愛社科技：輪胎行業壓縮空氣系統節能案例

北京愛社時代科技發展有限公司

18世紀，英國發起了第一次工業革命，這不僅是技術發展史上的一次巨大革命，更引領了一次社會變革，它使工業資產階級和工業無產階級形成和壯大起來，也開創了以機器代替手工工具的時代。第一次工業革命令英國，甚至整個歐洲都引以為豪，但是，蒸汽機的使用與大量機器的運轉也使英國這個世界工廠飽受環境污染的困擾，其首都倫敦在使用煤作為家居燃料的同時，產生大量煙霧，也由此得名“霧都”。

19世紀70年代，第二次工業革命來臨，科學技術的發展突飛猛進，各種新技術、新發明層出不窮，并被迅速應用于工業生產，大大促進了經濟的發展。當時，科學技術的突出發展主要表現在三個方面，即電力的廣泛應用、內燃機和新交通工具的創制、新通訊手段的發明。從蒸汽時代到電氣時代，科技的迅猛發展也讓人類片面地將自然當作征服對象，這也帶來了嚴重的負面影響。全球性的環境污染與生態危機，對人類生存產生了直接威脅。

由美國發起的第三次科技革命一直影響至今，它是人類繼蒸汽技術革命和電力技術革命之后科技領域里的又一次重大飛躍。它以原子能、電子計算機、空間技術和生物工程的發明和應用為主要標志，涉及信息技術、新能源技術、新材料技術、生物技術、空間技術和海洋技術等諸多領域的一場信息控制技術革命。但當人類社會的物質文明與精神文明被推到一個前所未有的新高度時，生態環境惡化、自然資源和能源過度消耗以及核災難的威脅，這些問題的惡性發展使人類的處境受到越來越嚴重的困擾，環境問題開始受到全球的關注。

2012年，由美國著名經濟學家杰里米?里夫金所著的《第三次工業革命：新經濟模式如何改變世界》引來全球工業界的大探討。該書中設想了這樣的未來：數億計的人們將在自己家里、辦公室里、工廠里生產出自己的綠色能源，并在“能源互聯網”上與大家分享。互聯網技術和可再生能源將結合起來，為第三次工業革命創造強大的新基礎設施。人類即將步入一個“后碳”時代。能否實現可持續發展，能否避免災難性的氣候變化，第三次工業革命將是未來的希望。

從第一次工業革命到第三次工業革命，從“霧都”到“環北京霧霾圈”，節能減排已經成為工業發展中必談的話題。盡管中國的工業產業比起幾個發達國家而言起步較晚，但過去幾年的超快速發展也沒有令中國擺脫先破壞后治理的厄運。

2013年8月，國務院發布《關于加快發展節能環保產業的意見》（以下簡稱《意見》），《意見》中強調：資源環境制約是當前我國經濟社會發展面臨的突出矛盾。解決節能環保問題，是擴內需、穩增長、調結構，打造中國經濟升級版的一項重要而緊迫的任務。加快發展節能環保產業，對拉動投資和消費，形成新的經濟增長點，推動產業升級和發展方式轉變，促進節能減排和民生改善，實現經濟可持續發展和確保2020年全面建成小康社會，具有十分重要的意義。

《意見》中明確提出，要加快節能技術裝備升級換代，推動重點領域節能增效；提升環保技術裝備水平，治理突出環境問題；發展資源循環利用技術裝備，提高資源產出率；創新發展模式，壯大節能環保服務業。最終要實現節能環保產業產值年均增速在15%以上，到2015年，總產值達到4.5萬億元，成為國民經濟新的支柱產業。終端用能產品能效水平提高15%以上，高效節能產品市場占有率提高到50%以上，有力支撐傳統產業改造升級和經濟發展方式加快轉變。

對于產品方面，《意見》中也表明要達到國產設備和產品基本滿足市場需求的目標。通過引進消化吸收和再創新，努力提高產品技術水平，促進我國節能環保關鍵材料以及重要設備和產品在工業、農業、服務業、居民生活各領域的廣泛應用，為實現節能環保目標提供有力的技術保障。

此次《意見》的提出為節能環保產業的發展指明了方向，在大力提高技術裝備、產品、服務水平，促進節能環保產業快速發展，釋放市場潛在需求的同時，自動化是必不可少的技術力量。

