新型高效節(jié)能環(huán)保噴涂設(shè)備淺談-壓縮空氣系統(tǒng)
彭小龍（珠海市龍神有限公司）
     由于科學技術(shù)的進步，自節(jié)能法實施以來，在國家政府的大力支持及監(jiān)管的情況下，大量節(jié)能設(shè)備，工具及方案都相繼產(chǎn)生和實施。廣大人民節(jié)能意識也逐步提高，基本上能做到能耗最小，但是各種由于其它能源轉(zhuǎn)化而成的能源并沒有引起人們的意識和重視，本文就以電能帶動空壓機運轉(zhuǎn)產(chǎn)生壓縮空氣從而作為生產(chǎn)的動力源，氣動工具、設(shè)備及加工能耗成本作一個簡單的淺析，希望能引起各企事業(yè)單位及政府部門的重視，及時采取有效措施，來杜絕浪費和降低能耗。
一、壓縮空氣的應(yīng)用
壓縮空氣是僅次于電力的第二大動力源，其應(yīng)用范圍遍及石油，化工、冶金、電力、機械、工程、采礦、房地產(chǎn)、輕工、紡織、汽車制造、電子、食品、醫(yī)藥、生化、國防，科研等行業(yè)和部門。幾乎所有生產(chǎn)，加工和工程都需要應(yīng)用壓縮空氣。其主要用于控制閥門的開啟，關(guān)閉、機器設(shè)備的提升，移動、試驗設(shè)備機床，工具或刀具的進給，裝配機械和機床中夾、模具的夾緊及固定，零件和材料的輸送、焊接、噴漆、氣動機器人，自動測量，氣動工具的運轉(zhuǎn)等。壓縮空氣應(yīng)用非常廣泛，但是真正認識和了解壓縮空氣的特性，以及壓縮空氣對氣動設(shè)備、工具和工作人員的影響的人并不多，很多人只是把它簡單地看作是一種動力源，但對壓縮空氣的壓力、流量、水份（水霧、水蒸氣、凝結(jié)冰）、油（油污、油蒸氣）和各種固體雜質(zhì)、雜味等對設(shè)備、工具、產(chǎn)品及施工人員影響了解甚少。在此僅就壓力，流量因壓縮機房配置不合理及輸送管道、軟管接頭等泄漏造成的能量損耗問題，做簡單闡述。
二、壓縮空氣應(yīng)用效率及損耗估算
壓縮空氣應(yīng)用非常廣泛，但是效率非常低，由于氣管路連接件泄漏損失，人為損失、管理損失等原因，據(jù)權(quán)威資料統(tǒng)計，壓縮空氣利用率只有50%。
1、產(chǎn)生壓縮空氣的電能能耗計算
在標準狀況下：一臺10HP的空壓機在10bar壓力下，每分鐘所產(chǎn)生的壓縮空氣體積是1.0m3/分鐘，也就是說，一臺10HP的空壓機每小時的產(chǎn)氣量為60 m3/小時，所耗電能為7.5Kw,即7.5度電。目前工業(yè)用電平均價格為1.2元/度，所以每產(chǎn)生1m3的壓縮空氣所耗電能為0.125度,因此每生產(chǎn)或消耗1 m3的壓縮空氣所需人民幣0.125×1.2=0.15元。
2、壓縮空氣泄漏參數(shù)表
 
漏氣口徑（mm）
  
漏氣口徑（英寸）
  
漏氣量（L/秒）
  
漏氣量(m3/h)
  
功率(kw)
 
0.4
  
0.015
  
0.19

 

  
0.68

 

