
阿特拉斯·科普柯(上海)贸易有限公司副总兼工业空气部业务经理刘宇镝先生
全球范围的能源紧张是全球发展面对的共同难题。多年来石油价格不断上涨,2008年摸高到147美元的历史高位,虽然由于全球范围的金融危机导致原油价格下跌至50多美元,但2009年已经反弹至70多美元,从中长期来看,原油价格持续上涨的趋势不会改变。2008年中国不仅深受高价原油之害,而且国内的煤电紧张问题也日益突出。如何保持经济较好较快发展而不受能源问题制约是中国当前面临的问题,对于该问题我们可以从开源和节流两方便进行着手,开源就是发展新型的清洁能源,节流就是要发展节能产品,科学用能;建立一个可持续发展的循环经济。
当谈到降低能源消耗时,人们想到更多的是电力、冶金、有色金属、建材和化工等行业,是关闭那些高耗能企业,而往往忽略了机电产品的能源消耗。机电产品消耗的能源占我国全部能源消耗的70%,其中风机、水泵和压缩机的能耗又占到机电产品能耗的70%,也就是说风机、水泵和压缩机的能耗要占到全国电能消耗的近50%。
空气压缩机作为通用动力的主要能源消耗设备,节能空间巨大。阿特拉斯·科普柯作为世界上最具可持续发展的前100家公司,又是压缩机行业的领导者,一直带领该行业的前进方向。通过技术方面不懈地追求和对用户使用多方面的调查,提出了一个完整的系统性压缩空气节能解决方案,即处处可节能,从不断提高压缩机的效率,提高压缩机的能源利用效率,到能量回收,涉及整个压缩空气系统的方方面面、点点滴滴。
一台高效的压缩机要有一颗好“心脏”。阿特拉斯·科普柯作为空气压缩机的领导者,不断致力于这方面的努力。阿特拉斯·科普柯拥有压缩机最完整的核心技术,从螺杆,到离心,涡旋,活塞等。具有前瞻技术的喷水螺杆更是代表了螺杆压缩机发展的一个方向。一部高性能的压缩机其核心部件很重要,但是系统的集成同样重要,每一个部件都会影响到整机的性能。阿特拉斯.科普柯拥有百年的成功经验,同样的主机转子也可以做出高人一等的性能。其GA机性能是业内翘楚,而GA+更是再上层楼, ZR/ZT无油机亦是独领风骚。
阿特拉斯.科普柯GA系列喷油螺杆压缩机有着卓越的节能特点,GA55+-90系列的比功率(SER)低至330?J/L,GA37+-55低至340?J/L,GA11+-30比功率(SER)也低达348?J/L。
无油螺杆压缩机系列ZT/ZR更是阿特拉斯·科普柯的王牌,它们以卓越的性能享誉业内。
阿特拉斯·科普柯本着为实现卓越生产力的宗旨在卓越的螺杆压缩机系列上开发了变转速压缩机,也就是俗称的变频压缩机。阿特拉斯.科普柯VSD系列压缩机不仅可以高效地生产压缩空气而且可以根据用气需求合理地利用能源。压缩空气的使用量当然决定了所需功耗,但是80%以上现有安装的压缩空气系统需求量有着剧烈的变动,传统调节方式的空气系统不能恰当地满足这样的空气需求。为了满足生产工艺的空气需求,压缩机必须产生恰当的压力,而传统压缩机的控制方式效率很低,会浪费大量的能源,负荷变化越大能耗浪费越大。
变转速VSD压缩机不存在该问题。压缩机将不间断地监测系统的压力并将该压力值与程序设置的压力值进行比较,然后相应地调高或调低电机的转速,压缩机转子的转速也做出相应改变来对空气系统压力作出响应,以维持一个稳定不变的压力。当系统空气需求降低时,输送到管网中的压缩空气大于所需的,系统的压力开始增加,VSD变转速压缩机将会降低速度,于是输出降低,系统的目标压力得以维持。反之,当系统空气需求增加时,输送到管网中的压缩空气小于所需的,系统的压力开始降低,VSD变转速压缩机将会增加转速来维持系统压力,压力得以维持。这样,VSD压缩机仅消耗所需的能源,产生合适的压缩空气量来保持稳定的空气管网压力,与传统调节方式相比,VSD压缩机不仅没有额外的能耗浪费,另外,可以维持压力稳定从而降低工作压力,而进一步的节能,每0.1?MPa压力的降低可以节能7%的电费。
