品效率高出5%—8%。高效的主機(jī)以及JN系列固有的進(jìn)氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)、冷卻流場(chǎng)設(shè)計(jì)、油氣分離技術(shù)、高效電機(jī)、智能自動(dòng)控制等等的創(chuàng)新技術(shù)，將為廣大客戶帶來(lái)實(shí)實(shí)在在的節(jié)能效益。

三、節(jié)能基準(zhǔn)檢測(cè)與節(jié)能改造解決方案

一是要做好節(jié)能基準(zhǔn)的檢測(cè)?？諌赫竟?jié)能改造前的總耗電量和總?cè)刖W(wǎng)流量是評(píng)判節(jié)能改造效果的最重要依據(jù)。節(jié)能改造方案制定以前一定要在空壓站電源進(jìn)線處裝電表，并定時(shí)抄表，一般一小時(shí)記錄一次?？諌赫究傠姳頂?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和每臺(tái)空壓機(jī)的電表數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)對(duì)分析判斷節(jié)能效果都很重要。入網(wǎng)總流量和管網(wǎng)實(shí)際壓力（可在管網(wǎng)裝上壓力傳感器并上傳電腦實(shí)時(shí)記錄，根據(jù)電腦分析統(tǒng)計(jì)出該記錄時(shí)間段內(nèi)機(jī)器的平均使用壓力）是節(jié)能改造時(shí)新壓縮機(jī)選型的重要依據(jù)。入網(wǎng)總流量在每個(gè)生產(chǎn)周期的變化曲線對(duì)新壓縮機(jī)選型有很大影響。降低壓縮空氣凈化設(shè)備的壓損，盡量減少凈化設(shè)備的耗氣量，提升空壓機(jī)使用效率?？諌汗芫€通徑的大小和長(zhǎng)短對(duì)壓損影響很大，過多的變徑、急彎、曲折和閥門都會(huì)增加管路的壓損。所以要密切注意主管路入口壓力和用氣點(diǎn)實(shí)際壓力（記錄空壓機(jī)顯示器的壓力與空際用氣端壓力兩者差值，差值大小也是一個(gè)判斷標(biāo)準(zhǔn)）。輸氣管線和車間漏氣量會(huì)嚴(yán)重影響空壓站的耗電量。如果客戶生產(chǎn)對(duì)壓縮空氣的品質(zhì)有嚴(yán)格要求，還應(yīng)增加對(duì)入網(wǎng)氣體壓力露點(diǎn)、塵埃和含油量的檢測(cè)，壓縮空氣的品質(zhì)對(duì)空壓站的耗電量有較大影響?？諌赫痉康耐L(fēng)、溫濕度和含塵量也會(huì)對(duì)空壓站耗電量造成影響?？諌赫竟?jié)能改造前的數(shù)據(jù)收集往往需要數(shù)日，數(shù)據(jù)還需要取得客戶的確認(rèn)。

數(shù)據(jù)分為靜態(tài)數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，靜態(tài)數(shù)據(jù)是指壓縮機(jī)銘牌數(shù)據(jù)和壓縮機(jī)控制器顯示的數(shù)據(jù)，以及離線檢測(cè)的數(shù)據(jù)。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)是指使用在線儀表取得的壓縮機(jī)或空壓站流量和耗電量隨時(shí)間變化的曲線。含即時(shí)數(shù)據(jù)和累計(jì)數(shù)據(jù)。在線儀表含功率分析儀、流量計(jì)和數(shù)據(jù)記錄儀及相應(yīng)分析軟件。在改造前的空壓站預(yù)裝Ikaishan壓縮機(jī)監(jiān)控軟件，也可以獲得動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。

噴嘴法測(cè)得的壓縮機(jī)流量精準(zhǔn)，但是無(wú)法在線檢測(cè)，無(wú)法反映用氣量隨時(shí)間變化的情況。用流量計(jì)和數(shù)據(jù)記錄儀可以在線檢測(cè)和記錄壓縮機(jī)流量隨時(shí)間變化的情況，但是流量計(jì)測(cè)得的流量值與噴嘴法測(cè)得的數(shù)據(jù)有較大差異，不能反映真實(shí)流量。結(jié)合兩種儀表取得的數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，可以用噴嘴法測(cè)得的流量值標(biāo)定同一時(shí)刻的利用流量計(jì)和數(shù)據(jù)記錄儀取得的曲線上的點(diǎn)位值。例如利用利用流量計(jì)和數(shù)據(jù)記錄儀取得了8小時(shí)的流量變化曲線，同時(shí)每隔一小時(shí)又記錄了壓縮機(jī)群加載和卸載狀態(tài)，當(dāng)某一時(shí)刻只有一臺(tái)50m3/min壓縮機(jī)加載，對(duì)應(yīng)的曲線點(diǎn)就是50m3/min，在另一時(shí)刻有兩臺(tái)50m3/min壓縮機(jī)加載，該時(shí)刻的曲線點(diǎn)代表100m3/min。經(jīng)過這樣標(biāo)定的流量隨時(shí)間變化的曲線，就取得了較精確的用戶用氣特性曲線。不同客戶的用氣特性曲線有不同的特點(diǎn)。

