【壓縮機(jī)網(wǎng)】螺桿式空氣壓縮機(jī)作為企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的動(dòng)力設(shè)備，為其它生產(chǎn)設(shè)備提供所需的空氣動(dòng)力，是生產(chǎn)過(guò)程中不可或缺的主要設(shè)備，業(yè)已廣泛的應(yīng)用在眾多行業(yè)中。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的普及運(yùn)用，螺桿式空氣壓縮機(jī)所產(chǎn)生的能耗問(wèn)題也逐漸顯露出來(lái)，各個(gè)企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中，也將降耗節(jié)能作為選擇和采購(gòu)設(shè)備的主要指標(biāo)之一。在企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，空壓機(jī)的耗能很大，如何進(jìn)行節(jié)能，就需要了解螺桿式空氣壓縮機(jī)的特點(diǎn)以及能耗影響因素，找到相應(yīng)的節(jié)能措施，這也是企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中所必須要面臨和解決的問(wèn)題。

　　一．螺桿式空氣壓縮機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)分析

　　螺桿式空氣壓縮機(jī)為氣動(dòng)系統(tǒng)提供驅(qū)動(dòng)力，在使用過(guò)程中，其優(yōu)缺點(diǎn)在于使用便捷，通過(guò)調(diào)控螺桿轉(zhuǎn)子即可達(dá)到控制風(fēng)量的目的，同時(shí)其排氣壓力的變化范圍廣，支持節(jié)流控制，無(wú)過(guò)多消耗性部件，故障率低，便于后期保養(yǎng)。缺點(diǎn)在于陰陽(yáng)螺桿轉(zhuǎn)子存在無(wú)法規(guī)避的間隙，會(huì)隨著生產(chǎn)時(shí)間的增多而氣密性相對(duì)降低，影響利用效率；同時(shí)，若兩次使用間隔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，停機(jī)期間內(nèi)部螺桿轉(zhuǎn)子易于卡槽，再次使用時(shí)面臨不必要的麻煩；另外，投入使用3—5年后，內(nèi)部零件老化較為嚴(yán)重，通常要返廠更換，使用周期偏短。

　　二．螺桿式空氣壓縮機(jī)能耗影響因素分析

　　1.輸入氣體溫度濕度

　　螺桿式空氣壓縮機(jī)使用期間，輸出氣體的性能會(huì)隨著壓縮氣體溫濕度變化而改變，此時(shí)，用氣設(shè)備性能也會(huì)受到影響，進(jìn)而導(dǎo)致能耗增加。在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，輸入氣體溫度變化可對(duì)空壓機(jī)能耗產(chǎn)生直接性影響，主要體現(xiàn)在壓縮功能和冷卻系統(tǒng)兩方面。在其它參數(shù)既定的前提下，螺桿式空氣壓縮機(jī)能耗會(huì)隨著輸入氣體溫度上升而增加。由于氣體溫度和密度為反比關(guān)系，所以在輸出同等質(zhì)量氣體的情況下，若輸入端氣體實(shí)際溫度越高，那么，氣體體積會(huì)隨之增大，能耗量亦會(huì)增加。同時(shí)，壓縮功耗量及冷卻系統(tǒng)能耗也會(huì)隨輸入端氣體溫度的升高而增加。而輸入氣體濕度與能耗之間也構(gòu)成正比例關(guān)系，即濕度越大、能耗越大。這是因?yàn)檩斎霘怏w進(jìn)入空壓機(jī)系統(tǒng)后，干燥設(shè)備需要通過(guò)吸附作用來(lái)調(diào)控氣體濕度，確保所輸出的壓縮空氣參數(shù)達(dá)標(biāo)。若濕度增高，則需消耗更多的吸附劑，并且可能導(dǎo)致成品壓縮空氣減少，這樣整個(gè)螺桿式空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行能耗會(huì)明顯增加。

