由于具有晰透明、無染、沒有危險、易輸基金項目，中國電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能項目，聯(lián)合國工業(yè)發(fā)展組織/美國勞倫斯伯克利國家。系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下，手68動控制閥（MV1、MV2和MV3）和電動控制閥均處于關(guān)閉狀態(tài)，而由調(diào)節(jié)閥（EV）根據(jù)控制系統(tǒng)設(shè)定的目標(biāo)壓力和壓力流童控制系統(tǒng)下游采集到的實際壓力，通過閥門定位器（PO）不斷改變其開度來維持壓力流量控制器下游的輸出壓力一直處于穩(wěn)定狀態(tài)。該系統(tǒng)還能通過監(jiān)測下游壓力變化率和上下游壓差的大小，通過軟件處理對系統(tǒng)的負(fù)荷變化做出提前反應(yīng)。系統(tǒng)主要執(zhí)行裝置如所示。

　　2系統(tǒng)節(jié)能原理壓縮空氣系統(tǒng)的供氣側(cè)和用氣側(cè)之間互相作用、互相影響，是一個動態(tài)的平衡過程。供需平衡控制系統(tǒng)的節(jié)能原理實際上主要表現(xiàn)在以下三個方面。

　　2.1減少壓縮空氣消耗用氣側(cè)壓縮空氣消耗主要由有壓力控制的用氣設(shè)備的用氣（如數(shù)控機(jī)床、噴漆設(shè)備等）和沒有壓力控制的用氣（如泄漏、開路吹掃等）組成。

　　根據(jù)流體力學(xué)原理，壓縮空氣的流童在一定的供氣壓力范圍內(nèi)與壓縮空氣作用在管道上的壓力成正比關(guān)系。下面就工業(yè)中常用的以壓縮空氣作為驅(qū)動力的氣缸為例，說明壓縮空氣供需平衡控制系統(tǒng)降低系統(tǒng)供氣壓力進(jìn)而降低系統(tǒng)耗氣量的原理：氣缸的耗氣量與氣缸的活塞直徑U、活塞桿直徑么活塞行程L以及單位時間往復(fù)次數(shù)N有關(guān)，對于一個典型的單出桿雙作用式氣缸，考慮到泄漏，活塞往復(fù)一次所耗的壓縮空氣量折算到大氣壓力九（絕對壓力）下的空氣體積為可見，當(dāng)氣缸進(jìn)氣的壓力下降時，壓縮空氣的消量也是成比例下降的。

　　是依據(jù)實驗資料繪制的壓縮空氣（流童系數(shù)為。61）通過不同直徑小孔的流童隨供氣壓力的變化曲線w.由可以看出，隨著壓力的上升，壓縮空氣流經(jīng)小孔的流量明顯上升，系統(tǒng)供不同直徑小孔在不同壓力下的壓縮空氣流量氣壓力每增加0.OIMPa，通過小孔流到大氣的流量將增加1.43%.據(jù)統(tǒng)計，在壓縮空氣系統(tǒng)中，沒有壓力控制的用氣（包括壓縮空氣的直接使用、開路吹掃和泄漏等）在工業(yè)使用中通常占到系統(tǒng)總用氣的30%50%，有時會更高。按此比例計箅，壓縮空氣系統(tǒng)實際供氣壓力如果比合理的供氣壓力篼O.OIMPa，則沒有壓力控制的用氣設(shè)備耗氣童會增加0.428%0.714.另外，空氣壓縮機(jī)功率消耗與排氣壓力的關(guān)系為：排氣壓力每增加O.OIMPa，空壓機(jī)功率將增加約0.714%.兩者綜合起來分析，對于一個供氣壓力約為0.7MPa的壓縮空氣系統(tǒng)來說，供氣壓力比系統(tǒng)實際箱求的壓力篼0.IMPa，則空壓機(jī)能源消耗將增加11.42%14.28%.如果在系統(tǒng)中安裝壓力流童控制系統(tǒng)，就可以以系統(tǒng)可以接受的*低供氣壓力向系統(tǒng)供氣，控制系統(tǒng)的壓縮空氣消耗量，達(dá)到節(jié)能目的。