  
0.06
 
1
  
0.39
  
1.18
  
4.25
  
0.37
 
1.6
  
0.63
  
3.07
  
11.1
  
0.97
 
3
  
1.18
  
10.95
  
39.4
  
3.36
 
6
  
2.36
  
49.1
  
177
  
15.0
 
10
  
3.94
  
122.0
  
439
  
37.0
上表表明：在標準狀況下，當漏氣口徑為1 mm時，每小時漏氣量為4.25 m3，消耗電能為0.37度。
3、汽車維修企業(yè)壓縮空氣損耗計算
據(jù)中國汽車維修協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，目前全國汽車維修企業(yè)34.5萬家，平均每家維修企業(yè)的工作崗位為20個，用氣點為40個，保守數(shù)據(jù)表明約為20%的用氣點在漏氣，
也就是說，每個企業(yè)約有8~10個漏氣點，我們就按每個廠8個漏氣點計算，即每天有34.5萬×8=288萬個用氣點在漏氣。
由于經(jīng)營管理者意識及管理手段，大量漏氣點在泄漏，一進入各工廠或修理廠，都可以聽到漏氣的聲音，有的仍致可以看到漏氣的現(xiàn)象，久而久之，各漏氣點的漏氣量越來越大，我們可分別按漏氣口徑為0.4 mm和1.0 mm來計算漏氣量。
漏氣口徑為0.4 mm：每小時漏氣為0.68 m3/h，所耗電能為0.06度，金額為0.06×1.2=0.072元/小時；
按每天8小時算：8×0.072=0.576元/天；
按每月工作26天計算：26×0.576=14.976元/月；
則：一個漏氣口徑為0.4mm的漏氣點，一年所損耗的資金為：12×14.976=179.712元/年；
全國共有2880000×179.712元=51757萬元/年，約52億元；依次類推，
漏氣口徑為1mm時；每小時漏氣量為4.25 m3/h，所耗電能為0.37度，金額為0.37×1.2=0.444元/小時;
按上述計算過程，一個漏氣口徑為1mm的漏氣點，一年所損耗的資金為319104萬元/年，約320億元。
4、實地考察計算漏氣損耗
以上僅僅是汽車維修企業(yè)由于漏氣造成的損失，它與工業(yè)廠家，制造業(yè)相比，所占的比例相當小，他們的用氣量及損耗量大得多，諸如：汽車制造廠，船艇制造及維修，家電、家私及電子產(chǎn)品生產(chǎn)廠家等。
我們曾經(jīng)考察過一個小型汽車生產(chǎn)廠，其中一個磨灰和噴涂車間，其用氣點400多個，幾乎是50%的點在漏氣，有些漏氣口徑還較大，我們與此車間主任，工藝工程師及廠領(lǐng)導在現(xiàn)場計算，其結(jié)果如下：
此車間年損失金額為：400×50%×1×4.25×0.15×10×26×12=397800元≈40萬
即本車間每年就漏氣所造成的電費損失近40萬元，還有因漏氣引起氣壓不穩(wěn)，氣流量不夠以及壓縮空氣品質(zhì)達不到要求而引起的設(shè)備，工具損耗，不良品質(zhì)產(chǎn)品的返工工時，耗材及報廢等，無法估算。
三、造成漏氣的原因
以上數(shù)據(jù)表明，因漏氣所造成的損失非常巨大和可怕，就汽車維修行業(yè)每年損失金額可以建3200所希望小學，相當于743萬噸鋼材，相當于640萬噸石油。所以我們必須盡力減少漏氣，將損失降到最低，其漏氣的真正原因，分析如下：
1〉、設(shè)備配置不合理
空壓機壓力設(shè)置太大，其儲氣罐耐壓偏低，管道連接件的耐壓不夠等；
2〉、機房安裝連接不合理
空壓機與儲氣罐之間采用硬性連接，長時間運作后，必然會有漏氣現(xiàn)象；
3〉、輸送管道直徑不匹配
沒有專業(yè)人員設(shè)計，安裝壓縮空氣輸送管道，大多數(shù)是由土建工程公司憑經(jīng)驗和想象安裝，沒有精確計算，造成壓力損失大，流量不夠，另外在安裝時無法試氣。
4〉、管道的選材，合理的布局
大多數(shù)廠家對壓縮空氣管道一無所知，其耐壓性，耐候性、抗油性、泄漏性、伸縮性等都不了解，造成壓縮空氣輸送管道氧化生銹，漏氣、變形，老化變脆等等，在安裝布局時也非常不合理，造成壓力損耗大，流量損失快，前端工作崗勉強可以工作，后端工位無法正常工作等。
5〉、員工素質(zhì)低
有很多企業(yè)員工基本素質(zhì)偏低，部分員工有意破壞壓縮空氣供應(yīng)系統(tǒng)，造成人為的損失。
6〉、管理不善
沒有設(shè)置專人負責設(shè)備的維護、保養(yǎng)，出現(xiàn)泄漏時不能及時更換或采取相應(yīng)的措施，片面追求低的投入成本，選取不專業(yè)的施工單位，采購低廉的非專業(yè)壓縮空氣供應(yīng)系統(tǒng)及輸送管道，造成運作成本高。
總之，壓縮空氣供應(yīng)系統(tǒng)沒有引起大家的注意，大家知道空氣在泄漏，但不知道泄漏的是能量，泄漏的是金錢，無形之中提高了企業(yè)的運作成本，也就縮小了企業(yè)的利潤空間，嚴重影響公司企業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展，所以我們在選擇使用動力源時壓縮空氣必須系統(tǒng)考慮，由專業(yè)公司設(shè)計，安裝、保障正常運作。
 
