壓縮空氣系統的節能設計與優化方式研究

胡 磊，郭 愛

（福建福清核電有限公司，福建福清 350300）

壓縮空氣系統的節能設計與優化方式研究

胡 磊，郭 愛

（福建福清核電有限公司，福建福清 350300）

在社會可持續發展的大環境下，壓縮空氣系統的應用直接關系著生產耗電量和運營成本，與企業的經濟效益和社會效益都存在著密切的聯系。為更好地實現節能減排，應當就壓縮空氣系統的節能設計與優化方式開展研究和分析，因此就此進行簡要分析，以實現能源資源的優化利用，供相關人員參考。

壓縮空氣；系統；節能設計；優化方式

壓縮空氣系統主要由空氣壓縮機、干燥器、過濾器等組成，在對大氣壓力的空氣進行壓縮后，以高壓力將其輸送給氣動系統，從而更好地滿足不同工況下對壓縮空氣的應用需求。為更好地實現能源資源的優化利用，節約社會成本，應當加大力度對壓縮空氣系統的節能設計與優化方式進行研究和分析，從而促進企業降本增效目標的順利實現。

1 設備選型

就壓縮空氣系統的運行情況來看，空氣壓縮機和空氣后處理設備是活動所需的主要設備類型，一般情況下，不同的生產活動對壓縮空氣系統的運行需求也存在一定差異，使得空氣壓縮機選型及空氣后處理工藝上也各不相同，此種情況下，需要充分做好設備選型工作，為壓縮空氣系統的高效運行提供可靠的設備支持，促進節能減排得以真正實現。

1.1 空氣壓縮機選型

常見的空氣壓縮機主要由離心式和噴油螺桿式，在實際應用中需要結合生產實際需求對空氣壓縮機進行正確選擇，以保證壓縮空氣系統運行的可靠性。一般情況下，噴油螺桿空氣壓縮機適用于新設計的壓縮空氣系統中，當系統要求單臺空氣壓縮機排氣量超出標準時，或用戶對含油量有特殊要求且排氣量適宜時，可以選用離心式空氣壓縮機。

1.2 干燥器選型

在壓縮空氣系統中，常見的干燥器有冷凍式和吸附式兩種，其中冷凍式干燥器排出的空氣呈飽和狀態，而吸附式干燥器在變壓吸附作用下實現0℃以下的露點溫度。實際應用中需要結合用戶對壓縮空氣品質的要求以及壓縮空氣品質相關標準進行合理選擇，確保干燥器的使用性能得到有效發揮。

1.3 過濾器選型

其他凈化設備的選型則需要結合壓縮空氣系統的運行需求，以除油除塵為基本目標選擇適宜的過濾器，保證凈化程度可靠，切不可過度凈化以免加劇系統壓力，不僅給壓縮空氣系統的運行造成不利影響，還會增加運行成本，無法真正實現節能減排。過濾器選型要滿足用戶對于空氣壓縮的品質要求，并與國際標準相一致，確保過濾器的使用功能在壓縮空氣系統中得到最大化發揮。

2 壓縮空氣系統的節能設計與優化方式

2.1 流速控制

為保證壓縮空氣系統真正實現節能設計和優化，應當對設計流速加以科學化控制，保證管道內徑的精準度，將壓縮空氣系統的運行壓力控制在最低范圍內。不同行業對于壓縮空氣系統的運用給出了不同壓力下的流速計算公式，一般在空氣流速超出9m/s的情況下，氣流會對管道內粉塵和顆粒等產生作用，對壓縮空氣系統相關設備造成磨損，影響設備應用效果。而在流速低于 6m/s 的情況下，流速對管道內粉塵和碎屑的作用力較小，使得此類物質在管道內部發生沉降。若在適當位置設置排污點可以將粉塵和碎屑等順暢排出，減少對壓縮空氣系統的設備性能所造成的不利影響。因此，在壓縮空氣系統的節能設計與優化的過程中，最好將流速控制在6～9m/s，以便于粉塵、顆粒與碎屑等排出。

2.2 管道選材

管道選材也是壓縮空氣系統節能設計與優化中的重要內容，需要以壓縮空氣系統相關設計規范為依據，結合產業需求合理選擇管道材料，一般情況下，鍍鋅焊接鋼管和鍍鋅流體輸送用無縫鋼管是比較常用的管道材料。應當注意的是，在壓縮空氣系統中對管材的應用，應當及時取出鍍鋅層以保證管材焊接質量可靠，在焊接完成后對其進行打磨和防腐處理，確保其滿足壓縮空氣系統的應用標準。在這一過程中施工工藝比較復雜，操作精準度要求較高，因而勞動力成本較大，尤其是在受到高溫氣體以及高濕度環境的作用，鍍鋅層脫落以后對壓縮空氣系統相關設備的使用性能和壽命產生影響。為保證壓縮空氣系統的節能效果，在管道選材的過程中應當不斷研發新材料和新工藝，優化焊接操作，彌補管材表面剝落等不足，確保設備的使用價值在壓縮空氣系統中得打最大發揮。

2.3 管網布置

管網布置在壓縮空氣系統節能設計與優化中所占的比重相對較低，但為有效降低能源消耗，提高壓縮空氣系統運行有效性，應當嚴格依照相關設計規范中管網布置要求進行處理，尤其是要掌握好管道走向，為后續設備檢修提供便利，通過對壓縮空氣系統的節能設計和優化，降低管道污染腐蝕幾率，保證管網布置的規范性和可靠性。比如車間內壓縮空氣管網的環路布置可以保證供氣穩定性可靠性，管道排水坡度控制在3%以為有助于促進管道內冷凝水的順流，支管與主管之間連接方式的改進便于管內冷凝水自動流入排污裝置，以免給用氣設備的使用性能造成影響。

3 結束語

綜上所述，壓縮空氣系統在企業生產中發揮著重要的作用，具有廣泛性和普遍性。在社會可持續發展理念下對壓縮空氣系統的節能設計和工藝優化，應當準確把握社會形勢，對社會能源資源加以科學化應用，保證相關設備使用的安全性和經濟性，從而真正實現節能減排，推進整個社會的發展進步。

[1] 鄭磊，孫洪剛，孫翠翠 .壓縮空氣系統的工藝優化及節能設計 [J].合成纖維，2013，42（4）：32-34.

[2] 文紅 .壓縮空氣系統的節能設計 [J].建筑技術開發，2016，43（4）：119-120.

Study on Energy-saving Design and Optimization of Compressed Air System

Hu Lei，Guo Ai

In the environment of sustainable development of society，the application of compressed air system is directly related to the production power consumption and operating costs，and the economic and social benef i ts of enterprises are closely linked.In order to achieve better energy saving and emission reduction，it is necessary to carry out research and analysis on the energy saving design and optimization of compressed air system.In this paper，a brief analysis is made to realize the optimal utilization of energy resources，which is only for reference.

compressed air；system ；energy saving design ；optimization method

TH41 ；TK018

：A

：1003–6490（2017）07–0138–02

2017–05–23

胡磊（1989—），男，湖北隨州人，助理工程師，主要研究方向為壓縮空氣。