　　2.2提離系統(tǒng)運(yùn)行可靠性單獨的儲氣罐也有一定的儲氣緩沖作用，但是安裝平衡控制系統(tǒng)后其作用可以得到很大的增強(qiáng)，不但可以穩(wěn)定系統(tǒng)供氣壓力，而且可以提高系統(tǒng)可靠性。單獨的儲氣罐如同湖泊，而加裝壓力流量控制系統(tǒng)后如同在湖泊的出口建造了水壩，使湖泊成為一個水庫。當(dāng)湖泊的水位上升時，水的泄放流量很大，而建造了水壩之后，就可以根據(jù)下游的需要控制水流量。在大多數(shù)壓縮空氣系統(tǒng)當(dāng)中，壓縮機(jī)的排氣壓力的設(shè)定值是高于目標(biāo)壓力的，因為只有在儲氣罐內(nèi)壓力高于實際用氣的*低壓力時，儲氣罐才具有緩沖儲氣的作用。有了平衡控制系統(tǒng)，可有效地提篼儲氣罐的有效儲氣能力，多存儲的氣量可以通過下述方法進(jìn)行估算：設(shè)儲氣罐的容積為為儲氣罐壓力（絕對壓力），九為壓力流童控制系統(tǒng)的出口壓力（絕對壓力），/>.為大氣壓力（絕對壓力），則忽略壓縮空氣經(jīng)過節(jié)流前后的溫度變化，根據(jù)Boyle定律，即為常數(shù)，經(jīng)推導(dǎo)可得系統(tǒng)的儲氣量為通過上述分析可知，合理配置儲氣罐的容量和壓力以及流量控制系統(tǒng)前后壓力差便能連續(xù)、有效地滿足波動的用氣需求，在降低系統(tǒng)能耗的同時系統(tǒng)的可靠性也得到提高，具體體現(xiàn)在如下方面：由于壓力流量控制器系統(tǒng)的穩(wěn)壓作用，系統(tǒng)的供氣壓力不再大幅波動，系統(tǒng)中的用氣設(shè)備運(yùn)行將更為可靠平穩(wěn)，對提篼產(chǎn)品質(zhì)量、減少廢品有相當(dāng)益處，間接降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。

　　由于系統(tǒng)的壓縮空氣儲能童增加，當(dāng)系統(tǒng)中某臺空壓機(jī)因故癉停機(jī)時，系統(tǒng)壓力下降較沒有壓力流量控制系統(tǒng)時的壓力下降緩慢，可供操作人員反應(yīng)的時間也相應(yīng)延長，提篼了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

　　2.3提離空壓機(jī)運(yùn)行效率由于壓縮機(jī)的*佳效率點的運(yùn)行壓力很難與實際需求的壓力相吻合，在沒有供需平衡于控制系統(tǒng)的情況下，若壓縮機(jī)運(yùn)動在高效率點附近，那么實際提供的壓縮空氣的壓力可能大大高于所需要的實際壓力，勢必增加系統(tǒng)不必要的用氣童；而降低系統(tǒng)供氣壓力可能會造成壓縮機(jī)頻繁上下載，使壓縮機(jī)運(yùn)行效率下降，不僅造成壓縮空氣系統(tǒng)的能源浪費，而且縮短了空壓機(jī)的使用壽命。安裝了供需平衡控制系統(tǒng)后，壓縮機(jī)仍然可以運(yùn)行在篼效率點，而由供需平衡控制系統(tǒng)控制壓縮空氣系統(tǒng)的供氣壓力，可使得系統(tǒng)在生產(chǎn)負(fù)荷一致的情況下，壓縮空氣消耗量有所減少，進(jìn)而使空壓機(jī)加載時間減少，從而達(dá)到節(jié)能目的。

　　3控制系統(tǒng)應(yīng)用效果為了驗證平衡控制系統(tǒng)在壓縮空氣系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行中的實際效果，分別在泵鑄造分廠和煙草廠的壓縮空氣系統(tǒng)中安裝了系統(tǒng)供需平衡控制系統(tǒng)，并進(jìn)行了控制系統(tǒng)運(yùn)行前后的節(jié)能效果對比測試試驗。

