开始监控以实现压缩空气系统效率

压缩空气是最大的直接节能机会之一，平均占工业设施耗电量的15%。事实上，在10年的时间里，电力可以占压缩空气系统总成本的76%。

监控压缩空气的使用、识别压缩空气的浪费和低效，以及投资于新的压缩空气设备(包括管道)，这些都是企业通过降低电费降低运营成本的切实途径。

安装无线监控传感器

消除效率的正确方法可以带来回报。这并不少见看到典型的节省高达30%的能源输入到空气压缩机。通过最初选择最高效的空压机类型，确保正确的空气系统设计和持续有效的运行和良好的维护，可以实现这些节省。它还包括最大限度地利用现有的最新技术，并确保注意将泄漏率保持在最低水平的简单措施。

一个很好的开始是监测压缩空气的使用情况，这是特别重要的，因为压缩系统和管道材料的正确布局经常被忽略。当这种情况发生时，就会导致空压机超时工作，消耗不必要的能量。

注意压缩空气系统中的管道材料，以确定提高效率的区域。

应该安装监控传感器，以确定问题区域的位置，并在进行任何系统修改之前提供需要纠正的量化数据。

所使用的监控传感器类型取决于个人偏好。可以使用传统的模拟式传感器收集数据，也可以使用无线传感器向基于云的监控平台报告数据。除了传感器类型外，还应收集压力、湿度和流量，以创建压缩空气系统的完整健康状况。

一些专门为压缩空气系统监测设计的无线传感器不仅提供适当的测量，而且还向基于云的监测平台报告关键数据，并随时访问实时数据。此外，最新的技术会自动提醒用户，如果读数超出预期的性能范围。

通常最好的建议是让一个训练有素的压缩空气专家确定需要什么传感器以及它们需要放置在哪里，作为压缩空气系统评估的一部分。

压缩空气管道中的湿度传感器提醒用户系统中的水分过多。

监控和测量系统压力

使用一个效率低下的压缩空气系统每年可能会浪费数万甚至数十万美元的能源。这些效率低下是由以下几个原因造成的:

• 不足的管道
• 分配管道内部腐蚀
• 太多的肘部
• 管径减小
• 错误的大小的压缩机
• 压缩空气储存不足

在压缩空气系统中，空气泄漏往往是能量损失的主要来源。例如，14.5 psi的压降需要额外消耗10%的能量。此外，每产生2 psi的压缩空气相当于系统总能源成本的1%。

任何这些问题都会导致空压机超时工作，缩短其预期寿命——所有这些都支持监测和测量压缩空气系统压力的需求。在压缩空气系统的关键位置(压缩机室、使用点和分配管道)进行压力读数，以确定系统中是否存在这些问题以及这些问题的位置。如果不收集这些点的压力数据，就无法通过压力剖面来识别压降区域。

湿度读数发现湿度问题

还必须监测和测量湿度水平。过多的水分会腐蚀管道，损坏机械内部部件，增加维护成本，导致停产。在某些应用中，过量的水分会导致产品损坏，导致返工和报废。潮湿也会滋生有害细菌，污染成品。

湿度传感器可以防止这些问题。从压缩机室和使用点的压缩空气管道获取湿度读数，将确定系统是否以最高效率运行。压缩空气系统的高湿度可能表明干燥器、冷凝物清除系统或空气压缩机和干燥器的位置有问题。

流量传感器数据可以揭示多个问题

记录系统气流的需要是不可低估的。空气系统效率低下的一个常见原因是管道阻塞。在传统的管道材料中，内部会随着时间的推移而腐蚀，限制空气的流动。管道尺寸过小也会导致效率低下。在某些情况下，管道的尺寸符合最初的需求，但随着设备对空气需求的增加，管道系统变得太小，无法提供正确的空气压力。

泄漏还会导致压缩空气系统效率低下。泄漏主要发生在旧管道中，但新安装的管道也会发生泄漏。最终，螺纹连接开始分离，为空气从配电网逃逸创造了一条通道。安装错误也会导致泄漏，以及严重伤害的可能性。除了测量和监控外，在安装连接器时，按照制造商的规格组装系统也很重要，以避免泄漏和潜在的伤害。

