大型壓縮機節能改造新技術應用分析

狄建森

（河南國鑫環保科技有限公司，河南 三門峽 472500）

在號召節能減排的當下，壓縮機的節能改造工作也在不斷的深入，在這過程中設備不斷升級改進，能源浪費的情況有所緩解，但是節能減排工作還需要不斷的深入。

1 大型壓縮機的運行問題

（1）壓縮能力低、能耗高。一些大型壓縮機考慮到了節能的需求，會限制壓縮機的功率。在這種情況下，壓縮機的壓縮能力就會低于設計值，也就無法充分的發揮壓縮能力。到了夏季，由于溫度過高，壓縮機無法很好的散熱，也就無法和其它的生產線或是設備滿荷運行，這就會影響到生產效率。此外，還存在著壓縮機雙機并聯的運行情況，這種情況雖然能夠增加總流量，但是，在并聯的情況下，單機工作流量卻有所降低，不僅工作效率受到了影響，還會產生管道阻力損失。

（2）運行狀態不佳，維護成本高。部分壓縮機在夏季無法穩定，運行經常會出現故障，運行的周期也無法滿足設計的要求。即使事后維修，也無法有效地解決這些故障問題，機組依然無法長時間的穩定運行，這些都會給生產安全帶來影響。由于故障較多，所以維修和改進工作也會比較頻繁。在這種情況下增加了維護的成本。

2 壓縮機能量調節和能耗

一般情況下，人們會根據具體需求選擇使用不同類型的壓縮機。考慮到大型的壓縮機一般都是全年運行的，所以會跨越四季，可能會遇到一些極端天氣或者是比較復雜的外部情況。由于施工設計不可能完全符合實際情況，所以設計壓縮機工作功率時應當留有富余。

一般情況下，間歇運行是大型壓縮機較為常見的能量調節類型之一。壓縮機會提前設定好溫度，這一溫度會低于環境溫度。如果壓縮機在啟動的過程中外界環境溫度逐漸下降低于了這個設定溫度，那么壓縮機就會停止工作。這個過程就是間歇運行。穩定的環境溫度是這種類型的理想工作環境。但在具體應用時，這種情況非常少。工作環境可能會因為溫度變化極端、極端天氣環境等多方面的，因素變得復雜。壓縮機的每一次啟停都會消耗大量的電能，甚至會污染到電網，影響到壓縮機的壽命。在這種情況下，就必須要針對大型壓縮機應用節能改造技術。

3 節能改造技術的具體應用

（1）優化工藝參數。優化工藝參數可以從兩個方面入手，第一就是調整吸入壓力。吸入壓力也會影響到壓縮機的功耗，如果吸入壓力比較小，那么壓縮機就會產生過大的能耗。所以必須要調節壓縮機的吸入壓力。為了消除內部阻力，可以把高效旋風入口分離器設置在其中，這個過程就能夠有效地增加吸入壓力。第二，降低壓縮機段間壓降。壓縮機之所以會產生大量的能源消耗，是因為段間壓降過高。為了解決這一問題，可以在極間冷卻器的基礎上，進行升級，應用新的高效換熱器，這樣管路設備和彎頭也能夠得到精簡，冷卻器結垢問題也能夠得到解決。

（2）優化結構設計。第一，當前大型壓縮機大多數采用了葉輪結構的形式。在此基礎上可以針對葉輪進行改造，增加三元流葉輪的特點，調整整體的性能。三元流葉輪和普通的葉輪相比工作效率要更高一些，改造的過程也不需要花費較多的成本，相對于傳統葉輪來說，能夠獲得更多的經濟效益，以及更好的節能效果。第二，葉輪的表面粗糙度會給輪組帶來影響。所以要拋光打磨葉輪的表面。這過程中，可以選擇多種方式，例如：精車打磨或是精鑄等。此外，也應當根據不同的葉輪類型采取不同的拋光打磨方式。如果葉輪外形較為規整，整體的體積也比較大，就可以使用砂帶振動研拋這種方法。如果外形不夠規整，甚至結構較為復雜，就可以選擇液體拋光這種方式。第三，控制回流量。壓縮機在運行時經常會出現喘振的情況，面對這一情況可以安裝防喘振控制機構，這樣就能夠實時監控喘振情況并對壓縮機的回流量進行嚴格的控制。此外，還要在回流手動控制的基礎上，轉化為自動控制，并完善當前的防喘振控制系統，這樣壓縮機在運行時就不會產生過多的能耗，節能性也能夠得到提升。第四，優化管路布局。管路內的壓降會直接影響到壓縮機的運行。所以一定要優化管路布局這個過程，可以利用壓損來評價布局方案的科學合理性。如果入口壓力與出口壓力之間產生的壓差小于5%，那么就能夠表明這種方案布局較為合理。此外，要對容易產生壓損的多個構件進行計算，提高壓損的精確性。日常也要加強壓縮機的維護保養，這樣才能夠保持正常性能正常運轉，并充分的發揮其節能優勢。

