由于空气取之不尽用之不竭，且具有很强的可压缩性，使用安全可靠，无毒无味，因而压缩空气在工业生产活动中具有十分广泛的用途，空压站几乎遍及所有的工业领域。据统计，空压机每年用电量约占全社会总发电量的9%左右，以2020年发电量7.42万亿千瓦时计算，空压机耗电量约为6700亿度；从具体企业来看，大约有85%的工厂建有空压站，而压缩空气站的用电量一般占全厂用电总量的6%~10%，汽车工厂中为12%~15%，在工矿企业中高达20%~40%。因此，如何做到合理供气进而节约能源，不仅是我们每一位从业者应尽的责任和义务，而且是企业获取可观经济效益、提升企业竞争力的有力保障。

      下面，我们就一般工业企业在进行压缩空气系统设计时可采取的节能降耗措施，与大家进行探讨和分享。

       一、空压机科学选型

       在空压机运行全周期中，设备购置成本约占13%，维护保养成本约占10%，电力耗费成本约占77%。因此，选购空压机不仅需要对比设备采购价格，还需要结合自身环境选择符合机器的工作功率，节省下来的电费就是利润。

       在空压机选型前，我们需要获取准确的用户用气需求信息，分析高峰、低峰用气量。按照低峰用气负荷选取合适台数的空压机，再利用高低峰用气量差值选取合适台数的调峰用空压机。调峰用空压机可根据实际情况考虑选用变频机或小排气量的空压机。当高低峰用气量相差不大时，选用1台小型空压机即可满足日常生产调峰需求。当高低峰用气量相差较大时，可以考虑选用几台小型空压机或选用1台变频调速空压机。

       空压机按照工作原理分为容积型和速度型；容积型可分为活塞式、螺杆式、滑片式三种；速度型可分为离心式和轴流式两种。以前由于加工技术不过关，工厂大多使用的是活塞式空压机，因其设备结构复杂，系统压力控制技术落后，普遍存在系统压力不稳定、维修成本高、管理难度大等缺点，从上世纪90年代后期开始，其逐渐被双螺杆空压机大范围替代。

      现在，螺杆空压机是中小型用气规模（用气总量200m3/min左右）企业的主要使用机型。目前，市面上常见的螺杆空压机按其卸载特性可分为普通空压机、简单节能型空压机和变频螺杆空压机。主要区别在于当压缩空气用量发生变化时空压机消耗的轴功率不同。

      普通工频螺杆空压机一般采取进气截流的卸载方式，即关闭进气阀使电机处于空转状态，但空压机在空载状态下还是在带动螺杆回转，所以卸载时仍要消耗较大的轴功率，一般大于满载时轴功率的70%，这就会造成很大的能量浪费。

      简单节能型空压机一般采用进气截流与卸压及电机开关组合的卸载方式。当达到设置压力值时，机器卸载，关闭进气门。卸载时，电机停止运转，当卸载到设定值时，电机自动启动，通过减少电机做工时间从而达到较好地节能效果。

      变频螺杆空压机可跟踪空气的需求量变化自动地调节电机的转速，用气量越少，电机转速越低，消耗的轴功率就越低。具有气压稳定、启动无冲击、噪音低、自动休眠、机械磨损减少、电机寿命长、控制精度高、运行成本低等优点。

      在空压站进行设备选型时，并非一成不变得，而是要根据实际需求进行合理的科学选型。如果用气很稳定，需求量上下浮动不会太大，可以由储气罐应对，这时就没有必要选择变频空压机。就算买了变频设备也没有实际作用，性能冗余不说，还可能因为多一个部件而导致故障几率增大；但如果用气不稳定，上下浮动很大，那么在配置螺杆空压机时，应优先采用变频空压机，同时结合用气量波动的具体情况，设置若干台备用机，既可以达到节能降耗的目的，有可以满足生产需求。

      当用气需求量过大时，比如达到500m3时，仅选用螺杆式空压机就会造成压缩空气站房过大，联控系统和配管复杂等缺点，从而带来生产风险和其它投资成本增加。这时可考虑选用离心式空压机加螺杆式空压机的组合供气方式，连续稳定使用的压缩空气由离心空压机供应，其它间断不定量使用的用气需求由螺杆空压机来提供。这样不仅可以降低设备采购、基建投资成本，还可以节省运行电耗，降低后期的运维费用。

      二、尽量降低环境温度

      有数据表明，空压机进口温度每升高5摄氏度，排气量降减少1%，耗电量同时增加约4%。所以，我们应尽量降低空压机站房的环境温度，尤其是吸气口温度。这样一来，空压机进气口的位置选择就显得格外重要。在我国北方地区，若采用室内进气，被空压机吸走的室内空气将由室外空气补充，这会造成采暖季节的采暖热负荷增加，浪费能源。所以空压站应尽量选用室外吸气方式。一般空压机低温不宜低于5摄氏度，高温须低于40摄氏度，保持通风。当然，环境温度不宜太低，如低于5摄氏度，甚至低于0摄氏度，则会造成润滑油粘度过大，流动不畅，而导致开车故障。当冷空气进入空压机之后，遇到主机腔内的高温会产生大量的水蒸气，这样就会加大空压机后处理环节水蒸气过滤的负担，可能导致设备锈蚀、跑油、润滑油乳化等后果，不利于节省成本。

      做好设备维护清洁，保证水冷、风冷等换热器的交换效果，保持油质等，这些工作都有助于减少能源损耗。

      三、适当降低系统供气压力

      不管何种空压机，其均有一个共同的特性：排气压力越高，其所消耗的轴功率就越高，所需电量就越多。据统计，空压机没生产1立方米压缩空气的耗电量与排气压力有以下关系：排气压力每降低0.05MPa，生产1立方米压缩空气的耗电量就可降低0.004KWh。相反，每提高一公斤压力就多增加7%-10%的能耗。

      目前，大多数加工设备用气压力要求为0.4~0.6MPa，空压机额定排气压力多在0.8MPa。实际运行时，很多数用户将空压机排气压力设为0.7MPa，输送到用气末端的压力约为0.6MPa。所以，在确保安全生产用气的前提下，适当降低空压机的排气压力是一种很有效的节能降耗措施。

      小结

      空压机时不折不扣的“电老虎”，空压站也是工厂名副其实的能耗大户，如何将节能理念很好地引入到空压站当中是我们从业人员需要认真考虑的问题。当然，空压站的节能要素，必然不止于上文所述环节和方面。在此仅希望我们所探讨内容能对大家有所帮助和启发。