壓縮空氣是工業(yè)領域中*為廣泛應用的動力源之一，由于其具有安全、無公害、調(diào)節(jié)性能好、輸送方便等諸多優(yōu)點，使其在自動化領域中應用越來越廣。壓縮空氣又是一種昂貴的能源動力源，持續(xù)降低壓縮空氣整體的運營費用，是每一個工廠管理者的重要課題。
壓縮空氣泄漏幾乎是工廠里*常見的一種能源浪費。平均壓縮空氣的泄漏量占整個壓縮空氣量的30%，這意味著每年數(shù)以萬計的電費支出是被泄漏掉了。有些泄漏是非常明顯的，它不但發(fā)出很大的噪聲，甚至可以通過觸覺和視覺發(fā)現(xiàn)泄漏的發(fā)生。而有些泄漏又非常隱蔽，除了微小的不容易聽到聲響之外，“隱蔽”的泄漏往往發(fā)生在工作場所背景噪聲較大的環(huán)境中。以上所有的泄漏，組成了整個系統(tǒng)中的泄漏源。泄漏通常發(fā)生在管道接頭、快插接頭、壓力調(diào)節(jié)器（FRL）、經(jīng)常打開的冷凝水排放閥、破損的軟管以及破裂的管道。
泄漏是空氣系統(tǒng)中一個常見的現(xiàn)象，一個正常運轉(zhuǎn)的系統(tǒng)，難以避免會有泄漏的發(fā)生。根據(jù)美國能源部（DOE）相關(guān)調(diào)查結(jié)果和筆者長年經(jīng)驗總結(jié)，每一個系統(tǒng)都有泄漏現(xiàn)象存在，近60%的工廠對于空氣系統(tǒng)中的泄漏未采取任何措施。
工廠里的泄漏，如果一個工廠希望*消除泄漏幾乎不可能，我們能夠做到的就是將壓縮空氣的泄漏控制在一個合理的范圍內(nèi)。這個“合理”的范圍和工廠的規(guī)模與新舊有很大的關(guān)系：
1、對于新建系統(tǒng)（少于1年）或小型工廠，泄漏率控制在5%～7%。
2、對于2～5年的系統(tǒng)或中型工廠，泄漏率在7%～10%。
3、對于超過10年的系統(tǒng)或大型工廠，泄漏率在10%～12%。
泄漏不僅僅直接導致能源的浪費，它也在間接導致著能源浪費。當泄漏現(xiàn)象加劇時，整個壓縮空氣系統(tǒng)的壓力會下降，如果希望保持空氣系統(tǒng)的壓力，就必須要開起額外的壓縮機，這也會使整個工廠的用電成本進一步抬升。在有些工廠，有大量的間歇性排放裝置，如電子排污閥，這些閥門基本以固定時間間隔排放冷凝水或其他廢液，而排放時間內(nèi)當廢液已經(jīng)排放干凈之后，大量的壓縮空氣就會離開壓縮空氣系統(tǒng)。在某個時間，可能會存在多個排放閥同時排氣的情況，這時整個系統(tǒng)的壓力會突然下跌，甚至超過系統(tǒng)能接受的*低壓力而造成整個系統(tǒng)的停產(chǎn)。這是一種典型的運行事故。
一、評估泄漏與檢測
由于壓縮空氣是由空氣壓縮機做功而制造出來，空氣壓縮機又由電動機拖動，所以空氣的泄漏就間接意味著電能的浪費。定量壓縮空氣泄漏是一件比較復雜的工作，在不同空氣壓力下，不同大小的泄漏點和泄漏空氣量關(guān)系見下表。
在實踐中，有三種方法常被用來定量評估壓縮空氣的泄漏量。
1、儲氣容積測定法
假設一個空氣系統(tǒng)是密閉的，只有泄漏作為壓縮空氣離開空氣系統(tǒng)的方式，對于壓縮空氣系統(tǒng)有以下泄漏計算公式：
QLeak＝△pV/（p0T） （1）
式中 QLeak—泄漏量，單位為m3/min；
p—壓力差，單位為bar（1bar＝0.1MPa，下同）；
p0—優(yōu)良壓力，單位為bar；
V—泄漏的空氣量，單位為m3；
T—測試時間，單位為min。
如果一個空氣系統(tǒng)，其儲氣總?cè)莘e（包括儲氣罐和管路等）為6m3，泄漏的壓縮空氣導致3min內(nèi)儲氣罐的壓力從7bar下降到6bar，那么泄漏量Q＝2m3/min，在3min內(nèi)共計泄漏了6m3的空氣。
2、壓縮機運行測定法
關(guān)閉空氣系統(tǒng)中所有的用氣設備，確保所有壓縮空氣系統(tǒng)中空氣都是以泄漏方式離開系統(tǒng)的。開起一臺壓縮機，采用加卸載模式（On-Line/Off-Line）運行，記錄壓縮機的壓力設定點pon、poff和各運行時間。
QLeak＝Q1T/（T＋t） （2）
式中QLeak—泄漏量，單位為m3/min；
Q—壓縮機的排氣量，單位為m3/min；
T—加載運行時間，單位為min；
t—卸載運行時間，單位為min。
如果一個空氣系統(tǒng)中只有一臺10m3/min的壓縮機在運行，壓力設定點是7～8bar，平均加載運行時間1.5min，卸載運行時間1min，那么泄漏量Q＝6m3/min，在3min內(nèi)共計泄漏了18m3的空氣。
