【压缩机网】压缩空气作为仅次于电力的第二大动力能源，被广泛应用于石油、化工、冶金、纺织、制造业等众多行业。随着国家“3060”双碳行动的强力推进，压缩空气的系统能效问题变得日渐突出。业界逐渐意识到，单纯提升空压机能效等级已不能满足发展需要。于是将生产、处理、输送压缩空气的系统整体即空压站作为考核对象。综合输功效率概念随之扩大，通俗来说就是空压站输出压缩空气中具有的有效能与其生产压缩空气所消耗的全部能源的比值。

　　团体标准T/CGMA 033001-2018规定的压缩空气站综合输功效率指标用于压缩空气站的能效等级评价，能效分为5个等级，从一级到五级，能效递减。各级之间的空压站相对能效差约为10%。其中，一级能效空压站效率最高。近两年，建设一级能效等级空压站并通过认证，成为各家压缩机企业非常重要的业务之一。

　　整体来说，综合输功效率的计算不仅与吸气压力、排气压力、供气流量、压缩热回收利用率、耗电量等参数相关，而且还必须考虑露点温度、气体品质等因素。那么，今天我们就以实际数据来模拟分析下一下，对空压站输出效率影响很大的因素有哪些。

　　为了计算简单，我们此时定义空压站为单台离心机，型号为710kW-8bar，冷却水条件32℃，环境温度30℃.Rh 60%，配置后处理为鼓风零气耗干燥机+3级过滤，干燥机排气压力露点-20～-40℃。

　　设备各项参数如下：

　　离心机数据：710kW-8bar，排气量8186，35℃，1barA，Rh 65%，装机功率710kW，电机服务系数假定1.15，吸气阻力500Pa；

　　鼓风零气耗干燥机数据：加热器功率84kW，鼓风机功率21kW，设备压力降0.02MPa，单级过滤器压降0.007MPa；

　　热回收设计功率420kW(离心机三级均做热回收)。

　　空压站系统压降（离心机排气到空压站输出点）：离心机末级热回收+保护过滤器+干燥机+2级粉尘过滤+空压站管道。（此处不讨论空压站管道设计不合理的问题，这个是最容易解决的）

　　因排水器损耗及空压站跑冒滴漏等难以设定具体的数值，顾以上数据假定，所有排水器均使用零气耗排水器且空压站管道不存在泄露。

　　离心机以125m³/min的平均排气量运行，整个空压站的管网设计合理，无泄露点，排水器采用零气耗。

　　根据《T/CGMA 033001-2018》我们有以下计算数据。

　　我们通过查询PDP-40℃时无油压缩空气输出效率一级需要52.5%的效率，此时是符合设计要求的。

　　现在我们通过改变空压站最主要的几个数据来看，如果哪些数据设计不合理，可能会导致能效不达标。

　　首先，若压缩机选型过大，比如上述离心机长期处于80%的负荷或者放空状态，以卸载到108.8m³/min流量计算，此时空压站输出效率只有47.1%，不符合一级能效。

　　接下来我们看，若此时吸干机选用微热再生（2小时周期）干燥机，加热功率此时为36kW,气耗12～20%，我们以12%计算；微热再生（8小时周期）干燥机，加热功率此时为60kW，气耗8%，分别得出如下结果：

　　以上两种机型均无法满足设计需求。

　　最后我们再看一个非常重要的数据：热回收。我们这里直接取一个极端值，假定吸干机不消耗电也不消耗水，直接能得到PDP-20～-40℃的干燥压缩空气，我们热回收取为0，计算结果如下，无法满足一级能效空压站要求：

　　究其原因，压缩机在工作时，只有5%的电能转化为压缩空气的分子势能，其他的以机械磨损及压缩热消耗掉了。其中压缩热在离心机整个工作过程中能耗约占比90%，若一级能效空压站舍弃热回收，则无论如何都无法满足一级能效指标。

　　通过计算，大概需要起码回收40%以上的压缩热，使用零气耗且低能耗的干燥机，保证空压站的管道及其他附件设计合理才能达标。而我们的热回收设计功率越大，对于干燥机的能耗要求就可以稍微放宽。比如此710kW离心机若设计500kW的热回收功率，我们使用3%气耗的鼓风零气耗干燥机也可满足一级能效要求。

　　故，通过以上结果可以知道，我们在建设一级能效空压站时，一定要注意的3个地方：

　　（1）空压机不能空跑，需要选择最好长期接近满负荷运行，若采用N(离心机)+1（变频螺杆）时，尽量要使离心机满负荷，螺杆机调节范围尽可能小；

　　（2）干燥机需要尽可能的选择低能耗，能自动调功（露点控制+负荷控制+工艺控制）的零气耗干燥机；

　　（3）千万要记得做热回收，在能够充分利用回收热能的情况下，尽可能大的设计热回收功率。