【壓縮機網(wǎng)】螺桿式空氣壓縮機作為企業(yè)生產(chǎn)過程中的動力設(shè)備，為其它生產(chǎn)設(shè)備提供所需的空氣動力，是生產(chǎn)過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)域的普及運用，螺桿式空氣壓縮機所產(chǎn)生的能耗問題也逐漸顯露出來，各個企業(yè)在生產(chǎn)過程中，也將降耗節(jié)能作為選擇和采購設(shè)備的主要指標(biāo)之一。在企業(yè)生產(chǎn)過程中，空壓機的耗能很大，如何進(jìn)行節(jié)能，就需要了解螺桿式空氣壓縮機的特點以及能耗影響因素，找到相應(yīng)的節(jié)能措施，這也是企業(yè)在生產(chǎn)過程中所必須要面臨和解決的問題。

　　一．螺桿式空氣壓縮機優(yōu)缺點分析

　　螺桿式空氣壓縮機為氣動系統(tǒng)提供驅(qū)動力，在使用過程中，其優(yōu)缺點在于使用便捷，通過調(diào)控螺桿轉(zhuǎn)子即可達(dá)到控制風(fēng)量的目的，同時其排氣壓力的變化范圍廣，支持節(jié)流控制，無過多消耗性部件，故障率低，便于后期保養(yǎng)。缺點在于陰陽螺桿轉(zhuǎn)子存在無法規(guī)避的間隙，會隨著生產(chǎn)時間的增多而氣密性相對降低，影響利用效率；同時，若兩次使用間隔時間過長，停機期間內(nèi)部螺桿轉(zhuǎn)子易于卡槽，再次使用時面臨不必要的麻煩；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

　　螺桿式空氣壓縮機使用期間，輸出氣體的性能會隨著壓縮氣體溫濕度變化而改變，此時，用氣設(shè)備性能也會受到影響，進(jìn)而導(dǎo)致能耗增加。在實際使用中發(fā)現(xiàn)，輸入氣體溫度變化可對空壓機能耗產(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，螺桿式空氣壓縮機能耗會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，若輸入端氣體實際溫度越高，那么，氣體體積會隨之增大，能耗量亦會增加。同時，壓縮功耗量及冷卻系統(tǒng)能耗也會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。這是因為輸入氣體進(jìn)入空壓機系統(tǒng)后，干燥設(shè)備需要通過吸附作用來調(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，這樣整個螺桿式空氣壓縮機系統(tǒng)的運行能耗會明顯增加。

　　2.進(jìn)出口壓力

　　螺桿式空氣壓縮機的進(jìn)氣壓力和能耗之間存在密切關(guān)系，對能耗的影響不容忽視。正常情況下，空壓機排氣量會伴隨進(jìn)氣口壓力的上升而增加，當(dāng)進(jìn)氣口壓力下降時，系統(tǒng)排氣量亦會隨之減少，二者構(gòu)成線性關(guān)系。進(jìn)氣壓力下降將導(dǎo)致空壓機排氣量減少，相對來說，對單位質(zhì)量氣體進(jìn)行壓縮處理時消耗的功會有所增加。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，出口壓力同樣也會影響系統(tǒng)能耗。在使用過程中，出口壓力增大時，螺桿式空氣壓縮機需要提供更大的壓縮力才能確保用氣設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，但余隙所占空間容積很可能因壓力升高而增大，不利于空壓機系統(tǒng)的高效運行，還會造成能耗增加。

　　3.氣體泄漏

　　螺桿式空氣壓縮機由大量零部件構(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)，但空壓機運行過程中，壓縮空氣會經(jīng)螺桿間隙向外泄漏。一旦出現(xiàn)泄漏情況，空壓機運行效率必然會受影響，容積流量也會明顯下降，能源消耗因此而增加。從實際使用情況來看，氣體泄漏可囊括為兩大類：

　?。?）內(nèi)泄漏

　　雖然內(nèi)泄漏不會直接使容積流量下降，但是會促使容積腔內(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系統(tǒng)內(nèi)低壓處泄漏。但在后續(xù)使用中，針對內(nèi)泄漏問題深入研究，會發(fā)現(xiàn)內(nèi)泄漏發(fā)生時會產(chǎn)生熱效應(yīng)，而這種熱效應(yīng)會對容積流量產(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，所帶來的影響體現(xiàn)在兩個方面，一是容積流量下降，二是系統(tǒng)效率一直降低。