　　3.1泵鑄造分廠應(yīng)用試泵鑄造分廠壓縮空氣系統(tǒng)由一臺20m3/min蝶桿式空壓機(jī)和三臺lOmVmin活塞式空壓機(jī)組成，壓縮空氣主要用于鑄件打磨、輸砂等工藝，正常生產(chǎn)時，一臺20mVmin桿式空壓機(jī)和兩臺lOmVmin活塞式空壓機(jī)運(yùn)行，生產(chǎn)高峰時所布空壓機(jī)均處于運(yùn)行狀態(tài)。通過對壓縮空氣系統(tǒng)的壓力、流童和空壓機(jī)功率進(jìn)行為期一周的測試發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)在生產(chǎn)時壓力*低為。42MPa，*篼為068MPa.為系統(tǒng)出現(xiàn)*低和*篼供氣壓力當(dāng)天白天6h時間內(nèi)的壓力曲線。

　　時間t/h田4系統(tǒng)壓力變化曲線在壓縮空氣系統(tǒng)中安裝平衡控制系統(tǒng)后，目標(biāo)壓力控制在45士0OIMPa，系統(tǒng)流量明顯降低，系統(tǒng)在停開一臺lOmVmin空壓機(jī)時仍能滿足系統(tǒng)需求，通過澍試，節(jié)能率達(dá)15.8%. 3.2煙草廠應(yīng)用試驗煙草廠壓縮空氣系統(tǒng)由三臺21.5mVmin的無油空壓機(jī)組成，正常生產(chǎn)條件下兩臺空壓機(jī)運(yùn)行。改造前系統(tǒng)供氣壓力在0.680.72MPa之間波動，在對生產(chǎn)工藝中壓縮空氣壓力需求進(jìn)行細(xì)致調(diào)研和對系統(tǒng)壓力、流量和空壓機(jī)功率進(jìn)行測試后，根據(jù)系統(tǒng)壓力波動比較頻繁的特點，在原壓縮空氣系統(tǒng)上增加了供需平衡控制系統(tǒng)，系統(tǒng)出口供氣目標(biāo)壓力設(shè)定為0.605士0、01MPa.由于供需平衡控制系統(tǒng)的控制作用，系統(tǒng)的供氣側(cè)可以按系統(tǒng)實際需要的壓力對系統(tǒng)恒壓供氣，使系統(tǒng)的平均供氣壓力降低，人為虛假用氣ft也隨之降低，因而使空壓機(jī)在滿足相同工況的生產(chǎn)要求時的上載率明顯下降。為車間生產(chǎn)穩(wěn)定時壓縮空氣供需平衡控制系統(tǒng)退出運(yùn)行和投入運(yùn)行時空壓機(jī)功率的監(jiān)測數(shù)據(jù)，25min時為系統(tǒng)切換時間點。從圖中可以看出，在供需平衡控制系統(tǒng)投人運(yùn)行后，2空壓機(jī)的卸載時間和間隔都明顯延長。對系統(tǒng)運(yùn)行和停止運(yùn)行后的空壓機(jī)功率進(jìn)行加權(quán)平均，得到壓力流量控制系統(tǒng)運(yùn)行時，兩臺空壓機(jī)的平均功率為176. 30kW，壓力流童控制系統(tǒng)停止運(yùn)行時，兩臺空壓機(jī)的平均功率為4結(jié)語在壓縮空氣系統(tǒng)中應(yīng)用供需平衡控制系統(tǒng)，通過配置適當(dāng)容量的儲氣罐對系統(tǒng)供氣壓力進(jìn)行控制，并根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷變化特點對空壓機(jī)壓力控制帶進(jìn)行適當(dāng)設(shè)定，可以在提篼系統(tǒng)供氣質(zhì)量的同時提篼整個壓縮空氣系統(tǒng)的運(yùn)行效率，達(dá)到相當(dāng)好的節(jié)能效果。