四、如何合理規(guī)劃壓縮空氣供應(yīng)系統(tǒng)
壓縮空氣供應(yīng)系統(tǒng)主要包括空壓機房和輸送管道，還有部分連接軟管及連接件組成。
1、空壓機房
a、空壓機是整個壓縮空氣供應(yīng)系統(tǒng)的心臟，是設(shè)備，工具、用氣量及氣壓的保證，必須具有足夠的產(chǎn)氣量和一定的壓力，才能保證設(shè)備、工具的正常運轉(zhuǎn)，所以空壓機的選型必須依據(jù)各企業(yè)的用量和壓力要求而定。
耗氣量 = 各類工具的耗氣量×各類工具數(shù)量之和
經(jīng)驗公式：10Hp/10bar≈1m3       即：功率≈耗氣量m3×壓力（bar）
 
活塞機
  
螺桿機
 
功率小
  
功率大
 
產(chǎn)氣量小
  
產(chǎn)氣量大
 
嗓音、振動大
  
嗓音、振動小
 
壓縮空氣品質(zhì)差
  
壓縮空氣品質(zhì)相對較好
 
維護、保養(yǎng)頻繁
  
維護、保養(yǎng)方便
b、儲氣罐
用于儲存一定體積的壓縮空氣，它具有降溫排水作用，儲存作用、恒壓穩(wěn)流，避免空壓機的頻繁啟動（活塞機）。儲氣罐的選型必須依據(jù)各企業(yè)的用量和壓力要求而定,其耐壓值必須大于空壓機的壓力，其體積的選型應(yīng)遵循3：1的原則，即空壓機的產(chǎn)氣量∶儲氣罐容積=3∶1 。
c、水分離器
自然空氣經(jīng)過空壓機變成高壓氣體時，溫度升高，空氣中的水分都是以汽態(tài)水的形式存在，當流經(jīng)儲氣罐及部分管道時，溫度降低有部分汽態(tài)水會變成液態(tài)水與壓縮空氣并存，當氣體流經(jīng)水分離器時，水分離器可以將液態(tài)水與壓縮空氣分離并自動排放，對后置設(shè)備和工具具有良好的保護作用。
d、過濾器
壓縮空氣中含有大量微塵，油污、雜質(zhì)等，這些微塵及雜質(zhì)會直接影響設(shè)備，工具的正常工作，也會對產(chǎn)品品質(zhì)產(chǎn)生影響，所以我們必須對其進行凈化處理。過濾器的好壞，關(guān)鍵是濾芯，它涉及到過濾精度，飽和量，使用壽命以及壓降和壓損等，在選型時必須符合流量要求，即過濾器的處理量必須大于空壓機的產(chǎn)氣量。
e、冷凍干燥機
冷凍干燥機是處理壓縮空氣中汽態(tài)水唯一有效的設(shè)備，只有它才能將壓縮空氣中的汽態(tài)水通過降溫原理變成液態(tài)水排除掉，它具有保護后置設(shè)備，工具，提高汽源品質(zhì)，保證產(chǎn)品品質(zhì)功效。
