二十一世紀以來，隨著我國經(jīng)濟社會的迅速發(fā)展，在推動人類社會進步的同時，卻也帶來了嚴重的資源浪費和環(huán)境污染問題。近年來隨著節(jié)能減排的不斷深化，節(jié)能技術(shù)開始得到人們的重視，并在生產(chǎn)生活的諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

空壓機作為煤炭、鋼鐵、紡織等行業(yè)工業(yè)生產(chǎn)中的重要設(shè)備，其能耗較高且運行效率較低，已經(jīng)成為生產(chǎn)過程中能源損耗的重要環(huán)節(jié)。

空壓機運行存在的問題

據(jù)統(tǒng)計，我國大型工業(yè)設(shè)備的用電量占整個社會用電量的60%以上，而大型工業(yè)設(shè)備用電量中空壓機用電量約占15%左右，其能耗在我國社會用電量中占據(jù)著重要的地位。另外有調(diào)查顯示，空壓機在5年的運行成本中，設(shè)備成本僅占總成本的12%左右，運行成本則占80%左右，可見降低空壓機能耗對降低空壓機運行成本有著重要的意義?？諌簷C節(jié)能市場近年來始終保持較快的增長勢頭，發(fā)展?jié)摿κ志薮蟆?

經(jīng)過長期生產(chǎn)實踐的不斷完善，空壓機在機械原理等方面已經(jīng)十分成熟，但隨著人們對節(jié)能減排重視程度的不斷提高，空壓機在節(jié)能方面仍存在諸多問題。一般來說在工業(yè)生產(chǎn)中，生產(chǎn)過程中的用氣量與用氣壓力等指標通常是不斷變化的，這就要求空壓機的運行狀態(tài)不斷隨負荷要求發(fā)生變化?？諌簷C的控制技術(shù)已經(jīng)成為影響空壓機效率和性能的重要因素，同時也是保證空壓機安全穩(wěn)定運行的重要保證，傳統(tǒng)的控制方式包括以下兩種：

1、電氣聯(lián)鎖控制技術(shù)

電氣連鎖控制就是通過對空壓機管網(wǎng)壓力的監(jiān)控而實現(xiàn)的控制技術(shù)。當空壓機產(chǎn)生的氣量氣壓超過負荷需求時，管網(wǎng)的壓力將上升，當壓力值超過某一設(shè)定閾值時聯(lián)鎖信號控制空壓機停機，從而降低管網(wǎng)的壓力，當管網(wǎng)的壓力下降到小于某一設(shè)定閾值時聯(lián)鎖信號將控制空壓機再次開機。這種電氣聯(lián)鎖的控制方式在負荷頻繁變化且儲氣罐容量較小時，將導(dǎo)致空壓機頻繁的開停機，開停機時產(chǎn)生的沖擊不僅對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成了較大的影響，造成了較大的功率損耗，還對空壓機造成了較大的損害，大大縮短了空壓機的使用壽命。

2、自動加卸載控制技術(shù)

自動加卸載控制是一種通過空壓機電動機的加卸載而實現(xiàn)的控制方式。當管網(wǎng)壓力超過某一設(shè)定的閾值時，控制調(diào)節(jié)空壓機的進口導(dǎo)葉，通過導(dǎo)葉的減小實現(xiàn)空壓機輸出氣量氣壓的減??；當導(dǎo)葉減小到最小狀態(tài)且管網(wǎng)壓力達到卸載壓力閾值時，控制空壓機電動機卸載，與壓縮機脫離，此時電動機保持空載狀態(tài)，空壓機不再產(chǎn)生壓縮空氣，管網(wǎng)壓力得以減小。當管網(wǎng)壓力逐步降到加載壓力閾值時，控制空壓機電動機加載，與壓縮機自動對接，并逐步打開導(dǎo)葉，滿足符合的用氣需求。與電氣聯(lián)鎖控制方式相比，自動加卸載控制作為一種有級的控制方式，控制更加靈活，但電動機始終保持運轉(zhuǎn)狀態(tài)，一方面不利于電動機的使用壽命，另一方面造成了空載功耗的浪費。

