空压系统在线节能诊断技术服务示范项目

苏州市计量测试院（以下简称“我院”）创立于1957年，是苏州市市场监督管理局依法设立的法定计量检定技术机构。我院为适应节能减排需求，设立专业技术服务部门——能源计量中心，主要从事能源资源的计量检测、审计、检查、咨询和评估活动。中心深入践行“聚焦行政技术支撑，定位市场检测需求”发展理念，依托“互联网+”技术，推动传统能源资源计量从计量器具检定/校准向设备能（水）效测试和数据分析评估转变，不断丰富深化能源资源计量一站式技术服务体系，为地区节能低碳发展提供量化基础和计量技术支撑。

　　二、项目实施背景

压缩空气已成为仅次于电力的第二大动力能源，又是具有多种用途的工艺气源，其应用范围遍及石油、化工、电力、机械、电子、医药等领域，80%制造企业都有需求。据统计，空压机耗电量占全国工业总用电量15%左右，占企业电力总能耗10%～35%。在当今能源紧缺的大环境下，空压机能耗问题已经引起社会的重视，诊断空压机的性能和运行效率、增强空压系统经济运行是实现节能减排的一个重要途径。与此同时，如何提升能源计量数据质量，使计量更好的服务国家“3060”低碳工作也是我院重点关注的命题。

　　三、具体创新举措

1. 围绕“一核四面”体系，开展管家式技术服务

从客户需求出发，全方位多角度开展空压系统在线节能诊断技术服务，以“绿色空压系统”为核心，从四个方面创建管家式技术服务体系。

图1  “一核四面”体系

“一核四面”体系内涵：

（1）一个核心：绿色空压系统。

（2）四个层面：

①能源层面——着眼于空压系统耗能，掌握“一次能源（供电）质量”+“二次能源（压缩空气）品质”，消除空压系统运行中能源的漏损。

②技术层面——立足需求，不断延伸革新空压系统相关的技术能力，支撑节能改造，降低企业成本。

③转换层面——针对系统涉及的转换过程，包括“空压机电转气”、“冷却水泵电转水”、“干燥机电再生/气再生”，提高转换效率。

④防范层面——空压系统配电柜、电路红外热成像诊断，消除电路潜在安全隐患。

通过近10年的摸索学习，我院立足工况现场，不断提升空压系统检测和评价能力，逐渐形成“一核四面”诊断服务体系，具体项目资质见表1。

表1 “一核四面”检测和评价项目一览表

2. 依托“物联网技术”，实现空压系统能效在线诊断

为了更好服务企业，实现空压系统能效在线诊断，我院主持的“空压机能效检测和节能评估系统研发（原江苏省质监局2015年科技项目KJ155443）”项目，从单机版和网页版角度，进行“空压机能效在线检测和评估系统”自主研发，并获得相应的知识产权：发明专利授权1项（一种空气压缩机能效在线检测评估系统及方法、ZL201611190112.3[P],2019），实用新型专利1项（一种空气压缩机性能检测系统、ZL201720484743.X[P],2018）及软著1项（空气压缩机能效检测和节能评估系统、2016SR363278）。

项目整体架构图如图2所示，项目一期以单机版为主，系统二期增加网络实时监测平台功能，以满足企业多样化的需求。

图2 空压机能效检测和节能评估系统系统架构图

3. 依托在线计量检测，构建一站式服务

为了更好地满足用能单位对空气压缩机节能减排的检测需求，在不影响企业生产的前提下，我院采用“现场检测、定制性、一体化”的服务模式，依托便携式在线计量检测设备，细化工作类别，深挖能源计量潜力，构建具有特色的“空压系统在线节能诊断技术服务”，开拓“横纵”两种空气压缩机的计量服务模式：“横向一站式”模式和“纵向一站式”模式。

（1）横向一站式计量服务

“横向一站式计量服务”是指提高空压系统计量的项目能力范畴，增加可检测项目。从“安全、运行、经济”三个维度创建了“空压系统电能质量检测+空压系统配电柜热成像检测+压缩空气品质检测+空压系统管路测漏+空压系统能效检测+空压系统节能量验证”六种有意义的计量项目方案。

（2）纵向一站式计量服务

“纵向一站式计量服务”针对每一个计量技术服务项目，从“前期、中期、后期”三个时间维度创建了“需求确认+现场检测环境查看+开展检测+结果分析+改善建议+后续回访”等全周期的计量服务方案。

　　四、项目取得成效

为了更好地促进节能低碳工作，我院积极开展能源计量一站式技术服务，受省、市、区（县）各级行政部门委托，我院先后为150余家重点用能单位开展了能源计量技术服务，对600余台/套重点耗能设备开展了能效测试和分析，其中空气压缩机88台。通过“空压系统在线节能诊断技术服务”，对企业空压系统进行能效检测诊断和能效指标分析，不仅推动了企业能源计量管理水平提升，还促进了企业能源精细化管理，有力推进了区域管理升级和节能技改的实施，实现了苏州市节能降耗。

1. 空压机能效检测，精准判断企业空压系统问题

2019年度能源计量专项技术服务工作中，苏州某电子企业设备负责人想了解目前单位空压机的能效。我院工程师现场与企业工作人员对接，明确需求内容，确定检测方向。

通过末端气量与空压机额定气量对比及空压站干燥系统前后气体流量对比，我们发现：

（1）干燥机的损耗较大，需要更换损耗较小的；

（2）再生方式应由原来的定时切换改为露点控制；

（3）空压机频繁加卸载，有“大马拉小车”的现象，需加装变频器或更换小功率设备。

图3 空压机能效检测现场

2. 空压机排气量定制化现场评估，帮助企业完成新空压系统选型

苏州某生物科技有限公司车间内安装有很多灭菌柜，灭菌柜工作时会消耗大量压缩空气，目前企业空压机系统不能满足实际使用要求，需要外购气罐补充。企业计划更换空压机，但是不知道灭菌柜使用过程中的实际用气量，无法准确评估新空压系统的配置。

我院使用气体超声波流量计对企业灭菌柜压缩空气流量进行定制化现场评估，通过模拟灭菌柜在各种程序下运行来评估其实际生产用气量，为企业提供数据支撑，帮助企业完成新空压系统的选型和生产发展。

3. 压缩空气品质检测，助力企业完成空压系统更新换代

2019年7月，苏州某制药有限公司内部大改造以及空压机系统（空压机+冷干机）换新，需要对压缩空气品质做改造前后的检测。该企业用气点多达29个点，每个点的4个参数（露点、含油量、浮游菌、颗粒物）均要检测，一共检测3次。

经过3整天的连续检测，我院工程师摸清了企业压缩空气品质的现状，提出了检测中发现的问题。对于检测数据不理想的区域，我院工程师和企业相关负责人做了一一沟通，企业对空压系统参数的设置进行了调整，帮助企业顺利完成了空压系统更新换代。

图4 压缩空气品质现场检测（组图）