ABB公司对压缩空气供应系统提出的要求是：能够符合实际要求，且具有最高的经济性。具体来讲就是在短时间内获取大量的压缩空气，以便用气垫运输设备把重650 t的变压器移动到位(图1)。Almig公司利用三台风冷螺杆式压缩机成功地解决了这个日常生产过程中不常出现的特殊任务。两台转速可调的Variable系列螺杆式空压机的压缩空气输出范围为2.78～12.26 m3/min。它们生产的压缩空气用于日常生产的气动控制和常规工作(图2)。另外一台Direct系列转速不可调节的压缩机能够在使用气垫运输设备时自动接通，然后开始工作，并以23.8 m3/min的输出量输出恒定的压缩空气(图3)。ABB公司还要求新的压缩空气站是在40 ft(1ft=0.3048 m，下同)集装箱中的移动式空压机站，在产品产量或生产车间变化时能够适时的转移到所需的地方。

结构紧凑的空压机设备安装在一个集装箱中，这样就可以根据生产需要随时移动到所需的地点

对灵活性提出高要求

1906年时，August Lepper先生在Bad Honnef市成立了一家电机生产厂。在开始的30年里，生产了许多的变压器。1965年时整合到了瑞典的Asea公司。1988年Asea与BBC合并之后，在Bad Honnef市的生产厂发展成了120 000人的ABB集团能源技术部的一个下属企业。ABB公司每年在世界各地52个生产厂中生产2000台电源变压器和500 000台配电变压器，其产量占整个世界市场的22%，比第二名领先了约10%，世界上最大的变压器生产企业。在Bad Honnef市的生产厂中，每年生产70台电源变压器和移相变压器，其中重量最大的超过650 t。如此重的变压器只能利用气垫运输装置运输，而气垫运输装置工作时短时间内需要大量的压缩空气。这一短时需求可以是在约15 min内流量由5～10 m3/min猛增到50 m3/min。而这种大型变压器的运输时间是毫无规律的，每周最多六次。与此相反，在Bad Honnef生产厂的日常工作中气动控制系统和气动工具所需的压缩空气量为5～10 m3/min。

老设备不能保证压力稳定

迄今为止，该厂所用的压缩空气是由两台流量为25 m3/min、用了40多年的水冷活塞式压缩机生产的。为保证它们的正常运行其所需的配件非常难找。利用这两台老设备虽然能够在变压器的运输过程中满足运输时对压缩空气峰值的需求，但对于日常生产工作时流量为5～10 m3/min的压缩空气需求量来讲它们的输出量是过大的，而且还要为大量的低负载运行支付高额的能源费用。另外，在这样的生产情况下使用大型的储气设备也是没必要的。这两台大型设备的工作状况如下：在正常工作情况下，1号压缩机工作;在压力达到4 bar时开始下降，到6 bar时停止工作;当运输大型变压器时系统压力下降到3.5 bar时，2号压缩机也开始工作。

这一供气方案有着严重的缺点：压力始终不稳定。利用这种老式的供气方案会使在气动运输过程中压缩空气系统的压力下降到4.5～5 bar。这一压力满足了气动运输最低压力4 bar的要求，而日常的生产和气动控制所需的压力为6 bar。其结果是扭矩控制工具得不到所需的压力，因此在气垫运输过程中无法使用。因此，从老式压缩空气设备的技术改进角度上来看，该厂需要一个新的压缩空气供应解决方案。

耗气量测试更具说服力

在2009年度汉诺威展览会期间，ABB公司开始与Almig公司进行了接触。在详细咨询的基础之上，在Bad Honnef生产厂双方又进行了更深一步的讨论。第一步展开的工作是为期10天的企业耗气量测试。Almig公司的压缩机专家提出使用一台大型、不可调节的压缩机和两台小型可调节压缩机的解决方案。虽然这一方案的投资比两台不调节的大型压缩机和一台可调节的小型压缩机方案的投资要高，但其能源费用较低。从ABB公司长期发展的角度来看，这是更加经济的解决方案。因为一次性的设备采购投入只占空气压缩机整个使用寿命内总费用的约10%;而能源费用则占压缩机整个使用寿命中的约80%。

对新空压机站提出要求

ABB公司对新的空气压缩机设备提出了非常明确的要求。它应覆盖10天检测时所有的压缩空气需求量范围：

(1)压缩空气需求量的范围很宽，为5～50 m3/min，并要求有最高的经济性和供气可靠性。

(2)在气垫运输过程中压缩空气网络中的压力最小为6 bar。

(3)采用水冷、润滑油喷射冷却。并保证润滑油不会进入冷却水系统中，因为冷却水最终要排放到莱茵河中。

(4)生产干燥的压缩空气。使用压缩空气的气动控制系统和气动工具得到的是无水的压缩空气。

老式的空压机与驱动电机都安装在一个空压机站里。而在新的解决方案中压缩空气的生产不再是“电气设备车间”的任务。另外，新的压缩空气站应置于现有储气罐(容积20 m3)附近。

图2  两台转速可调的Variable系列螺杆式空压机的压缩空气输出范围为2.78～12.26 m3/min，它们生产出来压缩空气用于日常生产的气动控制和常规工作

可以灵活的随时使用

之前在方案设计中提到将各个空压机设计安装在一个车间内，后来又移到了车间内的集装箱中。由于供货期的原因最终决定把空压机安装在位于车间前、放置在地面上的40 ft的集装箱中。利用这种集装箱式的空压机站，ABB公司的使用灵活性得到了保障。因为可以花费少量的费用就改变空压机的使用地点，与新的建筑物配套。这种集装箱是专门为ABB公司Bad Honnef生产厂使用而制造的(图4)。与标准集装箱相比，它的背面增加了两扇设备进出用的双层门;在集装箱纵向一侧安装有常规进出的门以及通风排气孔。按照合同，这一集装箱由Erftstadt市的TIS公司制造，内部安装了由Almig公司提供的空压机。TIS公司负责向ABB公司生产厂供货、安装，并于2010年3月完成调试。

