合理的配置是高效系统的起点

　　从设备供应的角度来说，“8hp压缩机可产生1hp压缩空气。”因此，减少1hp压缩空气的需求就意味着压缩机的功率减少8hp。但是，在工厂里几乎所有的系统所提供的功率都是有余量的。从下面的一个简单示例就能够看出这一点。若一个工厂的平均需求为30m3/min，那么这种需求就可能有±10m3/min的变化范围，这就要求压缩机的供应峰值应达到40m3/min。因为出现峰值的情况几乎是瞬时的，所以供气系统的供应峰值必须达到45m3/min才能维持特殊情况时的最低压力，尤其是当储气罐的空气量不足时，这是一个常见问题。

　　有些压缩机系统没有对储气罐进行合理的设计，因此一个30m3/min的系统的标准配置是45m3/min的压缩机，但该系统正常情况下的需求只有20m3/min。而45m3/min的压缩机峰值比正常情况的功率大了一倍多，比峰值需求大12.5%。多数压缩机没有经过有效设计，即流量和功率的降低是非线性的，在这种情况下，压缩机会通过改变流量以适应需求，但流量变化时功率却始终保持或接近峰值。

　　图2 压缩空气系统评估

　　线上功率充足而工作效率低的系统可靠性很高，但这种高可靠性是以运行成本的巨额增加为代价的，因此这不是一个高效系统。压缩空气的效率问题近年来逐渐为人们所关注。目前，使用最多的压缩机系统改进方法是用一个大型压缩机代替几个小型压缩机，也就是说，备用压缩机也应该是一个大型机。但事实上这是不合理的，可利用下面的示例来说明。

　　在生产过程中设备的需求偶尔会略高于压缩机45m3/min的峰值，这时系统将自动打开第二台45m3/min的备用压缩机，此压缩机一旦打开将一直处于开机状态。此时的情况是利用两台45m3/min的压缩机来满足不到40m3/min的系统需求。为保持设备的正常运行和备件的持续性，厂商还需要再购置一台45m3/min的压缩机作为备机。这样，工厂用于压缩机的基本资本支出为135m3/min，压缩机的基本运行成本为90m3/min。若最初设计采用3台15m3/min的压缩机，那么资本支出仅为75m3/min（5×15m3/min），基本运行成本为60m3/min。

　　上述两种方案的能源消耗差异是显而易见的（见表）。不过即使采用了这种多压缩机配置，若对系统的情况不了解，还可能经常开启第5台压缩机。系统配置对高效节能的影响作用由此可见一斑。

　　控制调节是高效系统的关键

　　压缩机系统提升系统效率的关键因素是压缩机控制器。压缩机系统配置控制器的主要目的是为了保护压缩机，而不是提高系统效率或降低运行成本，但是如果能正确选择控制器并合理设置其各项参数，也能达到提升系统效率的目的。

　　系统中使用的压缩机越多，效率就越低，尤其是设计使用多种类型的压缩机时（螺杆式压缩机、往复式压缩机和离心式压缩机），情况更是如此。

　　压缩机控制器限制了压缩机的性能。如标准压缩机需配备螺旋阀、排空阀和节流进气阀，对系统进行节流，但其功率却保持相对恒定。一般情况下，压缩机满负荷运转时的功率并不比部分负荷时高。在多台压缩机系统中，普遍存在的情况是多台甚至所有的压缩机都处于开机状态但是都是部分负荷运转，其运行功率为电机铭牌标示功率的75%~95%。从充分保证空气供应的角度来看，这种配置是相当稳定的，可是当系统压力下降时，部分负载的压缩机将同时降低至某一载荷以保持压力波动时的空气供应，这被称为最高运行成本下的最低可接受结果。系统压力波动的平均值为0.7~1.0kg，最大波动范围是1.4~2 kg。

　　不同的控制系统，其所能提供的控制范围会有所不同，因而其带来的节能效益也会有明显差异。

　　什么是压缩空气系统评估

　　压缩空气系统评估（图2）是以“系统”为焦点对压缩空气系统进行完整的分析。系统供应侧是评估的起始点。那么，各厂家按不同标准制造的各类设备是如何在同一个系统中工作的呢？

　　在生产中普遍存在优良设备不能发挥最佳效果的现象，如标准干燥机（冷冻式和吸附式）的设计参数都是7kg压力下入口温度为38℃。但是，如果压缩机的后冷却器不能正常工作，干燥机的入口温度将达到46℃，超负荷达75%。

　　实际上，许多关乎系统性能的问题经常被忽视，有的甚至在设计时就根本没有考虑在内。压缩空气系统评估可以找出这些问题并提出针对性方案。通过压缩空气系统评估，提供相关图纸，给出建议，并针对特定的性能问题进行专门说明。压缩空气系统评估的目的是提出系统改造的建议，同时给员工贯彻一种新的理念，让员工能够更加有效地管理空气系统。实际上，其他公用设施的标准则更加严格。想象一下，企业的公用设施和生产部门是否允许供电系统的电压波动10%~20%？答案是显而易见的！那么，您是否允许自己工厂的供气系统存在此类波动呢？

　　供应侧只是系统的前半段。在系统的需求侧，压缩空气经常被大量浪费，利用率很低。休息、吃饭、换班甚至周末停产时压缩空气系统都处于开启状态，无论是生产还是停产，设备都在消耗压缩空气。通过专业的解决方案可以找出所有浪费的源头，实际上，在多数压缩空气利用率低的应用中，都可以用其他更经济的能源来替代压缩空气。当然，这必须要针对替代方案进行专门的设计，做到因地制宜。

　　压缩空气系统评估的目的并不是简单地告诉客户怎么做，而是提供各种方案并帮助客户做出最恰当的决策，这种决策可能对其设备来说是惟一的。在低效率的系统中，即使购置最好的设备，该系统仍将是一个效率低下的系统。

　　所有的空气系统经过评估都可以提高效率。经过系统评估及专业的建议改造后，系统运行成本平均可降低25%~40%，最少可降低10%，最多可高达60%。系统评估项目的平均投资回报周期少于2年。洁净干燥的压缩空气将持续可靠的以稳定的压力提供给各个消耗空气的设备，设备的性能与效率均得以提高，从而大大降低了生产成本。