3、超聲波泄漏檢查法
壓縮空氣泄漏檢測的困難在于大部分管路都無法輕易觸及，它們或安裝于高空，或隱藏于箱體，而且由于空氣泄漏無法從視覺上判斷出來，所以超聲波檢測是一種常用的方法。超聲波通常是指頻率高過20kHz的波段，而人耳所能接收到的上限值為16.5kHz，利用這一特性，超聲波檢測壓縮空氣泄漏可以在工業(yè)檢測中得以應用。超聲波泄漏檢測儀是一種專用儀器，任何氣體通過泄漏孔都會產(chǎn)生渦流，會有超聲波波段的部分，超聲波泄漏檢測儀能夠感應任何種類的氣體泄漏。通過接收空氣泄漏發(fā)出高頻“嘶嘶”的聲音，從而確定泄漏點的方式。超聲波泄漏檢測儀通常由傳聲器、濾波器、指示器和耳機組成。泄漏量和測試的距離及超聲波的數(shù)值有關(guān)系，不同廠商生產(chǎn)的超聲波泄漏檢測儀有不同的參數(shù)表。
超聲波泄漏檢測的步驟如下：
1、巡視整個工廠，快速尋找出空氣系統(tǒng)中明顯的大型泄漏點，如開啟的閥門、軟管上的抹布（有些工人為了掩飾漏點而覆蓋抹布消聲），仍在供氣，但未起動的機器、排水閥、快插接頭等，在巡視過程中可以勾畫一條*合適的檢測路線，可能時繪制管線圖，對將來的確定泄漏點非常有幫助。
2、用泄漏測試槍仔細檢測所有的空氣管路，記得一直佩戴耳機，當較難確定泄漏方位時，可調(diào)整靈敏度。
3、從供氣端開始，逐步將檢測向使用端推進。
4、建議將檢測區(qū)域細分，逐一進行，避免重復檢測或者漏檢。
5、檢測到泄漏點后，用標簽標注位置，確保泄漏標簽可以一直懸掛在泄漏點至少到泄漏消除（建議不拆除，以便復檢）。
6、在泄漏點維修后再次進行檢測，有時候維修會導致新的泄漏點產(chǎn)生。
7、計算泄漏量大小。
8、編撰泄漏檢測報告。
實踐中，泄漏檢測工作往往會將上述多種方法綜合運用。通過儲氣容積測定法和空氣壓縮機運行測定法計算空氣系統(tǒng)的總泄漏量，其結(jié)果作為管理層決定是否進行具體泄漏點檢測的依據(jù)。超聲波泄漏檢查法可以測量和標記每一個具體的泄漏點。在查找到并定量化壓縮空氣泄漏點之后，運用數(shù)據(jù)統(tǒng)計的方法，可以輕松得到泄漏清單并規(guī)劃出下一步修復泄漏的工作范圍。由于修復泄漏會產(chǎn)生成本，在實際中經(jīng)常采用帕累托*優(yōu)分析確定修復的優(yōu)先級，只需要將泄漏量*大的泄漏點修復，就可以花*少的資源產(chǎn)生*大的價值。
二、修補泄漏
由于泄漏通常在管道連接處發(fā)生，所以修補泄漏的方法可以很簡單：直接把泄漏部位擰緊；也可能會非常復雜：更換發(fā)生泄漏的部件，如接頭、連接件，甚至總成。
有些設備本身未配置自動切斷供氣的部件，對于這些設備可選配電磁閥，在停機時接收信號自動切斷氣源，或者在進氣管上安裝一個球閥，設備操作結(jié)束時手工切斷氣源。這些都是簡單但有效地減少泄漏的方法。
有些國外的壓縮空氣工程公司習慣于盡量降低系統(tǒng)的壓縮空氣壓力，或者降低子系統(tǒng)的供氣壓力來減少系統(tǒng)泄漏量。從前述可以發(fā)現(xiàn)，壓縮空氣壓力越低，空氣的流量也就越小。通過壓力流量調(diào)節(jié)裝置來減少因為空氣壓縮機加卸載運行而造成的空氣壓力波動也可以起到穩(wěn)定壓力，減少空氣泄漏的目的。
三、結(jié)語
壓縮空氣系統(tǒng)設備的正常運行并不意味著整個系統(tǒng)是高效的，壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能的方式有很多種，其中消除或減少泄漏是*直接的節(jié)能方式。修補泄漏是每個人的工作，當泄漏點大到一定程度時，不用借助任何工具就能夠發(fā)現(xiàn)它的存在。根據(jù)經(jīng)驗，泄漏檢查的投資回收期通常在半年以內(nèi)。工廠管理者應當把泄漏評估和修復作為一項經(jīng)常實施的工作，在日常工作中及時發(fā)現(xiàn)泄漏，每一年或者每半年對整個工廠的管理進行一次*的泄漏檢查，所帶來的能源節(jié)約將大大超過泄漏檢查本身的成本。
隨著科技的不斷發(fā)展和管理手段的不斷提高，通過一些有效的方式對系統(tǒng)的泄漏做出定量計算和檢測，進而采取措施對泄漏情況作出相應的改造，就能夠為企業(yè)帶來顯著的能源節(jié)約效果。在能源日益緊張的今天，這種改造無論對企業(yè)本身或是對國家都是有深遠意義的。
