一位经验丰富的压缩空气系统审计师能够提出更高效的系统配置方案
在浙江省杭州市的一家塑料制品制造工厂进行的一项压缩空气系统评估得出了令人意外的结果。该工厂生产用于食品包装的3米宽塑料挤出板材。此次评估旨在确定压缩空气生产系统的效率，并寻找改进方法。
压缩空气生产系统由三台独立控制的风冷、喷油、旋转双螺杆空压机组成。其中包括两台37千瓦（50马力）的定频空压机和一台37千瓦的变频驱动空压机。在0.86兆帕压力下，它们合计额定输出约为16.4立方米/分钟。这些空压机采用效率较低的级联式压力带设置运行，导致工厂压力波动较大。压缩空气使用带露点控制的无热再生吸附式干燥机以及并联的过滤器进行干燥和净化，每台空压机配有一套过滤器和一台干燥机。吸附式干燥机通过控制其再生吹扫，当对应的空压机卸载时，该模式会关闭吹扫。
包括管道在内的系统有效储气容积测定约为6立方，对于这种规模的系统来说是不错的容量。采用变频控制的压缩空气系统不需要巨大的储气罐。该厂的压缩空气管道系统是一个尺寸合适的DN80环路，压力损失很小。
非常规的变频空压机使用方式
此次评估使用蜂窝连接的数据记录仪来测量和跟踪空压机功率（根据电流计算）、工厂压力、压缩空气流量和露点，为期四周。
读数显示，在此测量期间，压缩空气系统运行效率尚可（比功率为7.6千瓦/立方米/分钟）。对于这种规模、在约0.69Mpa压力下运行的系统，最优比功率应在5.8千瓦/立方米/分钟或更低.这表明如果提高空压机控制和运行效率，性能大约可以提升24%。
空压机控制基于级联式压力开关设置方案，按固定的优先顺序运行。变频空压机以非常规的方式作为调节机运行。该变频机从未在其效率最高的变频范围内运行，而是仅在最低转速下加卸载。由于调整不当，其实际容量远低于额定值（该空压机在满载时应以88 Hz运行，但被错误地限制在60 Hz）。如果采用传统控制方式（通常变频空压机始终作为主机），这种容量不匹配会导致控制间隙。
传统上，变频空压机控制是将变频机的压力带嵌套在基载定频空压机的压力带之内。这确保变频机始终是主机，永不空载运行，并且当需要多台空压机来满足工厂用气量时，基载机能保持满载运行。然而，在此案例中，变频空压机的压力带被设置在传统级联控制策略中的较低位置，这使得在仅需一台空压机即可满足用气量的时段，定频空压机反而低效地加卸载。由于这种错误策略，变频空压机有大量时间处于空载运行状态，消耗功率但不产生任何压缩空气。
数据记录显示，由于不理想的变频空压机位置以及使用老旧、效率较低的定频机作为基载机组，导致空压机系统整体效率低下。测量结果还表明，在峰值用气需求达到14.4立方米/分钟时，如果一台空压机停用，现有空压机的总合容量不足以维持足够的工厂压力，导致压力偏低。
如果安装一台效率更高且选型更合适的变频空压机来替换现有的变频机，则可以提高供气侧系统效率并降低压缩空气运行成本。计算表明，一台选型合适的变频空压机可以消除控制间隙，并在98%的时间内独立运行。
吸附式干燥机问题与不当用途
露点控制的无热再生吸附式干燥机在其对应的空压机关闭时会停止再生吹扫。其中一台吸附式干燥机似乎存在吹扫流量过高和露点不良的问题（图4）。经检查，发现该干燥机的塔间存在泄漏，导致湿空气进入正在再生的塔体。另一台吸附式干燥机在初次启动时露点不良，原因是在峰值需求期间其控制方式存在问题（当第三台空压机加载时，它仅吹扫几分钟）。
如果将吸附式干燥机替换为尺寸合适的循环式冷冻压缩空气干燥机，可以节省成本。该工厂的另一条类似的塑料生产线已在采用这种类型的干燥机。
此外，还发现了一些应减少或转换为更高效能源的不当用途：
- 检测到少量泄漏点
- 一项被称为”定位”的压缩空气用途，使用0.1兆帕的压缩空气，该压力由0.69兆帕减压得到。然而，工厂的其他生产线无需使用压缩空气即可完成相同的工作。
- 工厂内的真空泵使用压缩空气对其入口过滤器进行脉冲反吹清洁。这种清洁不受控制，甚至在真空泵未运行时也会进行。
声学成像仪发现了泄漏点，例如干燥机外壳内的这一处。
根据捕获的数据估算，该系统年均消耗567,000千瓦时，成本为45万元，同时向工厂平均供应6.8立方米/分钟的压缩空气。
通过将变频空压机升级为更高效率和更大容量、将有故障的吸附式干燥机替换为循环式冷冻干燥机以及减少浪费的用气需求，预计每年可节省13.5万元，能耗降低30%。
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