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今天，幾乎所有的生產過程都離不開作為能源載體的壓縮空氣。根據熱動力學的基本定律，壓縮空氣系統的能源利用率問題在節能方面有著非常重要的意義。利用Data-Logger檢測系統可以清楚測定空壓機的實際工作狀況。隨后的數據分析和模擬，則使系統的節能潛力變得一目了然。

幾乎沒有一個壓縮機用戶了解：空壓機站運行費用的87％都是電力費用。事實上，如此高的能源費用比例并不是必需的。通過對歐洲壓縮空氣系統的技術數據分析得出的結論是：

歐洲的壓縮空氣供應系統最多可平均節能35％。在某些特殊情況下，這一節能潛力還可以更大。德國使用的所有壓縮空氣系統每年消耗的電力約為140億 kWh。基于這一數字，35％的平均節能效率相當于49億 kWh。但如何才能實現35%的節能呢？
 
對于很多企業來講，空壓機站就像一個“黑匣子”，很難清楚地了解其工作狀況。利用Data-Logger系統可以對空壓機站的實際工作情況進行測定，而隨后的數據分析和模擬計算則使得空壓機站的節能潛力一目了然

能源費用比例大

越來越高的能源費用和越來越艱苦的全球化競爭，迫使每一個企業在利用電能供應壓縮空氣時都盡可能的節約。若考慮一下能源費用、初期投資和維護保養費用在空壓機站總的生命周期費用中所占的比例，就能得出下面的結論：不管一個空壓機站每年工作2000 h還是7500 h，在壓縮空氣供應系統的運行費用中占較大比例的都是電力費用。對于一個每年工作7500 h的空壓機站，支付的電費占整個運行費用的87％（表1）。表中數據是根據電費0.06 歐元/kWh、投資回收期5年和利率8％計算的。

數據采集是系統優化的基礎

系統優化的前提是采集當前系統所有的實際工作數據。只有在這一基礎之上，才能進行下一步的優化措施。然而不論是空壓機站的操作人員還是設計者都不能了解用戶企業當前的壓縮空氣需求和空壓機的實際負載。對于空壓機站的操作者來講，最重要的是以下幾個問題：一周內壓縮空氣的消耗量；每天不同時間段內的壓縮空氣消耗量；各個班次中的壓縮空氣消耗和壓縮機負荷如何，周末時又如何；需要的壓縮空氣壓力；壓縮空氣的泄漏量等。

空壓機站工作時的邊界條件有著決定性作用，在企業的高效生產中是不可忽視的。

Almig公司研發生產的EBS壓縮空氣設備能源計算系統能夠幫助用戶回答上述問題，并為系統優化提供服務。在對壓縮空氣系統進行優化時，其采用了檢測、分析和模擬三個步驟，最終得出用戶的壓縮空氣系統如何才能在高能效的情況下運行，來對付耗電量極大的“電老虎”（圖1）。

EBS系統可以在計算機輔助支持的Data-Logger檢測系統中運行。其利用對電流的檢測確定壓縮空氣網絡中各個空壓機的耗電量，從而計算出它們的負荷。與壓縮空氣網絡系統的連接也非常簡單方便：只需將安培鉗放置在壓縮機的電纜上，鉗形電流表即可與檢測系統連接。利用檢測得到的數據和已知的各個壓縮機的額定供氣量，不僅可以推算出各空壓機產出的壓縮空氣量，也可以估算出整個壓縮空氣系統的壓縮空氣量（圖2）。這一供氣量是數學計算的結果，可以用下面的關系式來表示：供氣量＝壓縮機的負載時間（min）× 單機供氣量(m3/min)。

平行于壓縮機耗電量曲線，也必須繪制出工作壓力隨時間變化的曲線。為此，需要一個向EBS系統傳遞信息的壓力傳感器，將其接入壓縮空氣網絡中合適的接點處。該壓力傳感器可通過氣動壓力容器或管道網絡中的快速接頭來連接。

匯總周末壓縮空氣消耗數據

為了盡可能準確的采集到企業壓縮空氣的工作壓力和流量數據，考查的時間至少應為7天。只有這樣才能了解所有壓縮空氣在使用過程中的真實情況（例如不同班次的不同需求以及周末的需求等等）。測試節拍，從采集數據到保存所有檢測數據之間的時間間隔，都對檢測質量有著重要影響。這一時間間隔應盡可能短，因為數據間隔越短，對壓縮機真實的控制和調節過程的認識也就越充分，數據表達的信息越準確。在實踐中使用的時間間隔數值為2 s。數據采集工作結束后，將在評判分析軟件的幫助下進行分析。

由壓縮空氣設備能源計算系統提供的分析結果有著多方面的應用，能夠準確給出空壓機站實際狀況的全貌以及檢測時間段內的能源需求情況。

實際狀態的分析令壓縮空氣生產費用變得非常透明，其能清楚的表示出使用者每年在壓縮空氣生產中所要支付的能源費用。

為了明確表示檢測分析結果，系統可以以表格和圖形的形式顯示很多數據信息，如所有壓縮機和各個壓縮機一天和一周的流量數據；總的流量累積數據；壓縮機每天和每周的工作壓力數據；總的壓力累積數據；壓縮機負載運行時間和空載運行時間；負載運行時間和空載運行時間之比；負載變化時間間隔；壓縮機電機啟動間隔；與生產時間和壓縮機工作時間相比較的泄漏率；按照負載運行和空載運行分攤到各個壓縮機的能源消耗和電力消耗等。

