空壓系統(tǒng)在線節(jié)能診斷技術(shù)服務(wù)示范項(xiàng)目

蘇州市計(jì)量測試院（以下簡稱“我院”）創(chuàng)立于1957年，是蘇州市市場監(jiān)督管理局依法設(shè)立的法定計(jì)量檢定技術(shù)機(jī)構(gòu)。我院為適應(yīng)節(jié)能減排需求，設(shè)立專業(yè)技術(shù)服務(wù)部門——能源計(jì)量中心，主要從事能源資源的計(jì)量檢測、審計(jì)、檢查、咨詢和評估活動。中心深入踐行“聚焦行政技術(shù)支撐，定位市場檢測需求”發(fā)展理念，依托“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)，推動傳統(tǒng)能源資源計(jì)量從計(jì)量器具檢定/校準(zhǔn)向設(shè)備能（水）效測試和數(shù)據(jù)分析評估轉(zhuǎn)變，不斷豐富深化能源資源計(jì)量一站式技術(shù)服務(wù)體系，為地區(qū)節(jié)能低碳發(fā)展提供量化基礎(chǔ)和計(jì)量技術(shù)支撐。

　　二、項(xiàng)目實(shí)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(yīng)用范圍遍及石油、化工、電力、機(jī)械、電子、醫(yī)藥等領(lǐng)域，80%制造企業(yè)都有需求。據(jù)統(tǒng)計(jì)，空壓機(jī)耗電量占全國工業(yè)總用電量15%左右，占企業(yè)電力總能耗10%～35%。在當(dāng)今能源緊缺的大環(huán)境下，空壓機(jī)能耗問題已經(jīng)引起社會的重視，診斷空壓機(jī)的性能和運(yùn)行效率、增強(qiáng)空壓系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的一個重要途徑。與此同時，如何提升能源計(jì)量數(shù)據(jù)質(zhì)量，使計(jì)量更好的服務(wù)國家“3060”低碳工作也是我院重點(diǎn)關(guān)注的命題。

　　三、具體創(chuàng)新舉措

1. 圍繞“一核四面”體系，開展管家式技術(shù)服務(wù)

從客戶需求出發(fā)，全方位多角度開展空壓系統(tǒng)在線節(jié)能診斷技術(shù)服務(wù)，以“綠色空壓系統(tǒng)”為核心，從四個方面創(chuàng)建管家式技術(shù)服務(wù)體系。

圖1  “一核四面”體系

“一核四面”體系內(nèi)涵：

（1）一個核心：綠色空壓系統(tǒng)。

（2）四個層面：

①能源層面——著眼于空壓系統(tǒng)耗能，掌握“一次能源（供電）質(zhì)量”+“二次能源（壓縮空氣）品質(zhì)”，消除空壓系統(tǒng)運(yùn)行中能源的漏損。

②技術(shù)層面——立足需求，不斷延伸革新空壓系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù)能力，支撐節(jié)能改造，降低企業(yè)成本。

③轉(zhuǎn)換層面——針對系統(tǒng)涉及的轉(zhuǎn)換過程，包括“空壓機(jī)電轉(zhuǎn)氣”、“冷卻水泵電轉(zhuǎn)水”、“干燥機(jī)電再生/氣再生”，提高轉(zhuǎn)換效率。

④防范層面——空壓系統(tǒng)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(xué)習(xí)，我院立足工況現(xiàn)場，不斷提升空壓系統(tǒng)檢測和評價能力，逐漸形成“一核四面”診斷服務(wù)體系，具體項(xiàng)目資質(zhì)見表1。

表1 “一核四面”檢測和評價項(xiàng)目一覽表

2. 依托“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”，實(shí)現(xiàn)空壓系統(tǒng)能效在線診斷

為了更好服務(wù)企業(yè)，實(shí)現(xiàn)空壓系統(tǒng)能效在線診斷，我院主持的“空壓機(jī)能效檢測和節(jié)能評估系統(tǒng)研發(fā)（原江蘇省質(zhì)監(jiān)局2015年科技項(xiàng)目KJ155443）”項(xiàng)目，從單機(jī)版和網(wǎng)頁版角度，進(jìn)行“空壓機(jī)能效在線檢測和評估系統(tǒng)”自主研發(fā)，并獲得相應(yīng)的知識產(chǎn)權(quán)：發(fā)明專利授權(quán)1項(xiàng)（一種空氣壓縮機(jī)能效在線檢測評估系統(tǒng)及方法、ZL201611190112.3[P],2019），實(shí)用新型專利1項(xiàng)（一種空氣壓縮機(jī)性能檢測系統(tǒng)、ZL201720484743.X[P],2018）及軟著1項(xiàng)（空氣壓縮機(jī)能效檢測和節(jié)能評估系統(tǒng)、2016SR363278）。

項(xiàng)目整體架構(gòu)圖如圖2所示，項(xiàng)目一期以單機(jī)版為主，系統(tǒng)二期增加網(wǎng)絡(luò)實(shí)時監(jiān)測平臺功能，以滿足企業(yè)多樣化的需求。

圖2 空壓機(jī)能效檢測和節(jié)能評估系統(tǒng)系統(tǒng)架構(gòu)圖

3. 依托在線計(jì)量檢測，構(gòu)建一站式服務(wù)