二是根據(jù)用氣特性曲線初步確定改造后空壓站的壓縮機(jī)配置?？梢园延脷馓匦郧€分成三個(gè)區(qū)，24小時(shí)都在使用的氣量是第一區(qū)；某一時(shí)段，例如8點(diǎn)到16點(diǎn)一直使用的增量氣量，是第二區(qū)；高于增量用氣的短時(shí)波段性用氣量為第三區(qū)。如果第一區(qū)為110m3/min，可以使用兩臺(tái)JN250-54/8-II壓縮機(jī)來(lái)供氣；如果第二區(qū)為40m3/min，可以使用一臺(tái)JN185-38/8-II壓縮機(jī)來(lái)供氣；如果第三區(qū)在40m3/min到20m3/min之間波動(dòng)，可以考慮用一臺(tái)變頻壓縮機(jī)供氣。這樣劃分區(qū)間和配置壓縮機(jī)，可以最大限度減少壓縮機(jī)空載率，保持所有壓縮機(jī)都在最高效率狀態(tài)下工作。最終的空壓機(jī)配置方案，還要考慮維護(hù)保養(yǎng)、管理調(diào)度和備機(jī)，還要考慮壓縮空氣凈化設(shè)備的節(jié)能運(yùn)行。

三是選擇壓縮空氣凈化設(shè)備。壓縮空氣凈化設(shè)備含冷干機(jī)、過濾器和吸干機(jī)。通常一臺(tái)冷干機(jī)加前后過濾器壓力損失達(dá)0.1MPa，冷干機(jī)和過濾器排污時(shí)也泄放了一定量的壓縮空氣。冷干機(jī)的預(yù)冷器回溫不完善會(huì)導(dǎo)致冷干機(jī)耗能增大。目前節(jié)能型冷干機(jī)加前后過濾器壓損小于0.05MPa，排污裝置有液位控制，有效防止氣體泄放出來(lái)，壓縮空氣回溫完善，冷干機(jī)耗能小。吸干機(jī)的耗能主要表現(xiàn)在耗氣量，10%—20%的耗氣量意味著壓縮空氣系統(tǒng)消耗同樣比例的能量。選用零耗氣吸干機(jī)時(shí)，要關(guān)注吸干機(jī)的電能消耗，鼓風(fēng)式和加熱式零耗氣吸干機(jī)耗電量不可忽略。

四、開山節(jié)能空壓機(jī)的應(yīng)用

永鋼集團(tuán)采用浙江開山壓縮機(jī)股份有限公司的JN系列的超高能效螺桿壓縮機(jī)，替換原有的低能效壓縮機(jī)，進(jìn)行節(jié)能改造。經(jīng)永鋼集團(tuán)相關(guān)部門的長(zhǎng)期跟蹤和檢測(cè)，開山壓縮機(jī)的節(jié)電率超過了20%，為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，值得大力推廣。

江蘇永鋼集團(tuán)有限公司在2014年以燒結(jié)廠為改造試點(diǎn)，采用了開山節(jié)能空壓機(jī)替換原有設(shè)備，噸礦電耗下降了21.92%，節(jié)能效果超出預(yù)期。在此基礎(chǔ)上全面推廣空壓機(jī)節(jié)能改造，并采用開山技術(shù)人員的“系統(tǒng)節(jié)能”建議，對(duì)空壓機(jī)選型、變頻技術(shù)的應(yīng)用，及空氣凈化設(shè)備、輸氣管道等進(jìn)行全方位的評(píng)估和改造，解決了“大馬拉小車”“頻繁加卸載”“高壓供給低壓使用”等耗能問題，綜合節(jié)電率達(dá)到39.15%，靜態(tài)投資回收期不到12個(gè)月。

（作者為浙江開山壓縮機(jī)股份有限公司壓縮機(jī)市場(chǎng)部總監(jiān)）