縮短空壓機的空載運行時間

完成了對壓縮空氣供應系統各個空壓機的檢測之后，就可以開始對空壓機站的工作情況和壓縮空氣的應用情況進行分析和優化。通過分析，可以知道現有系統的節能潛力，來制定壓縮空氣供應系統節能優化的措施。在這一階段中最重要的是所制定的措施與實際要求是否相適應。只有系統中空壓機負載運行時間最長，或者說空載運行時間盡可能短的情況下才能實現系統的節能優化。另外，就是要盡可能的減少壓縮空氣的泄漏，降低壓縮空氣的工作壓力。因為降低0.1 MPa的壓力相當于節能6％～8％。通過采取措施可實現負載運行時間盡可能長、空載運行時間盡可能短并在最低壓力水平上恒定的壓力，即實現最佳的空壓機站配置。

首先是使用轉速可調的空氣壓縮機，并結合使用負載－空載運行方式的空壓機。這種空壓機配置方式的優點是空壓機站中基本負載的壓縮機覆蓋了基本壓力需求的范圍，不會使空壓機站在不經濟的工作范圍內工作。若系統要求的壓縮空氣量超過了基本負載需求，出現了壓縮空氣需求峰值時，可由轉速可調的壓縮機覆蓋此區域。利用這一解決方案，能夠使壓縮空氣系統提供的壓縮空氣量準確的符合當前的實際需要，避免了高能耗的空載運行、費用昂貴的卸荷時間和卸荷過程中壓縮空氣的損失，從而能夠實現很高的節能，也消除了壓縮空氣系統啟動時的峰值負載，壓力范圍得到了優化，實現了恒定的工作壓力。

其次是采用由上一級控制的、與能耗有關的多壓縮機能耗控制配置方式。在這種配置方式中，大流量的壓縮空氣更多的是由多個負載－空載調節的壓縮機來產生的。此時，智能化的能耗控制系統控制空壓機按所需壓縮空氣的多少開啟和停止，按照節能原則調節所有空壓機的壓力范圍。

常規的Data-Logger系統

目前，市場上所有的Data-Logger系統都達到了其應用極限：因為其只能進行檢測和測量，沒有做到優化壓縮空氣供應系統和實現節能的目的。而且其也不能解決優化壓縮空氣供應系統所面對的問題，包括空壓機的哪種配置方式能夠實現多大的節能潛力；在空壓機站中使用一臺或多臺轉速可調的空壓機時節能狀況會有何不同；當空壓機站中使用不同規格的固定轉速壓縮機時會有什么表現（多機配置方案）；采用上一級控制的、根據能耗調節的控制系統會帶來什么結果；基本負載－可變負載控制會帶來什么結果；較大功率的系統有什么樣的優點；較大的壓力容器能帶來什么結果；用戶能否把壓縮空氣供應系統的壓力降低等。

另外，即使空壓機站依據Data-Logger系統采取了不同的優化措施，也總會帶來種種遺憾。現在這些遺憾都可以利用EBS壓縮空氣設備能源計算系統來解決了。其能夠非常細致的按照空壓機站的各種特性數據對不同的解決方案進行計算機模擬。模擬計算時最重要的評判標準是：在新的空壓機配置方案中，哪種壓縮空氣總體系統方案所要支付的能源費用的多少。

對空壓機站進行詳細的性能計算和模擬

根據未來可能的能源費用給出節能潛力的大小和投資費用的相互對比，可以計算出投資－利用率的比值以及資本收益率（投資回收期）。表2顯示的就是基于已經檢測到的數據模擬的情況（表2給出的數據是源于實踐的一個實例）。表中最右側一列表示的是一年內的能源費用預測數據，從中可知該廠一年耗費在空壓機站中的費用為171 103歐元。

經過對不同特性參數和空壓機站工作數據的準確分析后，制定一個可行的節能優化方案。參見表3，在這一節能優化方案中，1號空壓機采用了一臺轉速可調的空壓機，其調節功能具有最高的優先級。這一新的空氣壓縮機配置方案經過可模擬軟件的模擬檢驗。模擬分析后的數據使新的壓縮機配置方案帶來的變化變得非常明了。

通過評判分析得到最佳方案

此解決方案的效果參見表4。表中一年預計的數據表明：壓縮空氣供應系統的新方案每年的能源費用為159670歐元，與優化前的171103歐元相比，用戶通過采用Almig公司轉速可調的螺桿式空氣壓縮機優化方案每年可以節約能源費用11433歐元。

利用這種前后費用對比的方式可以在投資前就測定出未來的能源費用。在此基礎上，用戶可以迅速得出有說服力的投資回收期預測。

壓縮空氣供應系統的能耗檢測和模擬分析的效果非常明顯：壓縮空氣供應系統的工作情況更加透明，彌補了壓縮空氣供應系統中的缺陷和不足。因此可以說，壓縮空氣供應系統的節能優化只能在對獲得的前期數據分析的前提下、對未來空壓機配置或壓縮空氣供應系統總體方案模擬的基礎上才能實現。因為已知總是要好于猜測。

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