在1994年,阿特拉斯.科普科研发了第一台变转速驱动的压缩机,简称VSD。随后阿特拉斯·科普柯将VSD作为核心技术不断发展,几乎每个机型都有VSD,GA系列喷油螺杆从7?kW到315?kW,ZT/ZR系列无油螺杆从37?kW到900?kW每个功率上都有VSD压缩机。阿特拉斯.科普柯的VSD压缩机已被证实与其它的压缩机调节方式相比可以节省35%甚至更多的电耗。其核心技术,不是普通压缩机和变频器简单的叠加,而是从里到外的专门设计,从螺杆机头、电机、驱动系统到先进的调节技术,及屏蔽电缆和风扇控制等优化的设计使VSD压缩机有着20%~100%宽广的调节范围和和整体的高效率,多数机型可以调节至15%。阿特拉斯.科普柯的VSD整机还通过了独立第三方鉴定,完全符合电磁兼容性标准EU EMC directive 89/336EEC,也就是说对人和其他设备都没有电磁辐射危害,也不会受到其他设备电磁辐射的干扰。

此外,阿特拉斯·科普柯的VSD压缩机是真正的现场型空气系统,它可以安装在用气的工作现场。另外,该压缩空气系统与传统压缩空气系统相比不会有额外的压降损失和泄漏,因为传统的压缩空气系统需要有复杂和大量的管道来把压缩机房内的压缩机和用气点连接起来。
现场型空气系统。压缩机不仅噪声低而且可以内置空气后处理装置。该压缩机是为生产环境提供最高效的压缩空气源而设计的。传统的方式是设计一个集中的压缩空气系统用来满足生产设备对空气压力和空气品质的最高要求,这是一种非常低效的使用压缩空气的方式。
阿特拉斯·科普柯的现场型空气系统。压缩机与传统压缩机相比将会再节能10%以上,因为传统的压缩机需要独立的压缩机房,会带来额外的管程压降和泄漏。而现场型压缩机可以放在车间的用气点,可以消除不必要的压降和泄漏,可以降低压缩机的排气压力进一步节能,每0.1?MPa压力的降低可以节能7%的电费。
阿特拉斯·科普柯的VSD压缩机在中国市场上的使用逐年上升,越来越多的客户认识到了它的价值。2009年虽然遭遇经济危机,但是阿特拉斯·科普柯的VSD压缩机销量还是增加的。
压缩机的能耗固然值得关注,但是后处理的能耗也不能忽视。对于冷冻式干燥机虽然其能耗不多,但是其影响不容小视,劣质的干燥机不仅能耗高,而且压力露点不能保障。还有就是冷干机采用的冷媒,目前市场上不少厂家仍采用R22制冷剂,而阿特拉斯·科普柯全部采用R134a和R404a等环保制冷剂。另外,对于客户对露点要求高,采用吸附式干燥机需要大量的再生能耗。有热再生的BD可以比无热再生节约不少能耗,但是阿特拉斯·科普柯独有的MD干燥机和XD干燥机实现了零耗气,不需要额外的热量,会为客户节能更多。
控制不仅仅是控制,也是节能的强力手段。优异的控制技术,有利于客户的压缩机群发挥出最大的运行效率,而且降低工作压力,每降低0.1MPa压力可节省总电费7%。优秀的控制器不仅可以控制、保护机器的正常运行而且可以优化机器的运行模式将机器的潜力发挥至最大。Elektronikon就是压缩机业内最有效的控制器,具有众多节能特点,电机优化控制,冷却风扇节能循环,VSD最佳运行模式优化。电机优化控制可以优化压缩机的卸载时间,使之降至最低,节省能耗,而冷却风扇节能循环和VSD优化控制可以进一步降低VSD的能耗。
