空气压缩机的系统运行能耗高的原因有哪些?

空气压缩机的系统运行能耗高，主要源于设备选型、系统设计、运行管理、环境因素及能源浪费等多个方面，具体分析如下：

一、设备选型与配置不合理

1. 低能效设备：早期配置的空气压缩机多属于低能效设备，其设计、制造和安装水平有限，导致运行效率低下，能耗较高。
2. 负载不匹配：约60%的空压机长期处于部分负载工况，无法根据实际需求调整输出功率，造成能源浪费。例如，当实际用气量远小于空压机额定排气量时，空压机仍以满负荷运行，导致能耗增加。

二、系统设计与运行问题

1. 供气压力未分级：未对供气压力进行等级分化，而是简单采用高压供气外加机械自力式减压阀来满足不同的压力需求。这种方式导致大量的能源浪费在阀门上，因为减压阀在减压过程中会消耗能量。
2. 压力波动大：为了避免机组频繁启停，空气压缩机厂家需要设定一个很宽的压力变化范围，造成出口压力的大幅度波动。这种波动不仅增加了空压系统的运行能耗，还可能影响设备的正常运行和使用寿命。
3. 加卸载控制方式落后：在加卸载控制方式下，空压机在加载过程中压力会继续上升直到最大压力值，导致电能损失。同时，高于压力最大值的气体在进入气动元件前需要经过减压阀减压，这一过程同样耗能。在卸载过程中，空压机通过关闭进气阀使电机处于空转状态，同时将分离罐中多余的压缩空气通过放空阀放空，造成能量浪费。
4. 管网泄漏与压力损失：管网老化、接头松动等问题会导致泄漏率高达20%-30%。泄漏不仅直接浪费了压缩空气，还导致系统压力下降，空压机需要增加输出功率以维持压力，从而增加能耗。此外，管道布局错综复杂、过滤器阻力大等因素也会导致压损增大，进一步增加能耗。

三、运行管理不善

1. 人工管理依赖：传统空压站依赖人工管理，特别是在用气负载频繁变化时，系统不能快速反应，也无法实现压缩机排量的微调。这导致空压机频繁空载运行，空载时的能耗高达满载运行时的40%-55%。
2. 缺乏集中控制：多台空压机未采用集中控制，导致参数设置不合理，排气压力阶梯式上升，增加输出空气能源浪费。

四、环境因素

1. 环境温度高：当环境温度升高时，空压机需要消耗更多的能量来维持正常运行。因此，环境通风不良、空压机房温度过高都会增加不必要的能耗。

五、能源浪费现象

1. 余热浪费：空压机运行中产生的热量占输入功率的90%以上，但传统系统未配置余热回收装置，导致大量低品位热能直接排放。这些热量本可以用于加热生活用水或供暖等，实现能源的再利用。