　　三．螺桿空壓機節(jié)能措施研究

　　1.增加降溫除濕裝置

　　壓縮空氣過程中，夾雜在氣體中的蒸汽和其它顆粒物質(zhì)也會在這一過程中被壓縮。而經(jīng)壓縮處理后的蒸汽與各類顆粒物會銹蝕氣體輸送管路以及各節(jié)點控制等器件，影響其性能，同時還會增加輸送噪音、阻力以及能耗。此外，一些顆粒物還會吸附于除塵過濾裝置表面，使得管道背壓增大，而用氣設(shè)備運轉(zhuǎn)質(zhì)量也將受影響。為了有效規(guī)避上述問題，可以通過增加除濕裝置對輸入氣體進(jìn)行干燥凈化處理，效果較為顯著。在這一過程中，可以利用冷干機的制冷功能促使夾雜在氣體中的蒸汽冷凝，轉(zhuǎn)化為能夠被自動排水器排出的液態(tài)水，從而降低空壓機各元器件被銹蝕的可能性。同時，冷干機還能加速油霧凝結(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高而增加能耗，還可以在空壓機后端裝置儲氣罐，與冷干機配合使用，進(jìn)一步提高降溫除濕效果，減少能源消耗。

　　2.加強壓力流量控制

　　實際工作中，螺桿式空氣壓縮機系統(tǒng)需要為多個用氣設(shè)備提供壓縮空氣，但各個設(shè)備所需氣量和具體用氣時間不同，這將影響系統(tǒng)壓力流量的穩(wěn)定性，易出現(xiàn)脈沖波動。對于這種脈沖波動影響，可以在空壓機運行時借助壓力流量控制器來穩(wěn)定管網(wǎng)壓力載荷，這樣就無須調(diào)整系統(tǒng)壓力也能使空壓機保持高效運行，而且整個系統(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)壓范圍也會更加精確，能夠最大限度地避免脈沖波動的發(fā)生，從而避免因壓力異常波動而引起的能源損耗，同時，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)

　　螺桿式空氣壓縮機運行期間，排氣壓力每上升0.1MPa，功耗可增加7%。由此可見，對排氣壓力嚴(yán)加控制是空壓機節(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)整體性能會隨著運行時間的持續(xù)積累逐漸減退，所以需要在空壓機投入使用后定期對管網(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，需要從整體角度出發(fā)進(jìn)行全網(wǎng)檢測，將檢測重點放在氣體泄漏預(yù)防方面。在這一環(huán)節(jié)，可以沿用傳統(tǒng)肥皂水檢測方法，判斷管網(wǎng)是否存在氣孔以及氣孔具體位置，鎖定問題點之后及時處理。目前，可以采用智能化管網(wǎng)檢測設(shè)備供空壓機使用單位選用。這種智能化管網(wǎng)檢測設(shè)備能以更快速和更高的精準(zhǔn)性完成安全檢測，有效檢出泄漏位置，效率會比傳統(tǒng)肥皂水檢測法更高，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空壓機容積流量計實際運行效率可能產(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)也能幫助空壓機使用單位及時發(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運行時輸入的能量大致可分成兩類：一為有用功，泛指能夠增加壓縮空氣勢能的熱量；二為無用功，泛指能夠增加壓縮空氣勢能時所產(chǎn)生的一切熱量，其中少部分能量會經(jīng)過設(shè)備表面散熱，無法回收，而其余熱量會隨冷卻水或者冷卻風(fēng)管流失，而這些流失熱量可通過余熱回收處理實現(xiàn)再利用，是空壓機有效節(jié)能的重要體現(xiàn)。

　　就螺桿式空氣壓縮機來說，余熱回收可通過兩種途徑實現(xiàn)：一是回收冷卻排風(fēng)管余熱。采用此方法時，可以靠近室外排風(fēng)口、采暖車間排放口的位置裝置兩個電動風(fēng)閥，與此同時，在采暖車間裝置溫度傳感器。若車間溫度沒達(dá)到既定參數(shù)，可打開與之靠近的電動風(fēng)閥，而另一個風(fēng)閥需要保持關(guān)閉，使冷卻熱風(fēng)向室內(nèi)排放，而當(dāng)車間溫度超出既定參數(shù)時可反向操作。這種技能措施無須投入過多資金，而且操作簡單，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?？諌簷C進(jìn)行壓縮作業(yè)時通常會產(chǎn)生較多高溫?zé)崃浚瑸榱颂岣邏嚎s處理效率，這些熱量大多會隨著冷卻水排放，在無形中增加了空壓機能耗。眾所周知，自來水吸收足夠的熱能之后便會升溫，而這些壓縮過程中產(chǎn)生的熱水可在車間采暖等方面發(fā)揮剩余價值，也可作為生活用水，回收利用后可以有效解決壓縮空氣過程中水資源浪費問題，且壓縮時所產(chǎn)生的熱量也會因此得到充分利用。

　　5.集中控制

　　對于規(guī)模較大的空壓機使用單位來說，傳統(tǒng)的手動控制難以有效滿足多臺空壓機的使用要求，此時，需要通過集中控制來調(diào)控空壓機群的運行狀態(tài)，實現(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)備需求變化和各個空壓機實際運行狀況進(jìn)行動態(tài)化操控，如啟停、加卸載等，在這一過程中，需要保證系統(tǒng)的合理運行及管網(wǎng)壓力的穩(wěn)定，盡量避免壓力波動。在集中控制模式下，空壓機群可實現(xiàn)高效運行，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)致的能耗增加問題。

　　四．結(jié)語

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