一、压缩空气站能效分级指南制定背景

      压缩空气站(简称空压站)能效等级指标，是全球首个空压站能效标准，也是电机系统首个能效指标标准。据不完全统计，全国规模以上(装机容量在110kW以上)的空压站就有七八十万座，能达到标准3级能效以上(3级以上就为节能型空压站)的空压站应该不超过10%。

      压缩空气系统节能有着20%~30%节能潜力，甚至更多，节能潜力远大于设备节能潜力。只有系统运行节能，才是真实的节能。空压站只是压缩空气系统的一部分(“供给侧”)，只有“需求侧”也就是所有需要压缩空气驱动的元器件，用气量节省了(压缩空气的假性需求减少)，压缩空气系统节能的最大化就能实现。像用电设备一样你需我供，你需要的量少了，我供给的量也相应的减少，甚至让部分空压机停机待命。

二、标准的主要内容和关键技术指标

1、标准主要内容

      本标准规定了工业用压缩空气站设备和系统要求、运行要求、能效指标和等级、能效计算、能效测量方法及综合评价。给出了输功效率作为压缩空气站能效等级考核指标，用电单耗作为经济考核指标;给出了站的规模和压缩空气露点、含油量、余热回收利用等因素引起的能效等级变化，以及计算方法。

2、关键技术指标

      本标准核心内容提出了压缩空气站能效评价指标的方法，给出5个等级的能效评价值，1级能效等级最高，1级到3级为节能型空压站5级能效等级最低。这并不意味着压缩空气站一定要做到1级能效。对企业来说，往往能效等级越高，初期投入的资金会越多，这要根据企业的实际需求来定(投资回报率)，很多时候并不一定需要那么高的能效等级。

3、计算公式简介

      从用能角度来说，压缩空气站综合输功效率是真正的空压站能源效率，是用户所需的流动的压缩空气有效能体现。空压站综合输功效率，综合了热回收利用、压力露点、压缩空气中含不含油等因素，对输功效率进行修正。

      我们可以把空压站看成是一个黑箱子，无论里面装的是离心空压机、螺杆空压机或其它空压机，其共同点是输入的是电能输出的是压缩空气的有效能，将空压站输出总的压缩空气有效能与空压站总的输入电能之比就是空压站的输功效率，再综合上面所述的因素进行修正，对于同一个空压站有喷油机，也有无油机，两路供气压力露点要求不同，可以采用露点修正系数和含油修正系数，修正到一致的露点和(或)含油量压缩空气品质后，按标准中“表1压缩空气站能效等级(供气压力露点≥3℃)”中有油档规定，对压缩空气站能效等级进行评价。

三、标准出台六年后的感悟

      过去针对压缩空气站的节能改造，以节能量多少或用电单耗(电气比)减少了多少为目标，空压站随着从粗放型管理到精细化管理，空压站节能率还可以提高多少，没有明确指标，对于下一步如何再改造和提高，失去了前进的方向。现在通过空压站能效等级分级，为节能改造或合同能源管理工作提供了量化的指标，工作任务更明晰。譬如，这个空压站经过测试是5级，经过改造和提升空压站内的管理，该空压站达到了4级，同时也降低了用电单耗，一目了然。当然，我们更希望新设计的空压站起步就能达到能效3级，逐步向上发展。

      误区:认为1级空压机组成的空压站系统，一定能达到1级空压站。答案是不一定。对于空压站来说，由于空压机选型不当，1级能效的空压机在空压站中发挥不出1级能效的水平。

       如何才能达到节能型空压站呢?我们知道空压站是由空压机组压缩空气净化干燥设备、储气罐、供配电系统、冷却系统、监控系统、站房通风系统和供气管路系统(含阀门仪表)等辅助设备组成的总体。

1、空压机组

      首先我们要明确管网系统的压力高低代表着供需平衡的问题是气量的问题，而非压力的问题。管网压力高说明压缩空气供大于需，管网压力低表明压缩空气供不应求。空压机的额定排气压力是指空压机在此压力以下能够发挥出的能力(气量)，管网压力不是由空压机的排气压力所决定的。

      依据所需总供气流量和压缩空气对含油量的要求，选择采用喷油螺杆空压机或无油(喷水)螺杆空压机，还是采用离心空压机进行气量匹配，排气压力一般是气动元器件平均工作压力的1.1倍来选择(考虑管网压损)，最后再考虑空压机的能效问题。每个空压站配3~6台空压机为宜，每个空压站应选用1~2台具有变频等气量调节功能的空压机，满足供气量变化的需求。

2、压缩空气净化干燥设备

      依据压力露点温度要求和空压站冬季环境温度的影响，选择变频冷冻式、吸附式干燥器(鼓风加热再生、压缩热再生、余热再生等)。依据所需压缩空气含油量、含尘量的要求，选择压缩空气精密过滤器组合。

3、站房冷却设备和通风设备选型

      依据选择的空压机是风冷或水冷型来确认是否需要冷却设备。冷却设备型式的选择是依据当地环保和节能、节水的要求，所处地区水资源影响以及投入的资金情况而定(有开式冷却塔、闭式冷却塔、复合式冷却塔等) 

     依据空压站所处夏季环境温度的影响以及空压机组换热量的要求来确定吸、排气通风机通风量，确定通风机数量以及功率。

4、余热回收利用

      尽可能地采用相关技术和设备回收利用压缩热能，压缩热能回收利用率对空压站综合输功效率的提高贡献度比较高。压缩热能回收可以利用在:锅炉补水预热、工艺流程用供热、吸附式干燥器再生加热、室内空间加热、生产和生活用水加热等等。

5、储气罐 

     储气罐分为湿罐或干罐(缓冲罐)，通常布局顺序为：空压机→储气罐(湿罐)→干燥机→精密过滤器→缓冲罐湿罐的作用是降低压缩空气温度，并去除大量液态冷凝水，将温度低且含气态水的压缩空气导入干燥器，减轻干燥器负荷。

      缓冲罐的作用是储存干燥压缩空气，满足瞬时压缩空气的需求缓解那一时刻空压机的负荷，使之节省能源。

6、供气管路

      管径的粗细对管道末端设备能否得到所需的工作压力至关重要它也影响着整个空压站的能耗损失。依据管路的压力降不得超过空压机使用压力的5%，最好选用比设计值大的管径。合理布置管道，尽量采用弯曲半径大的弯头等措施减少管路压损。另外在使用阀门时优先采用球阀、闸阀或蝶阀，不采用阻力大的截止阀或具有截止型式的止回阀。

7、智能监控系统 

     建立压缩空气系统数据中心，利用设备上部署的传感器，通过数字模拟分析系统，解决数据集、存储、分析、预警和控制等各环节问题。对企业压缩空气系统进行实时监测与预警，通过大数据的趋势分析，智能预判其用气负荷变化，及时调整空压机的运行模式，使空压机运行在高效率区间内。

来源：中国通用机械工业协会 金巍