（3）變頻調節技術優化結構設計。一般情況下，為了減少壓縮機的能耗，滿足節能的需求，人們會采用控制流量和壓力工藝等不同的方法。例如：閥門節流或是排空等，雖然這些方法也能夠產生一定的效果，但是會損耗管網，造成能源浪費。在這種情況下，人們提出了變頻調節技術，利用這種技術來控制壓縮機的電機轉速，這樣流量質量就會發生改變，也就不會出現閥門節流損失，確保壓縮機在運行的過程中實現節能減排。在應用這種技術的過程中，需要依靠傳感器發出的信號，來對壓縮機的運行轉速進行調節，確保壓縮機能夠正常的輸出回流量，并校準直接流量，也就是調節流量的精度，這種方法能夠讓壓縮機運行得更加安全穩定。在節約能源的過程中還能夠提高壓縮機的卸載能力，減少運行過程中產生的噪音，減少設備的磨損速度。這個過程從兩個方面入手，實現了節能，降低了電機的運轉頻率，減少了電機軸的輸出功率；壓縮機不會因為頻繁的啟停，消耗過多的電能。

（4）集中控制技術。即使是大型的壓縮機也不是單機工作的模式，往往是由多臺聯合在一起共同運行的，單機工作模式比較少見。所以在節能改造時可以應用集中控制這種技術，這樣就能夠集中控制多臺壓縮機，從而有效的實現能源的節約。一般所開啟的壓縮機臺數是固定的，在用氣量下降到某個點時就可以應用集中控制技術來調整壓縮機的工作時間，以及轉速。用氣量下降越低，那么性能就會越好，這時如果機器的功率比較大，那么就會停止。這種方式能夠有效地減少工作中不必要的能耗，控制多臺壓縮機，確保能夠處在統一的運行狀態。還可以根據具體的工作需求擴大功率范圍，盡可能的減少所使用的壓縮機臺數，這樣也能夠降低能耗。這種技術主要是從兩個方面來實現節效果的，第一個方面就是根據具體的需求來調整壓縮機的卸載時間，可以適當的縮短。第二個方面就是降低系統壓力寬帶。

（5）熱回收技術。這種方式十分的節能環保，這個過程就是利用熱交換技術，把壓縮機的高溫油所產生的熱量傳遞到冷水里，在熱量的作用下，冷水會被加溫變熱之后儲存在保溫貯水桶中，這個過程就實現了熱回收。由于由中儲存了大量的熱量，在技術的處理下，又轉換成了熱，所以就會產生源源不斷的熱水。壓縮機也能夠在恒溫的狀態下工作，這些熱水也能夠滿足生活或者工廠的生產需求。在熱回收技術下產生的熱水不需要花費其他的費用，所以在一定程度上也能夠節約制造熱水的資金。這種技術能夠解決壓縮機存在的散熱問題，在具體應用時，還需要對壓縮機主機排氣口的溫度進行監測。如果溫度超過了80℃，那么熱回收裝置就可以開始工作，壓縮機也不會出現過熱的情況。

4 結語

無論是在生活中還是在工作中節能減排都非常重要。當前，人們針對大型壓縮機所提出的節能改造技術，就是為了減少壓縮機的工作能耗。因此，本文從優化結構設計、運行參數、變頻調節技術、集中控制技術等不同的方面進行探討，希望能夠提高大型壓縮機的節能效果，減少不必要的能耗。