将流量传感器放置在压缩空气系统的正确位置，可以识别潜在的泄漏、不必要或不恰当的压缩空气使用，以及整个设施和每个部门的需求。检查系统泄漏的最好方法是监测闲置(无生产)期间的人工空气需求。人为的需求越高，系统中的漏洞就越多。

数据的分析也决定了管道的健康状况。管道内部会被腐蚀，造成堵塞，而在外部却看不到任何迹象。流体读数差的区域意味着管道已经开始腐蚀。

正确的系统布局的细节

在收集压缩空气系统的压力、湿度和流量数据后，就可以开始对新系统进行分析和重新设计。调整布局可以减少压降，增加流量，并提供更好的空气质量。

结果表明，需要新设备和新管道。一个合理设计、维护和节能的压缩空气系统每年可以节省数千美元。它还将通过增加供应的可靠性，提高压力系统操作的强度和安全性，最大限度地降低生产损失的风险。

系统重新设计的第一步是对管道系统的布置进行勘察。在你的调查过程中要注意以下问题。

• 太多的肘部
• 气流突变
• 管子过长
• 未使用的压缩空气管道的非隔离长度
• 管道尺寸不足或过大

太多的肘部不是一个明显的原因，但肘部的形状导致空气突然改变方向，失去流动。一种避免使用太多弯头的方法是把管子弄弯。例如，所有直径(1/2“到6”)的Parker Transair铝管，由于经过了qualicoat认证的表面处理，都可以弯曲。有些类型的管道可以用弯管机弯曲。对于直径较大的管道，在弯曲之前需要用沙子填充。

易于弯曲的管道有助于避免压缩空气系统中出现太多弯头。

适当的支撑是管道布置设计中的另一个关键因素。如果支撑不当，过长的管道会超时开始下垂。这种下垂会造成急剧的弯曲，压缩空气猛力进入并减少流动。在悬挂压缩空气管道时，始终使用推荐数量的吊架。一些管道允许用户减少所需的吊架数量。由于Transair采用轻质铝结构，例如，一个20英尺长的部分只需要两个衣架，而传统系统需要四个或更多衣架。

减少管道的凹陷还可以消除多余的湿气，避免在管道中积聚并造成腐蚀和堵塞。某些管道中使用的高级铝合金制成的管道在管道内部具有天然的抗腐蚀能力。管道还可以配置一个强大的外部屏障，以防止环境因素对管道外部造成损害。

铝管的优点

用铝管代替磨损的钢管或铜管是解决压缩空气系统问题的好方法。铜和黑铁由于材料成本低而成为压缩空气系统的首选。然而，螺纹接头通常是泄漏源。为了补偿这些泄漏，空压机开始超时工作以维持必要的流量。这种加班工作降低了空压机的寿命，导致设备过早故障。

传统的金属系统也更容易受到腐蚀。内部腐蚀导致压缩空气管道内部结垢和点蚀。随着腐蚀颗粒的积累，管道开始堵塞，导致系统中出现更多的压降。这些颗粒也会被移出并移动到使用点，对设备造成重大损害。

此外，传统的金属系统需要专门的工人来安装。由于需要焊接铜管，管道安装时需要现场有消防人员。管道的重量也需要额外的安全功能。钢管需要在管道暂停的情况下吊装到位，但有些管道足够轻，一两个工人只需使用剪刀式升降机就能移动到位。另外还有快速连接技术，无需专门的安装工人。

关于作者

Keith Harger是Parker Hannifin, Parker Fluid System Connectors Division - Transair的应用工程师，电话:269-760-7570，电子邮件:kharger@parker.com．

关于派克汉尼汾空气输送管道

派克汉尼汾Transair铝管系统拥有22年的经验，在全球安装超过75万次，已成为压缩空气、真空和惰性气体应用领域值得信赖的品牌。为了帮助压缩空气系统的设计，Parker Transair开发了一套工具，包括设计软件、CAD文件、节能计算器、流量计算器和BIM设计文件。欲了解更多信息，请访问www.parker.com/transair．

所有照片均由帕克·汉尼芬提供。

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