　　2.進(jìn)出口壓力

　　螺桿式空氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣壓力和能耗之間存在密切關(guān)系，對(duì)能耗的影響不容忽視。正常情況下，空壓機(jī)排氣量會(huì)伴隨進(jìn)氣口壓力的上升而增加，當(dāng)進(jìn)氣口壓力下降時(shí)，系統(tǒng)排氣量亦會(huì)隨之減少，二者構(gòu)成線性關(guān)系。進(jìn)氣壓力下降將導(dǎo)致空壓機(jī)排氣量減少，相對(duì)來(lái)說(shuō)，對(duì)單位質(zhì)量氣體進(jìn)行壓縮處理時(shí)消耗的功會(huì)有所增加。因此，可以在進(jìn)氣口處配置增加設(shè)備，促進(jìn)進(jìn)氣口壓力增大，或許可達(dá)到節(jié)能效果。除了進(jìn)口壓力之外，出口壓力同樣也會(huì)影響系統(tǒng)能耗。在使用過(guò)程中，出口壓力增大時(shí)，螺桿式空氣壓縮機(jī)需要提供更大的壓縮力才能確保用氣設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但余隙所占空間容積很可能因壓力升高而增大，不利于空壓機(jī)系統(tǒng)的高效運(yùn)行，還會(huì)造成能耗增加。

　　3.氣體泄漏

　　螺桿式空氣壓縮機(jī)由大量零部件構(gòu)成，而這些零部件在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)可能存在一些誤差，雖然這些誤差在可容忍范圍之內(nèi)，但空壓機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，壓縮空氣會(huì)經(jīng)螺桿間隙向外泄漏。一旦出現(xiàn)泄漏情況，空壓機(jī)運(yùn)行效率必然會(huì)受影響，容積流量也會(huì)明顯下降，能源消耗因此而增加。從實(shí)際使用情況來(lái)看，氣體泄漏可囊括為兩大類(lèi)：

　?。?）內(nèi)泄漏

　　雖然內(nèi)泄漏不會(huì)直接使容積流量下降，但是會(huì)促使容積腔內(nèi)氣體溫度上升，進(jìn)而使壓縮功耗增加，例如壓縮氣體高壓處向空壓機(jī)系統(tǒng)內(nèi)低壓處泄漏。但在后續(xù)使用中，針對(duì)內(nèi)泄漏問(wèn)題深入研究，會(huì)發(fā)現(xiàn)內(nèi)泄漏發(fā)生時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng)，而這種熱效應(yīng)會(huì)對(duì)容積流量產(chǎn)生間接影響。

　?。?）外泄漏

　　與內(nèi)泄漏不同的是，外泄漏的發(fā)生可對(duì)容積流量產(chǎn)生直接影響，例如，氣體自壓縮齒尖容積向吸入齒尖容積或吸入孔口處泄漏，所帶來(lái)的影響體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是容積流量下降，二是系統(tǒng)效率一直降低。

　　三．螺桿空壓機(jī)節(jié)能措施研究

　　1.增加降溫除濕裝置

　　壓縮空氣過(guò)程中，夾雜在氣體中的蒸汽和其它顆粒物質(zhì)也會(huì)在這一過(guò)程中被壓縮。而經(jīng)壓縮處理后的蒸汽與各類(lèi)顆粒物會(huì)銹蝕氣體輸送管路以及各節(jié)點(diǎn)控制等器件，影響其性能，同時(shí)還會(huì)增加輸送噪音、阻力以及能耗。此外，一些顆粒物還會(huì)吸附于除塵過(guò)濾裝置表面，使得管道背壓增大，而用氣設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)質(zhì)量也將受影響。為了有效規(guī)避上述問(wèn)題，可以通過(guò)增加除濕裝置對(duì)輸入氣體進(jìn)行干燥凈化處理，效果較為顯著。在這一過(guò)程中，可以利用冷干機(jī)的制冷功能促使夾雜在氣體中的蒸汽冷凝，轉(zhuǎn)化為能夠被自動(dòng)排水器排出的液態(tài)水，從而降低空壓機(jī)各元器件被銹蝕的可能性。同時(shí)，冷干機(jī)還能加速油霧凝結(jié)，促使輸入氣體中攜帶的水汽以及塵粒與油霧凝聚，使之一同排出。為了避免氣體溫度過(guò)高而增加能耗，還可以在空壓機(jī)后端裝置儲(chǔ)氣罐，與冷干機(jī)配合使用，進(jìn)一步提高降溫除濕效果，減少能源消耗。