图3  另一台没有转速调节的Direct系列的、恒定流量为23.8 m3/min的压缩机在使用气垫运输设备时能够自动接通

在集装箱中安装的是下列螺杆式空气压缩机：

两台转速可调的Variable系列(Variable 70，压缩空气输出量各为2.78～12.26 m3/min，电动机功率各为85 kW)，带有安全保护热交换器，用于满足气动控制和气动工具对压缩空气的需求。

一台转速不可调节的Direct系列压缩机(Direct 132，压缩空气输出量23.8 m3/min，电动机功率为132 kW)，带有安全保护热交换器，用于满足气垫运输时大压缩空气量的需求。

三台压缩机的输出压力范围设定为5.8～6 bar。在日常工作(气垫运输设备不工作)时，首先是一台Variable型压缩机开始工作。在其功率达到约90%时，第二台Variable型空压机开始工作。设备运行到两台压缩机并行时的功率为止。基本负载转换电路保障了压缩空气网络有至少6 h的稳定压力。这种按一定比例的短时间工作循环避免了压缩机在冬季的冷态启动和工作，也通过减少的集装箱加热设备接通时间降低了能源的消耗。表格中反映了2010年6月两台Variable型压缩机最佳的运行状态。

图4  与外部冷却水和压缩空气连接的接口是用不锈钢材料制造的

利用紧急供气保障压缩空气网络的供气

为了补充每周平均六次短时间的气垫运输设备所需的压缩空气需求，作为基本供气设备的Direct型非转速调节空气压缩机会在需要时自动接通电源、启动并投入供气。这就弥补了两台转速可调的Variable空压机在峰值负荷时气量不足的问题。利用这种新的解决方案，不仅在日常生产时，而且在使用气垫运输设备时都能够有最佳的压缩空气供应。将来，在对压缩空气管路进行改进之后，甚至能够同时驱动两台气垫运输设备。自ABB公司这种新的集装箱式压缩空气供气方案投入使用之后，生产过程中不再出现供气不足的现象。为保证最高的供气可靠性，这种集装箱式空压机站还带有外部移动式压缩机用的紧急备用接口，它的压缩空气经过压缩空气准备元器件后进入集装箱供气网络中。

由Almig公司研发生产的两台冷干器的最大功率各为27.5 m3/min(1650 m3/h)，在低压时总是并行工作，能够保持压缩空气的露点温度低于2℃(图5)。由于它的周边空间比较宽敞，因此可以在不影响生产并保证压缩空气质量的同时进行维护和修理。由压缩机生产出来的压缩空气在正式进入压缩空气网络之前暂时存储在一个20 m3的储气罐中。

三台空气压缩机和两台过滤器都是水冷式的设备。冷却水来自企业自有的水井，用过后排放到莱茵河中。螺杆式压缩机内部的润滑油回路和冷却水-压缩空气回路之间带有安全保护热交换器回路，从而避免了润滑油回路中泄漏的润滑油进入到冷却水循环之中，从而也避免了含油废水排放到莱茵河中。压缩机和冷却干燥器采用这种循环水的冷却方式保障了集装箱中较低的温度，因为压缩机工作时所产生热量的大部分都迅速的经冷却水传导出去了。吸入的空气在进入集装箱式的空压机站前经粗滤器把较大的粉尘颗粒和污物都过滤出来了，这样也就减少了进入集装箱内的污垢。当集装箱内的温度升高后，排气测温度控制的通风设备自动启动，进行通风换气。一套完整的采暖装置能够有效地避免冬季较长时间不工作后集装箱内的温度过低，例如圣诞节假期过后上班时集装箱空压机站内的温度过低。集装箱内所有的管道都是不锈钢材料制造的。附加密封性很好的箱底油池使得标准配置螺杆式空气压缩机油池防止漏油的保障又多了一道保护，这也是ABB公司重视环境保护的重要体现。

图5  两台Almig公司生产的冷干器始终是平行运行，保证输出的压缩空气露点温度低于2℃

及时传递故障信息

ABB公司可以通过故障信息记录器查询压缩机零部件出现的故障，并及时通知维修服务人员。用户可以提出发送更加详细的故障信息德要求。同时，集装箱外的指示灯也发出警示信号，使得附近的维修人员能够及时得知集装箱式空压机站出了问题。除此之外，站内的中央控制柜还提供了利用RS485接口把这些信息进一步传输出去的可能性。对此，Almig公司可以提供两种性能可靠的远程监控系统。

Plant Control V型远程监控系统，它能将Air Control 3控制系统的数据经调制解调器或Profibus现场总线传送到企业内部的计算机中。

Plant Control T型远程监控系统，集装箱空压机站中所有可读取的数据都可经电话服务的调制解调器连接传送到事先规定的维修中心或Almig公司。在这一系统中，生产过程中所有的波动数据都可以被企业外的专业维修站或签约维修伙伴所使用。

ABB公司估计，在采用这种新的空压机方案之后每年可以减少约15 t CO2的排放。而且据他们估算每年可节约17%的能源费用。包括空压机电气控制柜在内的这种解决方案的设计是按照适合于未来需要的指导性解决方案设计的，因为两台70 kW的转速可调的设备在将来压缩空气需求量增加时，可以顺利的更换为100 kW的设备。