空壓系統在線(xiàn)節能診斷技術(shù)服務(wù)示范項目

蘇州市計量測試院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“我院”）創(chuàng )立于1957年，是蘇州市市場(chǎng)監督管理局依法設立的法定計量檢定技術(shù)機構。我院為適應節能減排需求，設立專(zhuān)業(yè)技術(shù)服務(wù)部門(mén)——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(xún)和評估活動(dòng)。中心深入踐行“聚焦行政技術(shù)支撐，定位市場(chǎng)檢測需求”發(fā)展理念，依托“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)，推動(dòng)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(shù)服務(wù)體系，為地區節能低碳發(fā)展提供量化基礎和計量技術(shù)支撐。

　　二、項目實(shí)施背景

壓縮空氣已成為僅次于電力的第二大動(dòng)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(lǐng)域，80%制造企業(yè)都有需求。據統計，空壓機耗電量占全國工業(yè)總用電量15%左右，占企業(yè)電力總能耗10%～35%。在當今能源緊缺的大環(huán)境下，空壓機能耗問(wèn)題已經(jīng)引起社會(huì )的重視，診斷空壓機的性能和運行效率、增強空壓系統經(jīng)濟運行是實(shí)現節能減排的一個(gè)重要途徑。與此同時(shí)，如何提升能源計量數據質(zhì)量，使計量更好的服務(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(kāi)展管家式技術(shù)服務(wù)

從客戶(hù)需求出發(fā)，全方位多角度開(kāi)展空壓系統在線(xiàn)節能診斷技術(shù)服務(wù)，以“綠色空壓系統”為核心，從四個(gè)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”體系內涵：

（1）一個(gè)核心：綠色空壓系統。

（2）四個(gè)層面：

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

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

③轉換層面——針對系統涉及的轉換過(guò)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(guò)近10年的摸索學(xué)習，我院立足工況現場(chǎng)，不斷提升空壓系統檢測和評價(jià)能力，逐漸形成“一核四面”診斷服務(wù)體系，具體項目資質(zhì)見(jiàn)表1。

表1 “一核四面”檢測和評價(jià)項目一覽表

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

為了更好服務(wù)企業(yè)，實(shí)現空壓系統能效在線(xiàn)診斷，我院主持的“空壓機能效檢測和節能評估系統研發(fā)（原江蘇省質(zhì)監局2015年科技項目KJ155443）”項目，從單機版和網(wǎng)頁(yè)版角度，進(jìn)行“空壓機能效在線(xiàn)檢測和評估系統”自主研發(fā)，并獲得相應的知識產(chǎn)權：發(fā)明專(zhuān)利授權1項（一種空氣壓縮機能效在線(xiàn)檢測評估系統及方法、ZL201611190112.3[P],2019），實(shí)用新型專(zhuān)利1項（一種空氣壓縮機性能檢測系統、ZL201720484743.X[P],2018）及軟著(zhù)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(wǎng)絡(luò )實(shí)時(shí)監測平臺功能，以滿(mǎn)足企業(yè)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(xiàn)計量檢測，構建一站式服務(wù)

為了更好地滿(mǎn)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(yè)生產(chǎn)的前提下，我院采用“現場(chǎng)檢測、定制性、一體化”的服務(wù)模式，依托便攜式在線(xiàn)計量檢測設備，細化工作類(lèi)別，深挖能源計量潛力，構建具有特色的“空壓系統在線(xiàn)節能診斷技術(shù)服務(wù)”，開(kāi)拓“橫縱”兩種空氣壓縮機的計量服務(wù)模式：“橫向一站式”模式和“縱向一站式”模式。

（1）橫向一站式計量服務(wù)

“橫向一站式計量服務(wù)”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(jīng)濟”三個(gè)維度創(chuàng )建了“空壓系統電能質(zhì)量檢測+空壓系統配電柜熱成像檢測+壓縮空氣品質(zhì)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(wù)

“縱向一站式計量服務(wù)”針對每一個(gè)計量技術(shù)服務(wù)項目，從“前期、中期、后期”三個(gè)時(shí)間維度創(chuàng )建了“需求確認+現場(chǎng)檢測環(huán)境查看+開(kāi)展檢測+結果分析+改善建議+后續回訪(fǎng)”等全周期的計量服務(wù)方案。

　　四、項目取得成效

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

1. 空壓機能效檢測，精準判斷企業(yè)空壓系統問(wèn)題

2019年度能源計量專(zhuān)項技術(shù)服務(wù)工作中，蘇州某電子企業(yè)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(chǎng)與企業(yè)工作人員對接，明確需求內容，確定檢測方向。

通過(guò)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(fā)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(lái)的定時(shí)切換改為露點(diǎn)控制；

（3）空壓機頻繁加卸載，有“大馬拉小車(chē)”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(chǎng)

2. 空壓機排氣量定制化現場(chǎng)評估，幫助企業(yè)完成新空壓系統選型

蘇州某生物科技有限公司車(chē)間內安裝有很多滅菌柜，滅菌柜工作時(shí)會(huì )消耗大量壓縮空氣，目前企業(yè)空壓機系統不能滿(mǎn)足實(shí)際使用要求，需要外購氣罐補充。企業(yè)計劃更換空壓機，但是不知道滅菌柜使用過(guò)程中的實(shí)際用氣量，無(wú)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(yè)滅菌柜壓縮空氣流量進(jìn)行定制化現場(chǎng)評估，通過(guò)模擬滅菌柜在各種程序下運行來(lái)評估其實(shí)際生產(chǎn)用氣量，為企業(yè)提供數據支撐，幫助企業(yè)完成新空壓系統的選型和生產(chǎn)發(fā)展。

3. 壓縮空氣品質(zhì)檢測，助力企業(yè)完成空壓系統更新?lián)Q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(zhì)做改造前后的檢測。該企業(yè)用氣點(diǎn)多達29個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)的4個(gè)參數（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(guò)3整天的連續檢測，我院工程師摸清了企業(yè)壓縮空氣品質(zhì)的現狀，提出了檢測中發(fā)現的問(wèn)題。對于檢測數據不理想的區域，我院工程師和企業(yè)相關(guān)負責人做了一一溝通，企業(yè)對空壓系統參數的設置進(jìn)行了調整，幫助企業(yè)順利完成了空壓系統更新?lián)Q代。

圖4 壓縮空氣品質(zhì)現場(chǎng)檢測（組圖）