為了更好地滿足用能單位對空氣壓縮機(jī)節(jié)能減排的檢測需求，在不影響企業(yè)生產(chǎn)的前提下，我院采用“現(xiàn)場檢測、定制性、一體化”的服務(wù)模式，依托便攜式在線計(jì)量檢測設(shè)備，細(xì)化工作類別，深挖能源計(jì)量潛力，構(gòu)建具有特色的“空壓系統(tǒng)在線節(jié)能診斷技術(shù)服務(wù)”，開拓“橫縱”兩種空氣壓縮機(jī)的計(jì)量服務(wù)模式：“橫向一站式”模式和“縱向一站式”模式。

（1）橫向一站式計(jì)量服務(wù)

“橫向一站式計(jì)量服務(wù)”是指提高空壓系統(tǒng)計(jì)量的項(xiàng)目能力范疇，增加可檢測項(xiàng)目。從“安全、運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)”三個維度創(chuàng)建了“空壓系統(tǒng)電能質(zhì)量檢測+空壓系統(tǒng)配電柜熱成像檢測+壓縮空氣品質(zhì)檢測+空壓系統(tǒng)管路測漏+空壓系統(tǒng)能效檢測+空壓系統(tǒng)節(jié)能量驗(yàn)證”六種有意義的計(jì)量項(xiàng)目方案。

（2）縱向一站式計(jì)量服務(wù)

“縱向一站式計(jì)量服務(wù)”針對每一個計(jì)量技術(shù)服務(wù)項(xiàng)目，從“前期、中期、后期”三個時間維度創(chuàng)建了“需求確認(rèn)+現(xiàn)場檢測環(huán)境查看+開展檢測+結(jié)果分析+改善建議+后續(xù)回訪”等全周期的計(jì)量服務(wù)方案。

　　四、項(xiàng)目取得成效

為了更好地促進(jìn)節(jié)能低碳工作，我院積極開展能源計(jì)量一站式技術(shù)服務(wù)，受省、市、區(qū)（縣）各級行政部門委托，我院先后為150余家重點(diǎn)用能單位開展了能源計(jì)量技術(shù)服務(wù)，對600余臺/套重點(diǎn)耗能設(shè)備開展了能效測試和分析，其中空氣壓縮機(jī)88臺。通過“空壓系統(tǒng)在線節(jié)能診斷技術(shù)服務(wù)”，對企業(yè)空壓系統(tǒng)進(jìn)行能效檢測診斷和能效指標(biāo)分析，不僅推動了企業(yè)能源計(jì)量管理水平提升，還促進(jìn)了企業(yè)能源精細(xì)化管理，有力推進(jìn)了區(qū)域管理升級和節(jié)能技改的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了蘇州市節(jié)能降耗。

1. 空壓機(jī)能效檢測，精準(zhǔn)判斷企業(yè)空壓系統(tǒng)問題

2019年度能源計(jì)量專項(xiàng)技術(shù)服務(wù)工作中，蘇州某電子企業(yè)設(shè)備負(fù)責(zé)人想了解目前單位空壓機(jī)的能效。我院工程師現(xiàn)場與企業(yè)工作人員對接，明確需求內(nèi)容，確定檢測方向。

通過末端氣量與空壓機(jī)額定氣量對比及空壓站干燥系統(tǒng)前后氣體流量對比，我們發(fā)現(xiàn)：

（1）干燥機(jī)的損耗較大，需要更換損耗較小的；

（2）再生方式應(yīng)由原來的定時切換改為露點(diǎn)控制；

（3）空壓機(jī)頻繁加卸載，有“大馬拉小車”的現(xiàn)象，需加裝變頻器或更換小功率設(shè)備。

圖3 空壓機(jī)能效檢測現(xiàn)場

2. 空壓機(jī)排氣量定制化現(xiàn)場評估，幫助企業(yè)完成新空壓系統(tǒng)選型

蘇州某生物科技有限公司車間內(nèi)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(yè)空壓機(jī)系統(tǒng)不能滿足實(shí)際使用要求，需要外購氣罐補(bǔ)充。企業(yè)計(jì)劃更換空壓機(jī)，但是不知道滅菌柜使用過程中的實(shí)際用氣量，無法準(zhǔn)確評估新空壓系統(tǒng)的配置。

我院使用氣體超聲波流量計(jì)對企業(yè)滅菌柜壓縮空氣流量進(jìn)行定制化現(xiàn)場評估，通過模擬滅菌柜在各種程序下運(yùn)行來評估其實(shí)際生產(chǎn)用氣量，為企業(yè)提供數(shù)據(jù)支撐，幫助企業(yè)完成新空壓系統(tǒng)的選型和生產(chǎn)發(fā)展。

3. 壓縮空氣品質(zhì)檢測，助力企業(yè)完成空壓系統(tǒng)更新?lián)Q代

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

經(jīng)過3整天的連續(xù)檢測，我院工程師摸清了企業(yè)壓縮空氣品質(zhì)的現(xiàn)狀，提出了檢測中發(fā)現(xiàn)的問題。對于檢測數(shù)據(jù)不理想的區(qū)域，我院工程師和企業(yè)相關(guān)負(fù)責(zé)人做了一一溝通，企業(yè)對空壓系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置進(jìn)行了調(diào)整，幫助企業(yè)順利完成了空壓系統(tǒng)更新?lián)Q代。

圖4 壓縮空氣品質(zhì)現(xiàn)場檢測（組圖）