右圖是空壓機房基本的標準的配置，也是必備的，若使用單位為了降低投入成本而缺少某一部分，它必然會導致一系列的不良影響，另外，僅這些設(shè)備而沒有有效的安裝，合理匹配連接及日常維護，同樣起不到應(yīng)有的效果，因此在此對空壓機房的設(shè)備匹配，安裝連接及環(huán)境提出基本要求，供大家參考：
a、空壓機房所有設(shè)備功率，壓力、處理量等相匹配并能符合企業(yè)需要；
b、空壓機房設(shè)備連接應(yīng)安裝旁通系統(tǒng)，以便于不停產(chǎn)，停工的維護保養(yǎng)；
c、設(shè)備連接管道保證不生銹，不漏氣；
d、空壓機與儲氣罐之間采用耐高溫，耐高壓軟管連接；
e、機房所有設(shè)備應(yīng)集中排水，降低機房內(nèi)空氣濕度；
f、機房應(yīng)具有良好的通風，以便有充夠的空氣提供，并有利于設(shè)備降溫。
2、輸送管道
壓縮空氣輸送管道，最基本的要求為耐壓，防銹、防漏、流量等。目前作為壓縮空氣的輸送管道種類，品種很多，諸如：鍍鋅管、PVC管、PVR管；
a、從管材的角度分析如下：
 
鍍鋅管
  
PVC管
  
PPR管
  
PVR管
 
易生銹
  
脆性大
  
伸縮性大，易變形
  
韌性強、溫差范圍大
 
易漏氣
  
耐候性差，尤其低溫
  
耐壓、韌性較好
  
不生銹、不漏氣
 
安裝維護困難
  
易老化、抗油性差
  
安裝，維護麻煩
  
抗油、抗化學品
實踐證明，笨重且易漏氣的鍍鋅管慢慢地被淘汰了，安全隱患較多的PVC管也慢慢的遠離這個行業(yè)，取爾代之的新型的PVR管越來越被眾人認可。
b、管道的直徑

國內(nèi)大部分工廠的壓縮空氣輸送管道的直徑均沒有通過專業(yè)計算，只是憑經(jīng)驗判斷1/2、1、1.5或2就可以了，并不是根據(jù)廠家用氣量，管道長度、以及流量來確定管道直徑.

主管道管長與管徑計算選擇表

 
3、輸送管道的設(shè)計安裝
國內(nèi)各工廠，企業(yè)壓縮空氣輸送管道均是直線型，單向管道，這樣會造成前端工作崗位可以正常工作，后端崗位壓力及流量供應(yīng)不足。另外，在安裝設(shè)計時，沒有考慮分段區(qū)控制閥的設(shè)置，一個區(qū)域或一臺設(shè)備出現(xiàn)故障造成全廠停產(chǎn)誤工。在安裝時，也很少考慮排水問題，很多企業(yè)的壓縮空氣輸送管道非常凌亂，有空中飛的，也有地下埋的，錯綜復雜，無法排水。也有部分廠家采用PVC或PPR作為輸送管道，由于其伸縮率較大，而沒有考慮到伸縮口的問題。

因此，在設(shè)計和安裝壓縮空氣輸送管道時，一定要讓有資質(zhì)和具備專業(yè)設(shè)計和安裝和公司來設(shè)計，規(guī)劃和安裝。以便保證生產(chǎn)企業(yè)的正常運轉(zhuǎn)，提高效率、降低成本，保證品質(zhì)。
4、快速接頭及連接件
           