　　2.加強(qiáng)壓力流量控制

　　實(shí)際工作中，螺桿式空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)需要為多個(gè)用氣設(shè)備提供壓縮空氣，但各個(gè)設(shè)備所需氣量和具體用氣時(shí)間不同，這將影響系統(tǒng)壓力流量的穩(wěn)定性，易出現(xiàn)脈沖波動(dòng)。對(duì)于這種脈沖波動(dòng)影響，可以在空壓機(jī)運(yùn)行時(shí)借助壓力流量控制器來(lái)穩(wěn)定管網(wǎng)壓力載荷，這樣就無(wú)須調(diào)整系統(tǒng)壓力也能使空壓機(jī)保持高效運(yùn)行，而且整個(gè)系統(tǒng)壓力處于較為穩(wěn)定的狀態(tài)，能源損耗明顯減少。在壓力流量控制器的輔助下，壓縮空氣系統(tǒng)能維持穩(wěn)定的供氣壓力，并且調(diào)壓范圍也會(huì)更加精確，能夠最大限度地避免脈沖波動(dòng)的發(fā)生，從而避免因壓力異常波動(dòng)而引起的能源損耗，同時(shí)，也可以提高系統(tǒng)供氣的穩(wěn)定性、可靠性。

　　3.定期維護(hù)保養(yǎng)管網(wǎng)

　　螺桿式空氣壓縮機(jī)運(yùn)行期間，排氣壓力每上升0.1MPa，功耗可增加7%。由此可見(jiàn)，對(duì)排氣壓力嚴(yán)加控制是空壓機(jī)節(jié)能的有效措施。排氣壓力的變化與輸送管網(wǎng)布局和管網(wǎng)泄漏有很大關(guān)系，而管網(wǎng)整體性能會(huì)隨著運(yùn)行時(shí)間的持續(xù)積累逐漸減退，所以需要在空壓機(jī)投入使用后定期對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，盡可能降低管網(wǎng)輸送損耗。在維護(hù)保養(yǎng)管網(wǎng)時(shí)，需要從整體角度出發(fā)進(jìn)行全網(wǎng)檢測(cè)，將檢測(cè)重點(diǎn)放在氣體泄漏預(yù)防方面。在這一環(huán)節(jié)，可以沿用傳統(tǒng)肥皂水檢測(cè)方法，判斷管網(wǎng)是否存在氣孔以及氣孔具體位置，鎖定問(wèn)題點(diǎn)之后及時(shí)處理。目前，可以采用智能化管網(wǎng)檢測(cè)設(shè)備供空壓機(jī)使用單位選用。這種智能化管網(wǎng)檢測(cè)設(shè)備能以更快速和更高的精準(zhǔn)性完成安全檢測(cè)，有效檢出泄漏位置，效率會(huì)比傳統(tǒng)肥皂水檢測(cè)法更高，且節(jié)省人力成本。管網(wǎng)定期維護(hù)可以消除氣體泄漏對(duì)空壓機(jī)容積流量計(jì)實(shí)際運(yùn)行效率可能產(chǎn)生的各種影響，從而減少因此而引起的能源損耗。此外，管網(wǎng)維護(hù)保養(yǎng)也能幫助空壓機(jī)使用單位及時(shí)發(fā)現(xiàn)勞損管道，為提升輸送效率，可以用內(nèi)部更為光滑、整體性能更佳的合金管道替代勞損管道。