如果一个压缩空气系统有多台压缩机那需要怎么调配它们的工作顺序呢?传统的做法是采用设定压力级差来实现,那么压力带宽会比单台的要大,而且机器越多,带宽越大。系统压力每增加0.1?MPa能耗增加7%,同时系统压力越高,系统漏气点漏气量越大,反之则相反。阿特拉斯·科普柯的ES控制是通过一个压力测量点,压力级差可以避免,压力带减少到0.05?MPa,系统压力降低,压缩机能耗降低,系统泄漏降低。系统越大越能显示出控制节能的优势。该ES系统还可以合理的管理压缩机的运行,优化压缩机的运行模式,如平均系统中压缩机的运行时间,记录压缩机的用气需求,并对需求进行预测,如系统中有大小不同的压缩机,ES会根据用气的需求选择相应的压缩机或接近用气量的压缩机。
压缩空气的产生消耗大量的能源,但是这其中的能源又有多少转化成压缩空气用于生产呢?这里有一个惊人的事实,压缩过程大部分的96%能耗都转化为热量排放掉了,其中2%是电机和高温部件辐射到空气中,94%的热量通过换热设备排放到空气中去了。阿特拉斯·科普柯多年前就致力于这方面的工作,在世界上最先提供了完整系列的能量回收解决方案。GA系列的喷油螺杆压缩机可回收75%的能耗,ZT/ZR系列无油螺杆压缩机可回收94%的能耗。能量回收系统已经在华东和华南有了很多的应用。增加的投入在一年之内就可以回收。正如亚当.斯密所说,人们在追逐自身利益的同时也增加了社会利益,甚至超过自己期望的。能量回收系统为客户节省费用的同时,实现了碳零排放,是低碳经济的完美体现。
阿特拉斯.科普柯的GA系列还可以内置一种冷凝水处理装置OSCi。一般的油润滑压缩机种产生的冷凝水中都多多少少含有油,如果冷凝水未经处理而排放的话会污染环境。通过处理装置分离冷凝水中的油然后排放,对环境不会造成污染。
阿特拉斯·科普柯除了提供节能产品还提供节能服务。一个5年以上的压缩空气系统会有约20%的空气泄漏。压缩机电机的效率会随着时间的延长而降低。阿特拉斯·科普柯可以帮助客户诊断现有系统,包括寻找泄漏点,测量真正的用气需求,测量系统能耗等。依据诊断结果可以根据客户的实际情况做出一个符合客户的、独一无二的节能方案,最大地发掘出客户现有系统的节能潜力。海尔集团就接受了阿特拉斯.科普柯的这种服务,首先进行AirScan测量,覆盖空压站房、管网和用气端,用专业的仪器设备测量和记录压缩空气的生产情况,寻找和发现泄漏点,然后安装了AirOptimizer集中控制系统,通过改造提高了30%的生产效率。
阿特拉斯.科普柯以创新为本、互动为基,不断为工业界承诺提供最佳的压缩空气解决方案,帮助客户提高生产力,帮助客户节省压缩空气总成本,同时为环境保护作出最大的贡献。
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10月31日,以 “解锁・下一步” 为主题的2025红帽论坛暨媒体沟通会在北京JW万豪酒店盛大召开。红帽通过核心主旨演讲、重磅新品发布、权威报告解读及高层对话,全方位展现了其以开源技术破解行业痛点、引领企业数字化转型的实力与愿景,为 AI 时代的企业创新注入强劲动力。
作者:何发
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