第４３卷第７期 ２０１７年７月 研究与开发 Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ 化工设计通讯 Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ 压缩空气系统的节能设计与优化方式研究 胡 磊，郭 爱 （福建福清核电有限公司，福建福清３５０３００） 摘要：在社会可持续发展的大环境下，压缩空气系统的应用直接关系着生产耗电量和运营成本，与企业的经济效益和社 会效益都存在着密切的联系。为更好地实现节能减排，应当就压缩空气系统的节能设计与优化方式开展研究和分析，因此就此 进行简要分析，以实现能源资源的优化利用，供相关人员参考。 关键词：压缩空气；系统；节能设计；优化方式 中图分类号：ＴＨ４１；ＴＫ０１８ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００３—６４９０（２０１７）０７－０１３８－０２ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｅｎｅｒｇｙ—ｓａＶｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ Ａｉｒ Ｓｙｓｔｅｍ 日 Ｌｅｉ，ＧｕｏＡｆ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｆ ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｓｏｃｉｅｔｙ，ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ ａｉｒ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｃｏｓｔｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ａｎｄ ｓｏｃｉａｌ ｂｅｎｅｆｉｔｓ ｏｆ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ ａｒｅ ｃｌｏｓｅｌｙ ｌｉｎｋｅｄ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｂｅｔｔｅｒ ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ａｎｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ，ｉｔ ｉｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｔｏ ｃａｒｒｙ ｏｕｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ ａｉｒ ｓｙｓｔｅｍ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ａ ｂｒｉｅｆ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｓ ｍａｄｅ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ， ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｏｎｌｙ ｆｏｒ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ ａｉｒ；ｓｙｓｔｅｍ；ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ；ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ 压缩空气系统主要由空气压缩机、干燥器、过滤器等组成， 在对大气压力的空气进行压缩后，以高压力将其输送给气动 系统，从而更好地满足不同工况下对压缩空气的应用需求。为 更好地实现能源资源的优化利用，节约社会成本，应当加大 力度对压缩空气系统的节能设计与优化方式进行研究和分析， 从而促进企业降本增效目标的顺利实现。 １设备选型 就压缩空气系统的运行情况来看，空气压缩机和空气后 处理设备是活动所需的主要设备类型，一般情况下，不同的 生产活动对压缩空气系统的运行需求也存在一定差异，使得 空气压缩机选型及空气后处理工艺上也各不相同，此种情况 下，需要充分做好设备选型工作，为压缩空气系统的高效运 行提供可靠的设备支持，促进节能减排得以真正实现。 １．Ｉ空气压缩机选型 空气系统的运行压力控制在最低范围内。不同行业对于压缩 空气系统的运用给出了不同压力下的流速计算公式，一般在 空气流速超出９ｍ／ｓ的情况下，气流会对管道内粉尘和颗粒等 产生作用，对压缩空气系统相关设备造成磨损，影响设备应 用效果。而在流速低于６ｍ／ｓ的情况下，流速对管道内粉尘和 碎屑的作用力较小，使得此类物质在管道内部发生沉降。若 在适当位置设置排污点可以将粉尘和碎屑等顺畅排出，减少 对压缩空气系统的设备性能所造成的不利影响。因此，在压 缩空气系统的节能设计与优化的过程中，最好将流速控制在 ６－９ｍ／ｓ，以便于粉尘、颗粒与碎屑等排出。 ２．２管道选材 常见的空气压缩机主要由离心式和喷油螺杆式，在实际 应用中需要结合生产实际需求对空气压缩机进行正确选择， 以保证压缩空气系统运行的可靠性。一般情况下，喷油螺杆 空气压缩机适用于新设计的压缩空气系统中，当系统要求单 台空气压缩机排气量超出标准时，或用户对含油量有特殊要 求且排气量适宜时，可以选用离心式空气压缩机。 １．２干燥器选型 在压缩空气系统中，常见的干燥器有冷冻式和吸附式两 种，其中冷冻式干燥器排出的空气呈饱和状态，而吸附式干 燥器在变压吸附作用下实现０℃以下的露点温度。实际应用中 需要结合用户对压缩空气品质的要求以及压缩空气品质相关 标准进行合理选择，确保干燥器的使用性能得到有效发挥。 ２．３管网布置 １．３过滤器选型 管网布置在压缩空气系统节能设计与优化中所占的比重 其他净化设备的选型则需要结合压缩空气系统的运行需 相对较低，但为有效降低能源消耗，提高压缩空气系统运行有 求，以除油除尘为基本目标选择适宜的过滤器，保证净化程 效性，应当严格依照相关设计规范中管网布置要求进行处理， 度可靠，切不可过度净化以免加剧系统压力，不仅给压缩空 尤其是要掌握好管道走向，为后续设备检修提供便利，通过 气系统的运行造成不利影响，还会增加运行成本，无法真正 对压缩空气系统的节能设计和优化，降低管道污染腐蚀几率， 实现节能减排。过滤器选型要满足用户对于空气压缩的品质 保证管网布置的规范性和可靠性。比如车间内压缩空气管网 要求，并与国际标准相一致，确保过滤器的使用功能在压缩 的环路布置可以保证供气稳定性可靠性，管道排水坡度控制 在３％以为有助于促进管道内冷凝水的顺流，支管与主管之间 空气系统中得到最大化发挥。 连接方式的改进便于管内冷凝水自动流入排污装置，以免给 ２压缩空气系统的节能设计与优化方式 ２．１流速控制 用气设备的使用性能造成影响。 为保证压缩空气系统真正实现节能设计和优化，应当对 ３结束语 综上所述，压缩空气系统在企业生产中发挥着重要的作 设计流速加以科学化控制，保证管道内径的精准度，将压缩 用，具有广泛性和普遍性。在社会可持续发展理念下对压缩空 气系统的节能设计和工艺优化，应当准确把握社会形势，对 收稿日期：２０１７￣０５～２３ 作者简介：胡磊（１９８９一），男，湖北随州人，助理工程师，主要研 社会能源资源加以科学化应用，保证相关设备使用的安全性 （下转第１４４页） 究方向为压缩空气。 ・ｌ３８・ 管道选材也是压缩空气系统节能设计与优化中的重要内 容，需要以压缩空气系统相关设计规范为依据，结合产业需 求合理选择管道材料，一般情况下，镀锌焊接钢管和镀锌流 体输送用无缝钢管是比较常用的管道材料。应当注意的是， 在压缩空气系统中对管材的应用，应当及时取出镀锌层以保 证管材焊接质量可靠，在焊接完成后对其进行打磨和防腐处 理，确保其满足压缩空气系统的应用标准。在这一过程中施 工工艺比较复杂，操作精准度要求较高，因而劳动力成本较 大，尤其是在受到高温气体以及高湿度环境的作用，镀锌层 脱落以后对压缩空气系统相关设备的使用性能和寿命产生影 响。为保证压缩空气系统的节能效果，在管道选材的过程中 应当不断研发新材料和新工艺，优化焊接操作，弥补管材表 面剥落等不足，确保设备的使用价值在压缩空气系统中得打 最大发挥。 第４３卷第７期 ２０１７年７月 研究与开发 Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ 化工设计通讯 Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ．