压缩空气系统的工艺优化及节能设计郑磊、孙洪刚2，孙翠翠1 1.禹城羊今纺织有限公司，山东德州251200;2.鲁银投资集团，山东济南250001 3种空气压缩主机各自不同的适用范围，其中螺杆式空气压缩机因性能优越、效率较高等原因，已普遍用于化工、食品、医药、纺织等诸多行业。此外，通过进一步的总体空压站方案设计，进一步分析了储气罐、过滤器、冷干机等设备的选型依据，指出在方案设计中应注意的节能技术要点，说明了压缩空气的工艺方案及节能设计对企业降本增效的重大意义。
质基础，而曾经作为第一生产要素、国民经济支柱产业的纺织行业，其产业地位正在逐步下降，究其原因主要是行业竞争加剧、产业利润率水平下降、占国民经济比重降低等一系列因素。近年来，我国纺织企业在市场竞争中的困难格局有目共睹，这里面除了新兴市场如印度、越南等激烈竞争因素外，还有企业自身的成本上升、人员整体素质下降等原因。所以说，纺织企业在注重市场开拓、产品创新的同时，需要始终把握好降低成本这条主线。压缩空气设备是纺织企业大多会用到的种辅助设施，如何最经济地使用这种设备，既是贯彻节能减排的细微体现，同时也是企业降本增效的项举措，所以优化压缩空气供给工艺也是成本控制的具体体现。
1空气压缩机的选型目前，我们用到的空气压缩机主要有3种形式：活塞式、螺杆式、离心式。总体来说3种空气压缩主机以下简称空压机各自拥有自己的优要从事设备管理、能耗控制等方面的工作。
点。下面我们从3种主机的性能、使用成本等对主机进行选择。
1.1不同空压机性能及特点比较通过表1我们可以看出：活塞式空压机具有价格低、效率高、结构坚固的优点，但是同样具有活塞脉冲排气、维修量大、压缩空气易含油水、自控水平低等缺点，般应用在环境恶劣、压缩空气质量要求低的场所，如矿山开采环境;螺杆式空压机为连续排气，虽然流量调节受到定的限制，但是效率高，同时因未采用燃油驱动，压缩空气的质量较高，虽然价格较为昂贵，但维修较少，后期使用成本低，广泛应用在食品、医药、军工、机械、纺织等行业;离心式空压机各方面优势也很明显，但是因流量调节范围较小、效率太低等原因应用范围较小，如商店开业、婚庆等用的充气压缩机就是此类。
1.2不同空压机的使用成本对比因离心式空压机本身具有无法克服的缺点，所以应用于工业体系相对较少。下面我们主要对相同功率的活塞式、螺杆式两种空压机的使用成本进行对比。
通过表2我们可以看出：相同功率的螺杆、活塞式空压机在电能消耗上，螺杆式明显比活塞式耗表13种空压机的主要特点主要特点活塞式螺杆式离心式排气形式脉冲连续连续排气量小较大大流量调节范围/%0~10040~10070~100结构形式大小小基础要求坚固轻微轻型噪声/dB90(A)85(A(全罩85(A(全罩效率高较高低造价低高高维修量大小小自控水平低高高表2空压机的使用成本对比分析类别22kW螺杆式空压机22kW活塞式空压机产气指标低压高压0.75MPa排气量/(n3min-)3.52.3月平均用电量/度80006600月平均用油量/kg3.5液压油25.0机油年平均维修费用/元15005 000年总计消耗折合/元7000065000电;但是由于螺杆空压机故障少、维修费用低，加之排气效率约为活塞式空压机的1.5倍，而年总消耗折合费用仅为活塞空压机的1.08倍，所以相比较，螺杆式空压机的综合使用成本更低。
1.3空压机选择方案通过以上分析，无论是从性能还是从空压机的综合使用成本来说，螺杆式空压机都是比较合理的选择。有了这个对主机的定性确定之后，接下来很重要的工作便是对方案中主机的数量进行确定，也就是我们的定量分析，以设计出最优化的设计方案。本着最大化进行生产的要求，为实现空压机的不间断供气，我们在进行方案设计时，必须充分考虑空压机故障停机、维护保养等相关因素，所以通常在主机数量的确定上按高于额定排气量12台进行配置主机，以实现主机之间的交替供气或维修替代。
2其他设备的选择2.1储气罐的选择储气罐的容量应取所有空压机每分钟排气总量的30%进行配置。储气罐数量的配置没有严格的规定，应按照实际供气需要进行配置相应数量的储气罐。一般来说，为保证供气压力的稳定，方便维护使用，我们在储气罐的配置上坚持一个原则：在保证储气罐容量的同时，配置数量以尽量少为好，单个储气罐容量以尽量大为好。
2.2冷干机的选择冷干机是压缩空气除油、除水的关键设备。在选择冷干机时，应先确定冷干机的露点温度，般为2.匕在此基础上选择冷干机的处理气量，计算公式如下：所需处理的空气流量，即空压机排气量;Cp为进气压力修正系数1.00;Ct为进气温度修正系数(1.6;Ct为露点温度修正系数(1.0;Ct为环境温度修正系数1.29. 2.3其他设备的选择除要选择以上的设备外，我们还要选择前置过滤器、后置过滤器。为了确保过滤器的处理能力，选择的过滤器处理气量约为空压机的150%左右，处理精度应按照终端需求的气体质量为标准，对气源质量要求高的需多配置几道过滤器。此外应按照不同部分的需气量配置合适口径的管道。
3总体方案设计在3台或以上空压机主机组成的小型供气站设计上，按照不同的生产用气需要，我们一般可以采用两种方案对其进行管网连接：种是对储气罐的串联供气;一种是对储气罐的并联供气。
3.1储气罐的串联供气方案串联供气见实际上就是把所有的小型储气罐串联组合后，相当于个大型的储气罐的作用，这样的连接方式主要应用在集中供气改造上，这样可以不用再购置大型储气罐。但要注意采用这样的连接方式必须满足个前提：各部分对压缩空气的压力及质量要求没有很大的差别。
3.2储气罐的并联供气方案并联供气与串联供气唯的不同就是在储气罐的连接上，各个储气罐不相互连通。一般来说，这种连接方式大多用在那些对压缩空气的质量有着明显不同要求的场合。
主邮1―空压机;2―储气罐;3―前置过滤器;4一冷干机;5―后置过滤器储气罐的并联供气方案其他节能设计注意要点1主机与储气罐的连接上，储气罐应尽量靠近主机的地方放置。这主要是因为：储气罐越靠近主机，在同样的条件下，压缩气体达到上限压力时，主机的加载时间越短，耗费的电能越少。
2供气压力的工艺设置上，在满足基本的供气压力前提下，应将低压、高压设置在最低范围内，尽量节省能耗。但是定要注意，低高压之差需大于0.15MPa，避免主机的频繁启动，损伤设备。
3主机放置上，应首先放在通风良好的环境中。此外，我们建议在主机的降温上，可以实现水冷降温的坚决不用风冷降温，可以实现油冷降温的坚决不用水冷降温。
5结语压缩空气不仅仅是纺织企业经常用到的一种辅助用气，也广泛应用于很多行业的设备加压、环境清扫等，可以说这似乎是很不起眼的一项曰常生产必须。但是从另外一方面来说，正是因为其广泛性、普遍性，在现今节能减排的大形势下，如何更经济地使用供气设备系统，却又显得意义非凡。当然，在纺织企业举步维艰的当下，即使是每天可以节省一度电，也是我们应该努力的方向。