空壓機節(jié)能技術(shù)及其應(yīng)用

1. 變頻控制技術(shù)

當前變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)在空壓機中得到了較為廣泛的應(yīng)用，并發(fā)揮了重要的節(jié)能效果。傳統(tǒng)的空壓機調(diào)速都是采用加載和卸載的瞬時方式實現(xiàn)，過電流較大，造成的電壓波動與氣壓波動不僅造成了較大的能耗，還造成了設(shè)備較為嚴重的磨損，縮短了設(shè)備的使用壽命。變頻調(diào)速技術(shù)就是利用變頻器，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，通過改變電流的頻率實現(xiàn)對空壓機中電動機轉(zhuǎn)速的控制與調(diào)節(jié)，其改變了傳統(tǒng)的調(diào)速方式，具有更強的靈活性，能夠在較短時間內(nèi)實現(xiàn)空壓機轉(zhuǎn)速的多次調(diào)節(jié)，且調(diào)速過程更加平穩(wěn)，從而大大減少了空壓機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)過程中不必要的能量損耗，提高了空壓機的運行效率。與傳統(tǒng)的調(diào)速方式相比，變頻調(diào)速技術(shù)更加適應(yīng)空壓機輕載運行條件，調(diào)速過程中電動機的電能損耗也大大降低。

2. 基于負荷預(yù)測的控制技術(shù)

負荷變化是導(dǎo)致空壓機運行狀態(tài)的改變的重要原因，由于控制裝置對空壓機的控制調(diào)節(jié)具有明顯的滯后性，導(dǎo)致空壓機的調(diào)節(jié)通常較為急促，一方面造成了較大的功耗損失，另一方面對空壓機也造成了較大的損耗。通常在工業(yè)生產(chǎn)中，負荷的變化具有一定的規(guī)律，因此通過對負荷變化的預(yù)測，提前對空壓機進行控制調(diào)節(jié)，通過緩變滿足下一時刻的符合需求，一方面減少了空壓機的驟停晝起，避免了對空壓機的損耗，另一方面大大減少了空壓機調(diào)整過程中不必要的功率損耗，提高了空壓機的效率。

負荷預(yù)測的準確性直接決定了控制的精確性。為了實現(xiàn)準確的負荷預(yù)測，一方面控制算法中設(shè)置有反饋校正以及滾動優(yōu)化環(huán)節(jié)，利用負荷的變化實時對預(yù)測模型進行更新和校正，實現(xiàn)精準的短期預(yù)測；另一方面對負荷變化的大數(shù)據(jù)進行分析與挖掘，分析負荷變化的長期性規(guī)律，進一步提高預(yù)測精度。

3. 空壓機群優(yōu)化控制技術(shù)

當單臺空壓機難以滿足用戶的需求時，需要利用空壓機群來滿足用戶的更高需求。單臺空壓機的控制調(diào)節(jié)方式較為單調(diào)，只能通過空壓機中電動機的啟停、轉(zhuǎn)速調(diào)整以及導(dǎo)葉開閉等操作實現(xiàn)，難以滿足不同的負荷變化，而應(yīng)用空壓機群后，控制方式得到了較大的豐富。通過對多臺空壓機的組合控制，更能夠適應(yīng)負荷多樣的變化情況，同時通過負荷的合理分配，能夠使每臺空壓機都運行在最佳的負荷狀態(tài)，從而有效延長空壓機的使用壽命，降低空壓機的維護成本。

空壓機群優(yōu)化控制技術(shù)需要對系統(tǒng)中不同區(qū)域進行監(jiān)控，及時獲取各區(qū)域空壓機運行狀況、各存儲罐存儲狀況以及各管道的壓力狀況，并根據(jù)參數(shù)變化情況，利用一定的算法實現(xiàn)對空壓機群的優(yōu)化控制。

結(jié)論

無論是基于負荷預(yù)測的控制技術(shù)還是空壓機群的優(yōu)化控制技術(shù)都需要大量的實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)作為支撐，才能做出最優(yōu)的控制判斷，所以未來空壓機站房管理平臺化是必然的趨勢，大數(shù)據(jù)分析將賦予空壓機智能化的屬性。