文/Norbert Barlmeyer和Norbert Nischke 對壓縮空氣的需求量波動幅度較大，且壓縮空氣的產量又不能連續(xù)滿足需求時，費用支出往往就會比較高。在此方面，帶有移位（限位？）開關極限的舊式串級控制系統(tǒng)所起到的作用非常有限，這是因為這種系統(tǒng)所需的壓縮量較高、空運行的時間較長，所以導致的能源消耗費用比較高。新型的轉速可調的峰值載荷空壓機克服了這些不足，因為它在理想的狀態(tài)下，可以降低50%的費用。位于Merzig的Villeroy ＆ Boch AG公司甚至采用兩臺轉速可調的螺桿式空壓機：較小的一臺作為單臺設備，只用于周末；較大的一臺則用于生產作業(yè)負荷的高峰時期，以保證企業(yè)正常的生產需求，避免產生壓力波動。中央壓縮空氣站為整個區(qū)域供氣 整個500m x 60m大小的生產區(qū)域分為上部生產區(qū)和下部倉儲和配送區(qū)。生產區(qū)域里還設有樣機加工中心。整個區(qū)域所需的壓縮空氣由位于上部區(qū)域的中央壓縮空氣站供應。按照Villeroy ＆ Boch 公司技術部經理Christian Reinert的估計，它可以滿足企業(yè)大約95%的用氣需求量。其中，企業(yè)每天大約需要一半數(shù)量的壓縮空氣用于對大約500 t的原材料進行氣動輸送。剩余的5%數(shù)量的壓縮空氣被用于控制用氣和霧化用氣，以便把釉彩涂到瓷磚上。 壓縮空氣中大約有50%的壓力為4.5bar, 其他使用領域為6bar，由此可見壓差比較小。在Reinert看來，如果分開生產壓縮空氣，并不能節(jié)省任何費用，所以他接受了這樣一種做法：另外增加10%能源需求量來生產用于控制系統(tǒng)的另外50%的壓縮空氣（提高1bar的壓力，能源費用要增加大約6-7%）。因此，Villeroy ＆ Boch 公司在中央壓縮空氣站上所設置的最大壓縮空氣壓力為6.8bar，對用于輸送領域的壓縮空氣，則通過使用減壓閥把其壓力調整到所需的水平。 按照生產工藝的要求，瓷磚生產廠家需要把所購買的原材料進行濕磨和干燥，以形成均勻的粉末。粉末通過箕斗進行中間存儲，然后再通過輸送帶系統(tǒng)被送往一個容積為3.5m3的橢圓形壓力腔里。在充填過程結束之后，粉末被置于4.5bar壓力的壓縮空氣之下，通過閥門進入管道。這個輸送過程反復進行。在130m長的管線上分布著幾百個調節(jié)閥（圖1），按照壓縮空氣的不同壓力要求，分別進行調節(jié)，以此來完成整個輸送過程。在輸送目的地，粉末再次被儲存到料斗里，并逐步被傳送給壓力機。 在此壓縮空氣輸送系統(tǒng)中，哪里的輸送線需要用到壓縮空氣，壓縮空氣就被輸送到那里。由于壓力輸送腔的輸送方向受到現(xiàn)有輸送系統(tǒng)的制約，所以壓縮空氣的導入方向顯得并不重要。與以往的輸送技術相比，它具有耐磨損的特點，這主要是因為物料在管線中處于一種旋轉或波浪式的運行狀態(tài)。 產品更換以滿足更大的生產需求 Villeroy ＆ Boch AG公司采用原來的中央壓縮空氣站時只生產一種產品，其生產設備已經使用了20多年。原料篩選設備的改造也導致了對壓縮空氣需求量的增加。在改擴建的過程中，Villeroy ＆ Boch AG公司于2001年底對產品開始進行更換，2002年夏天又增加了兩臺Comp-Air的螺桿式空壓機設備。 該空壓站目前擁有六臺風冷式空壓機，空壓機工作時所散發(fā)出來的熱風在夏天通過風道排出室外，在冬天可以被引到鄰近的生產車間里進行供暖。目前，該空壓站的總生產能力達到70.76m3/min，六臺空壓機的壓縮空氣通過總管道進入壓縮空氣容器，在終端位置還設有很多容器，其總的容量達到大約100m3（主管道符合DN80和DN100標準），以便滿足局部耗能器在某些時候有大需求量的要求。壓縮空氣在三個冷干燥器中進行干燥處理。按照Christian Reinert的介紹，經過干燥處理后的壓縮空氣完全可以達到要求，企業(yè)可以不使用其它耗能大的吸收式干燥設備了。 　　該公司最早所詢問的是一臺132kW、固定轉速的螺桿式空壓機和一臺90kW、轉速可調的空壓機，最后選中了Comp-Air公司的兩臺空壓機設備。其中一臺帶有變頻器，為轉速可調型（圖2），額定功率為132kW，最大送風量可以達到19.1 m3/min，頻率為50Hz。另外一臺空壓機是固定轉速的，額定功率為110kW。Comp-Air公司為轉速可調的空壓機配備了大功率電動機，這樣在低轉速和高載荷的情況下，設備也能提供足夠的風量。另外，電動機的轉速必須要與空壓機的等級相匹配，即最大轉速時的頻率為50Hz，只有這樣，空壓機才能達到完美的工作狀態(tài)。轉速可調的空壓機一般是一種通用型空壓機，可以連續(xù)長時間工作，由于功率大，它的送風量應該比現(xiàn)有的其他單臺設備都要大。正是因為只有這樣，它才可以替代其他的空壓機，并依據(jù)對壓縮空氣的不同需求量，確保平穩(wěn)的開啟和關閉。如果空壓站只配備功率相同的空壓機，則這種要求就很難得到滿足了。 　　 目前該壓縮空氣站總的供風能力達到70.76 m3/min，利用率達到70-80%，平均峰值耗量為50 m3/min。還有20%的功率冗余相當于一臺新的Comp-Air空壓機的功率（19.1 m3/min）。當一臺這樣的空壓機出現(xiàn)故障或需要維護時，使用大空壓機的冗余功率即可保證生產的正常進行了。 可以看到，在Villeroy ＆ Boch公司的空壓機站內，新的一臺轉速可調空壓機在日常連續(xù)工作承擔基本任務和峰值載荷時的任務，舊的一臺轉速可調空壓機（非Comp-Air公司的產品，其送風量為8.9 m3/min）只在在周末工作。其他的空壓機設備沒有與上一級控制系統(tǒng)的開關相連接，開機順序依據(jù)事先所掌握的需求量的情況而設定，所以在沒有上一級控制系統(tǒng)干預的情況下，設備的空運行率也只有5%（主要是因為采用了轉速可調的空壓機的原因）。在周末只有舊的那臺轉速可調的空壓機處于工作狀態(tài)，其他空壓機一律關閉，通過可調的轉速對漏風損失進行補償，并使管線處于良好的壓力狀態(tài)下，這樣可以降低企業(yè)的運行成本。