空壓機節電王、壓縮空氣系統綜合節能——空壓機節能方案分析（一）

【前言】

在工業領域采用的諸多能源形式中，電力是最普及的能源；其次，壓縮空氣是僅次于電力的普及能源，在工業界的使用量十分可觀，其總量占能源的15%左右。壓縮空氣具有以下優良特性：

1. 無污染或低污染性，壓縮空氣取之于大氣而回歸于大氣，不需要回收處理，不產生污染。

2. 動力轉化過程簡單，且安全性高，壓縮空氣可以直接傳遞機械能，且動力易于限幅，不易傷害設備。

3. 公共安全性高，無自燃性，不易造成公共意外，除了壓力容器需要定期檢查之外，沒有引起公害、電擊的顧慮；溫度不高，不容易引起灼傷、燙傷等重大傷害。

4. 可借助分離技術來生產氮氣、氧氣、稀有氣體等特殊用途。

5. 經深度凈化的壓縮空氣可以提供非能源用途，例如人員呼吸、水處理、發酵及化學反應等特定用途。

由于壓縮空氣的廣泛、大量應用，與日俱增的空氣壓縮機在制造大量的壓縮空氣的同時，本身正在消耗海量的能源。通常，空壓機的工作模式可以分為往復式、螺桿式、離心式等，雖各有千秋，但從輸入的能源到壓縮空氣含有的能源之間的平均轉化率僅在10~20%徘徊，其余大部分能源多以低品味熱能的方式耗散。以最普遍的7bar壓縮空氣系統為例，每生產100m3/min的壓縮空氣大約需要500kW~600kW的能源支持。在大工業的背景下，各類空壓機，直至數百千瓦、數兆瓦的空壓機，正在消耗龐大的能源，如何提高效率，使其能耗水平相對下降，確實是業者不斷深思的課題。

空壓機的驅動方式分為電動馬達、渦輪機、內燃機等，由于電動馬達使用廣泛，易于計量，本文將主要偏重于電動馬達式空壓機的節能課題。對于空壓機的不同壓縮方式，往復式、螺桿式、離心式，我們也將采用不同的理論單獨研究，而本文主要偏重于螺桿式空壓機。