ｇ２标样重量和峰面积 ０８∞ｅ０薹… 一 ‘、 ’、 ０ ５ Ｏ ５㈣ 呲 ０㈣ ５ Ｏ ～～ ９６５ ９５５ ９４５ ９３５ ９２５ ９１５ 图３吡虫啉的红外光谱 为误差偏大，提升吡虫啉化学检验方式的精准性，增多校正 集样品的数量，对模型进行调整，其测定准确度将会获得大 大提升。 尽管近红外光谱法比一般化学分析法的偏差要稍大，但 兼顾到样本不用进行任何处理，不用专业人员，不耗损大量 材料与试剂，在短时间内就可以测定出一个样本，可以满足 运行环节实时检测的要求，依旧有较为可观的使用前景。 参考文献 【１】王冬，郑殷恬，吴厚斌，等．近红外光谱法同时定量测定复配乳油 农药中的三种活性成分［Ｊ］．分析试验室，２０１０，（Ｓ１）：２２．２６． ・◆－．＿＋－＋－．－◆０ ◆一＋－．－——．．一＋０ （上接第１３８页） ［１］郑磊，孙洪刚，孙翠翠．压缩空气系统的工艺优化及节能设计［Ｊ］ 和经济性，从而真正实现节能减排， 推进整个社会的发展进 合成纤维，２０１３，４２（４）：３２—３４． ［２】文红．压缩空气系统的节能设计［Ｊ］．建筑技术开发，２０１６，４３（４） 步。 ｌ１９．１２０． 参考文献 （上接第１４０页） ４．４．１光泽度和梳理性的测试 （２）０℃恒温冰箱冷藏，考察３个月，无分层。 （３）一１５℃恒温冰箱冷冻，考察３个月，无分层。 因此本洗发水的稳定性良好。 先用洗发水３～５ｇ清洗正常环境下的头发，用手轻揉头发， 至洗发水完全涂抹到所有头发上，大约２０ｓ之后，再用水冲洗 ５结束语 现如今，雾霾天气愈来愈严重，对人们的日常生活造成 干净。在冲水时感受头发的柔顺度，并用梳子梳理头发，评 估其梳理性，评估头发的光泽度和梳理性能。 了很大困扰。爱美的现代人对头发的发质都十分关心，本产 选择一个雾霾天气，将被测头发放在室外２～３ｈ后，以同 品可以让人们远离雾霾对头发的损伤，因而，本产品的前景 样的方法测试其光泽度及梳理性，并与正常情况下的头发进 良好，有很大的市场价值。 参考文献 行对比。结果发现使用本洗发水的头发更加光滑柔顺。 ４．４．２稳定性的测试 ［１］闰永涛．自然柔顺香波及护发素的开发［Ｄ］．广州：华南理工大学， ２０１４． （１）３７℃恒温培养箱，考察３个月，无分层，无明显变色。 ＋－．．＋。＋－－－●｝。◆。◆－◆。◆。◆＿＋・－－●－。＋。・＿－．－◆－－・● －‘ ．．＿ （上接第７３页） ３总结 通常来说，烧结分为单元烧结和多元烧结，一些特殊的 领域也会采用熔浸、热压等烧结方法。烧结环节需要重点注 意的是温度，其基本流程是，将铁坯输入烧结设备中，如果 采取的是固相烧结，需保持烧结温度低于铁坯的熔点，铁坯 只发生纯金属的组织变化，同时铁粉颗粒间黏结、致密化， 金属组织间的不会出现溶解，也不出现合金等新型金属。 烧结过后的铁坯，基本上可以满足各行业所需，其杂质 等经过铁粉制取、烧结已经基本被清除，此时可以根据所要 加工的工件对铁坯进行热处理、电镀、轧制等，将其制成工 件或者使其符合下一步加工的要求【６］。 ２．５回收铁粉的应用 对资源进行二次利用，是社会进步的体现，也是时代发 展的要求，在钢铁循环经济中应用粉末冶金技术，充分了解 铁粉回收、铁坯压制、铁坯烧结等关键环节并对其进行有效 把控，有利于粉末冶金技术的发展、进步，也有利于其在钢 铁循环经济中的进一步应用。 参考文献 ［１］郭志猛，杨薇薇，曹慧钦．粉末冶金技术在新能源材料中的应用［Ｊ］． 粉末冶金工业，２０１３，（３）：１０—２０． 【２】江涛，吕巧飞，张维娜，等．粉末冶金技术在材料科学与工程专业 教学实践中的研究和讨论［Ｊ］．人力资源管理，２０１４，（４）：１８２．１８３． 【３】任朋立．浅析粉末冶金材料及冶金技术的发展【Ｊ】．新材料产业， ２０１４，（９）：１７—２０． 调查显示，利用回收的铁粉进行机械加工，材料利用率 往往在９０％以上，而直接使用金属材料进行加工，利用率只 【４］陈晓华，贾成厂，刘向兵．粉末冶金技术在银基触点材料中的应用 Ⅲ．粉末冶金工业，２００９，（４）：４１—４７ 有５０％左右，一个值得注意的现象是，大部分的回收铁粉都 ５］亓家钟．粉末冶金技术的最新进展［Ｊ］．粉末冶金材料科学与工程， 被应用于汽车制造行业，日本８０％的回收铁粉应用于汽车零 ［１９９９，（２）：ｌ１３．１１７． 部件制造，其行业利润也远大于我国，如何将回收铁粉应用 ６］邱智海，曾维平．粉末冶金技术在航空发动机中的应用［Ｊ】．科技创 于汽车制造领域或者其他领域，是目前我国相关行业需要考 ［新导报，２０１６，（７）：１０．１２． 虑的问题。 ・１４４・ 、