談到節能減排，就不得不提北京愛社時代科技發展有限公司（以下簡稱愛社科技），這是一家專業提供制造企業工藝及設備中廣泛使用的壓縮空氣等工業流體介質的相關節能解決方案及其立項實施，同時為企業提供高科技節能系列產品。不同于以往的僅在氣動方面進行改良，愛社科技采用全新的信息化、自動化和智能化的三化管理方式。可實時監測壓縮空氣系統的運行狀況，包括流量、壓力、露點等數據。自動生成運行記錄表，分布式監測壓縮空氣系統。導入壓縮機群專家控制系統后，可以實現壓縮空氣系統的自動化運行和空壓機的自動開關機、順序啟動、維護保養信息自動提示等功能。

輪胎行業是近幾年很多自動化廠商都非常關注的行業。我國的輪胎工業經過幾十年的發展已經形成了比較完整的工業體系，“十一五”末汽車輪胎年產量已超過3億條，成為僅次于美國的第二輪胎生產大國，而安全、節能、環保也成為了輪胎工業發展的主旋律。因此，我國的輪胎企業更要加大科技投入，不斷更新輪胎制造技術，實現設備的節能升級改造。以下就是愛社科技為中國某大型輪胎企業壓縮空氣系統的節能案例。

項目情況介紹

某輪胎企業是中國大型輪胎生產商，位列中國輪胎企業前10名。每年產輪胎3000萬套、上千個規格汽車輪胎的生產能力，其中包括年產910萬套全鋼子午線輪胎、1800萬套轎車子午線輪胎和400萬套斜交輪胎。

愛社科技已為該企業實施壓縮空氣系統節能，該節能項目目前運行良好，節能率為24.5%，節能改造后減少用電量956萬度，每年節省電費398萬元，折合標煤 2048噸。

節能改造內容

（1）空壓站節能監控系統

對空壓機進行集中控制，并根據歷史運行數據進行用氣預測，利用智能算法最優化空壓機群運行，減少空載時間，解決持續高壓不卸載等問題，實現對各用氣車間進行按需供氣來減少空壓站房耗電。

（2）管網優化

將用氣車間分為兩類：一類高壓供氣，另一類低壓供氣。實施分壓供氣。

（3）末端改造

對末端用氣點進行節能改造。

（4）氣力輸送改造

對其炭黑輸送系統進行優化，降低其使用壓力。

（5）查漏堵漏

對成型、硫化等設備進行查漏堵漏。

節能原理

導入先進的工業現場實時耗氣量的預測算法，優化調度空壓機群各空壓機的運行，使空壓機群的產氣量匹配工業現場的耗氣量，從而達到提高空壓機群運行效率、降低空壓機群運行能耗的目的。

現場應用圖

搭建空壓站信息化管理平臺，將壓縮空氣系統氣源裝置及相關輔助設備等運行狀況進行實時監測和分析，使其能高效率運行，從而提高空壓機及相關輔助設備等的運行效率，實現了工業現場壓縮空氣系統的節能化運行，同時也提高了空壓站的管理水平。

針對末端用氣設備進行優化處理，開發出專用的專用節氣設備，同時改造氣力輸送裝置的供氣控制，實現按需供氣，尤其減少末端設備的用氣量。

技術創新點

（1）空壓機節能系統自學習控制技術，采用SVM智能算法根據實際工況，學習現場用氣曲線，預測流量需求，在壓力變化前自動調整空壓機運行，可以響應現場用氣量的階段性變化，能夠對終端設備的需求量變化進行實時補償。空壓機組的智能控制需要實現空壓機組的臺數控制、定壓控制、預測控制和學習控制四類控制。四類控制相互關聯而不獨立，又各有側重點，需要單獨進行深入研究其理論基礎和實現手段，最后將這些智能控制技術集成到系統上。

（2）末端用氣管理，根據末端用氣特點，優化車間管網，提高末端用氣效率。優化末端設備的供氣回路，保證用氣設備壓力平穩。改造氣力輸送裝置的供氣控制，實現按需供氣。不合理用氣部分的節能優化通過對部分高壓點合理增壓，使整個供氣壓力降低，減少末端壓力的假性需。

項目實施意義

本項目實施年節省電量569萬度，年節約電費398萬元，折合節省標準煤2048噸，減少二氧化碳排放5366噸。輪胎行業世界范圍來看都是夕陽產業，其企業規模普遍較大，利潤空間比較透明，利潤水平很低，除了不斷擴大規模維持運營發展，節能降耗已經成為行業必須面對的選擇，壓縮空氣系統的能耗約占行業總耗電量的11%～15%，截止2012年3月末，我國規模以上輪胎工業企業達521家，全年輪胎產量約為5億條，壓縮空氣系統用電量約為6億度，據大量的實踐驗證，其行業的普遍節能率可以達到20%以上，實施該項目預計節點空間超過1億度，節能標煤3.58萬噸，節能收益近7000萬元。