空壓系統在線節能診斷技術服務示范項目

蘇州市計量測試院（以下簡稱“我院”）創立于1957年，是蘇州市市場監督管理局依法設立的法定計量檢定技術機構。我院為適應節能減排需求，設立專業技術服務部門——能源計量中心，主要從事能源資源的計量檢測、審計、檢查、咨詢和評估活動。中心深入踐行“聚焦行政技術支撐，定位市場檢測需求”發展理念，依托“互聯網+”技術，推動傳統能源資源計量從計量器具檢定/校準向設備能（水）效測試和數據分析評估轉變，不斷豐富深化能源資源計量一站式技術服務體系，為地區節能低碳發展提供量化基礎和計量技術支撐。

　　二、項目實施背景

壓縮空氣已成為僅次于電力的第二大動力能源，又是具有多種用途的工藝氣源，其應用范圍遍及石油、化工、電力、機械、電子、醫藥等領域，80%制造企業都有需求。據統計，空壓機耗電量占全國工業總用電量15%左右，占企業電力總能耗10%～35%。在當今能源緊缺的大環境下，空壓機能耗問題已經引起社會的重視，診斷空壓機的性能和運行效率、增強空壓系統經濟運行是實現節能減排的一個重要途徑。與此同時，如何提升能源計量數據質量，使計量更好的服務國家“3060”低碳工作也是我院重點關注的命題。

　　三、具體創新舉措

1. 圍繞“一核四面”體系，開展管家式技術服務

從客戶需求出發，全方位多角度開展空壓系統在線節能診斷技術服務，以“綠色空壓系統”為核心，從四個方面創建管家式技術服務體系。

圖1  “一核四面”體系

“一核四面”體系內涵：

（1）一個核心：綠色空壓系統。

（2）四個層面：

①能源層面——著眼于空壓系統耗能，掌握“一次能源（供電）質量”+“二次能源（壓縮空氣）品質”，消除空壓系統運行中能源的漏損。

②技術層面——立足需求，不斷延伸革新空壓系統相關的技術能力，支撐節能改造，降低企業成本。

③轉換層面——針對系統涉及的轉換過程，包括“空壓機電轉氣”、“冷卻水泵電轉水”、“干燥機電再生/氣再生”，提高轉換效率。

④防范層面——空壓系統配電柜、電路紅外熱成像診斷，消除電路潛在安全隱患。

通過近10年的摸索學習，我院立足工況現場，不斷提升空壓系統檢測和評價能力，逐漸形成“一核四面”診斷服務體系，具體項目資質見表1。

表1 “一核四面”檢測和評價項目一覽表

2. 依托“物聯網技術”，實現空壓系統能效在線診斷

為了更好服務企業，實現空壓系統能效在線診斷，我院主持的“空壓機能效檢測和節能評估系統研發（原江蘇省質監局2015年科技項目KJ155443）”項目，從單機版和網頁版角度，進行“空壓機能效在線檢測和評估系統”自主研發，并獲得相應的知識產權：發明專利授權1項（一種空氣壓縮機能效在線檢測評估系統及方法、ZL201611190112.3[P],2019），實用新型專利1項（一種空氣壓縮機性能檢測系統、ZL201720484743.X[P],2018）及軟著1項（空氣壓縮機能效檢測和節能評估系統、2016SR363278）。

項目整體架構圖如圖2所示，項目一期以單機版為主，系統二期增加網絡實時監測平臺功能，以滿足企業多樣化的需求。

圖2 空壓機能效檢測和節能評估系統系統架構圖

3. 依托在線計量檢測，構建一站式服務

為了更好地滿足用能單位對空氣壓縮機節能減排的檢測需求，在不影響企業生產的前提下，我院采用“現場檢測、定制性、一體化”的服務模式，依托便攜式在線計量檢測設備，細化工作類別，深挖能源計量潛力，構建具有特色的“空壓系統在線節能診斷技術服務”，開拓“橫縱”兩種空氣壓縮機的計量服務模式：“橫向一站式”模式和“縱向一站式”模式。

（1）橫向一站式計量服務

“橫向一站式計量服務”是指提高空壓系統計量的項目能力范疇，增加可檢測項目。從“安全、運行、經濟”三個維度創建了“空壓系統電能質量檢測+空壓系統配電柜熱成像檢測+壓縮空氣品質檢測+空壓系統管路測漏+空壓系統能效檢測+空壓系統節能量驗證”六種有意義的計量項目方案。

（2）縱向一站式計量服務

“縱向一站式計量服務”針對每一個計量技術服務項目，從“前期、中期、后期”三個時間維度創建了“需求確認+現場檢測環境查看+開展檢測+結果分析+改善建議+后續回訪”等全周期的計量服務方案。

　　四、項目取得成效

為了更好地促進節能低碳工作，我院積極開展能源計量一站式技術服務，受省、市、區（縣）各級行政部門委托，我院先后為150余家重點用能單位開展了能源計量技術服務，對600余臺/套重點耗能設備開展了能效測試和分析，其中空氣壓縮機88臺。通過“空壓系統在線節能診斷技術服務”，對企業空壓系統進行能效檢測診斷和能效指標分析，不僅推動了企業能源計量管理水平提升，還促進了企業能源精細化管理，有力推進了區域管理升級和節能技改的實施，實現了蘇州市節能降耗。

1. 空壓機能效檢測，精準判斷企業空壓系統問題

2019年度能源計量專項技術服務工作中，蘇州某電子企業設備負責人想了解目前單位空壓機的能效。我院工程師現場與企業工作人員對接，明確需求內容，確定檢測方向。

通過末端氣量與空壓機額定氣量對比及空壓站干燥系統前后氣體流量對比，我們發現：

（1）干燥機的損耗較大，需要更換損耗較小的；

（2）再生方式應由原來的定時切換改為露點控制；

（3）空壓機頻繁加卸載，有“大馬拉小車”的現象，需加裝變頻器或更換小功率設備。

圖3 空壓機能效檢測現場

2. 空壓機排氣量定制化現場評估，幫助企業完成新空壓系統選型

蘇州某生物科技有限公司車間內安裝有很多滅菌柜，滅菌柜工作時會消耗大量壓縮空氣，目前企業空壓機系統不能滿足實際使用要求，需要外購氣罐補充。企業計劃更換空壓機，但是不知道滅菌柜使用過程中的實際用氣量，無法準確評估新空壓系統的配置。

我院使用氣體超聲波流量計對企業滅菌柜壓縮空氣流量進行定制化現場評估，通過模擬滅菌柜在各種程序下運行來評估其實際生產用氣量，為企業提供數據支撐，幫助企業完成新空壓系統的選型和生產發展。

3. 壓縮空氣品質檢測，助力企業完成空壓系統更新換代

2019年7月，蘇州某制藥有限公司內部大改造以及空壓機系統（空壓機+冷干機）換新，需要對壓縮空氣品質做改造前后的檢測。該企業用氣點多達29個點，每個點的4個參數（露點、含油量、浮游菌、顆粒物）均要檢測，一共檢測3次。

經過3整天的連續檢測，我院工程師摸清了企業壓縮空氣品質的現狀，提出了檢測中發現的問題。對于檢測數據不理想的區域，我院工程師和企業相關負責人做了一一溝通，企業對空壓系統參數的設置進行了調整，幫助企業順利完成了空壓系統更新換代。

圖4 壓縮空氣品質現場檢測（組圖）