　　4.余熱回收

　　在螺桿式空氣壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)輸入的能量大致可分成兩類(lèi)：一為有用功，泛指能夠增加壓縮空氣勢(shì)能的熱量；二為無(wú)用功，泛指能夠增加壓縮空氣勢(shì)能時(shí)所產(chǎn)生的一切熱量，其中少部分能量會(huì)經(jīng)過(guò)設(shè)備表面散熱，無(wú)法回收，而其余熱量會(huì)隨冷卻水或者冷卻風(fēng)管流失，而這些流失熱量可通過(guò)余熱回收處理實(shí)現(xiàn)再利用，是空壓機(jī)有效節(jié)能的重要體現(xiàn)。

　　就螺桿式空氣壓縮機(jī)來(lái)說(shuō)，余熱回收可通過(guò)兩種途徑實(shí)現(xiàn)：一是回收冷卻排風(fēng)管余熱。采用此方法時(shí)，可以靠近室外排風(fēng)口、采暖車(chē)間排放口的位置裝置兩個(gè)電動(dòng)風(fēng)閥，與此同時(shí)，在采暖車(chē)間裝置溫度傳感器。若車(chē)間溫度沒(méi)達(dá)到既定參數(shù)，可打開(kāi)與之靠近的電動(dòng)風(fēng)閥，而另一個(gè)風(fēng)閥需要保持關(guān)閉，使冷卻熱風(fēng)向室內(nèi)排放，而當(dāng)車(chē)間溫度超出既定參數(shù)時(shí)可反向操作。這種技能措施無(wú)須投入過(guò)多資金，而且操作簡(jiǎn)單，既能達(dá)到環(huán)保節(jié)能目的，亦可以節(jié)省使用單位的處理成本。二是回收冷卻水余熱。空壓機(jī)進(jìn)行壓縮作業(yè)時(shí)通常會(huì)產(chǎn)生較多高溫?zé)崃?，為了提高壓縮處理效率，這些熱量大多會(huì)隨著冷卻水排放，在無(wú)形中增加了空壓機(jī)能耗。眾所周知，自來(lái)水吸收足夠的熱能之后便會(huì)升溫，而這些壓縮過(guò)程中產(chǎn)生的熱水可在車(chē)間采暖等方面發(fā)揮剩余價(jià)值，也可作為生活用水，回收利用后可以有效解決壓縮空氣過(guò)程中水資源浪費(fèi)問(wèn)題，且壓縮時(shí)所產(chǎn)生的熱量也會(huì)因此得到充分利用。

　　5.集中控制

　　對(duì)于規(guī)模較大的空壓機(jī)使用單位來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的手動(dòng)控制難以有效滿足多臺(tái)空壓機(jī)的使用要求，此時(shí)，需要通過(guò)集中控制來(lái)調(diào)控空壓機(jī)群的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)資源分配的最優(yōu)化。為了獲得更好的控制效果，要立足單位用氣設(shè)備需求變化和各個(gè)空壓機(jī)實(shí)際運(yùn)行狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)化操控，如啟停、加卸載等，在這一過(guò)程中，需要保證系統(tǒng)的合理運(yùn)行及管網(wǎng)壓力的穩(wěn)定，盡量避免壓力波動(dòng)。在集中控制模式下，空壓機(jī)群可實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)行，且系統(tǒng)控制精度更高、響應(yīng)速度更快、調(diào)控范圍更廣、性能更穩(wěn)定，能夠避免排氣壓力升高所導(dǎo)致的能耗增加問(wèn)題。

　　四．結(jié)語(yǔ)

　　總而言之，螺桿式空氣壓縮機(jī)運(yùn)行水平對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)整體運(yùn)行狀態(tài)有直接影響，而且空壓機(jī)能耗在動(dòng)力系統(tǒng)總能耗所占比例較大，所以需要深入探索空壓機(jī)能耗影響因素，及時(shí)落實(shí)行之有效的節(jié)能措施，為空氣動(dòng)力領(lǐng)域的節(jié)能發(fā)展夯實(shí)基礎(chǔ)。