         圖示一：排水和生銹問題                         圖示二：劣質(zhì)的接頭和過濾器引起漏氣
各企業(yè)漏氣現(xiàn)象最嚴重的就是快速接頭和連接件，也最沒引起企業(yè)及管理者的重視，正因為這些細小的連接件質(zhì)量有問題，匹配不合理，操作不規(guī)范等使得企業(yè)的運作成本增高，在此，特別提配各企業(yè)主及管理人員，千萬不要忽視這此細節(jié)，在選材時就必須考慮其材質(zhì)耐磨性，是否匹配，制定操作規(guī)程及注意事項，一旦發(fā)現(xiàn)問題，就應(yīng)該及時維護或更換。不要讓泄漏永久存在且越漏越大。
五、投資、管理理念
隨著中國汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，全國各大城市品牌特約維修站（4S店）也象雨后春筍般快速地增加著，而且辦公環(huán)境相當優(yōu)越。各4S店的基本建設(shè)費相當大，據(jù)不完全統(tǒng)計，維修車間所有設(shè)備的投入只占該店總投入的1/10左右，他們在對設(shè)備，工具及輔助耗材的選購時盡量節(jié)約投入成本，努力做到能省就省，能減就減，能替換就替換的方式進行，應(yīng)付其相應(yīng)單位和部門的檢查，開業(yè)一段時間后，許多問題就出現(xiàn)了，于是就不停地維護，改造、更換等。這樣無形中提高了運作成本，就壓縮空氣供應(yīng)系統(tǒng)而言，規(guī)范、標準、合理、完善的壓縮空氣供應(yīng)系統(tǒng)可能要比隨意找非專業(yè)單位或個人來設(shè)計，安裝的供應(yīng)系統(tǒng)相對貴一些，若一個維修站主管道300m左右，崗位30個左右，則第一次性投入可能要便宜1萬元左右，跟總體建設(shè)資金比，可忽略不計，許多管理者及決策者斤斤計較，偏偏選擇了投入成本低，但是后續(xù)的運作成本從沒考慮過，諸如：氣體泄漏，零件采購的人工及車旅費、更換零配件、誤工、返工、仍致報廢所帶來的成本遠遠高于投入成本。
目前，全國各4S店都在努力提高服務(wù)水平，提高服務(wù)能力，提高服務(wù)質(zhì)量，但通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，這些口號只停留在表面上，停留在銷售大廳的禮儀上，而實質(zhì)上維修車間內(nèi)還是不能目睹的。我們應(yīng)該加強全體員工的服務(wù)意識，提升員工的專業(yè)水平，真正作到表里如一，讓客戶清楚地知道故障車進入4S店后，需多長時間可以交車，由什么樣的師傅為你服務(wù)，用什么設(shè)備、工具、材料、用什么方式方法，維修后需注意什么，需要多少錢等。若不放心可親臨現(xiàn)場，對于設(shè)備，工具、耗材的管理應(yīng)由專人來負責管理。例如：空壓機房設(shè)備日常維護記錄，設(shè)備運轉(zhuǎn)狀況及維護保養(yǎng)記錄，輸送管道及時檢漏等。
  
六、結(jié)  論
節(jié)能降耗是企業(yè)的生存之本，誰怠慢了它，輕視了它，誰就會失去立足之基，我們不能不屑于一張紙、一支筆、一滴水、一度電、一塊煤的價值。那是企業(yè)生命的根本所在。企業(yè)的每一個員工都自覺地投入到節(jié)能降耗活動中去，堅持不懈地做好節(jié)約能源工作樹立一種“點點滴滴降成本，分分秒秒增效益”的節(jié)能意識，以最好的管理來實現(xiàn)節(jié)能效益的最大化。
參考文獻：
國家電力監(jiān)管委員會----《中華人民共和國節(jié)約能源法》
中國液氣壓網(wǎng)/中國空壓機網(wǎng)/壓縮空氣應(yīng)用網(wǎng)
《汽車涂裝》《汽車車身修復與涂裝》：珠海市龍神有限公司編著