
一、空压智控系统:把分散运行的设备纳入同一套运行逻辑
压缩空气常被称为“第四大能源”。空压系统用电约占工业用电的10%至15%,不同统计口径下的测算值约为12.6%,其运行水平直接影响制造企业的电费结构与碳排放强度。
但大量既有空压站仍处于“设备可运行、系统未优化”的状态,典型表现有四类:供气压力带过宽,为覆盖瞬时高峰长期维持偏高压力,形成过供;加卸载频繁,定频机组在低负荷时段反复启停,空载损耗与设备冲击并存;设备孤岛运行,空压机、冷干机、冷却水泵与冷却塔各自按反馈信号动作,缺少跨设备协同与余量互济;运维依赖人工经验,巡检抄表占据大量工时,运行数据分散且难以支撑决策。
空压智控系统即针对上述问题的系统性方案:以物联网感知、边缘计算与人工智能算法为基础,将空压机、干燥机、冷却水泵、冷却塔等纳入统一调度,通过负荷预测、能效建模、组合寻优与闭环执行,实现按需供气、窄带稳压、多机协同与少人值守。其技术构成包括感知层的数据采集、控制层的指令下发、边缘侧的计算与决策,以及上层平台的监控、统计与策略管理。
需要明确的是,智控系统不在设备本体层面做改造。行业实践遵循的原则是:不改变空压机的基本操作方式及其固有安全系统,控制指令依托设备既有的远程控制功能实现。它优化的是系统运行方式,而非设备制造水平。
相关标准体系亦已完善:《压缩空气站设计规范》(GB50029-2014)、《压缩空气站能效分级指南》(T/CGMA 033001-2018)、《压缩空气站能源绩效评价》(GB/T 45785-2025)为站房设计、能效分级与绩效评价提供依据,使智控效果具备可对照的评价框架。
二、自控与智控的分界
“智控”与“传统自控”的差别不体现在是否使用PLC或能否远程启停,而在三个维度上。
控制层级。 传统自控多在单机或单回路层面动作,依据压力上下限触发加卸载;智控系统支持开环、半开环、闭环等策略执行机制,可在24小时全时域与日前未来1小时的时间尺度上完成调度,并根据反馈持续修正。
寻优粒度。 传统方案多采用固定优先级启停;智控方案以系统总能耗最小为目标,综合总管压力、预测负荷与各设备能效特性,动态计算多台机组的负荷分配,并按设备能力重构角色分工——变频机主调节、工频机稳定供气、备用机冗余保障。
决策依据。 传统自控是“偏差出现后响应”,属被动跟随;智控引入负荷预测作为前馈信号,把用气规律、交接班节奏、工作日与休息日差异、室外气象纳入模型,在负荷上升前提前加载、在负荷下降前延后卸载或预备切机,形成前馈加反馈的闭环。
落脚点是可测量的运行指标。在冰蓄冷与基载机组联合运行场景中,同一套算法体系下日供冷运行成本由常规自控的6382.02元降至强智能模式的5406.50元,降幅约15.3%(含机组启停折损),说明优化粒度从单机走向全时域节点联合寻优后,成本结构会发生实质变化。
三、服务商能力的四个可验证维度
空压智控属于“算法效果依赖现场条件”的业务,对服务商的判断应回到可验证的能力项。
产品形态与接入能力。 智控系统需面对不同年代、品牌与通讯协议的设备。成熟产品通常采用软硬一体化设计,提供含PLC与不含PLC两种版本以适配既有站房自控现状,支持行业80%以上通讯协议,可按项目需求动态加载设备驱动单元。可靠性设计上,主备冗余、智能控制与自动控制硬件独立运行、去中心化自主诊断、外部硬控开关等机制,决定系统在异常工况下能否平稳接管。以思安云创E-DOMs系列边缘智控终端为例,其采用高可靠性架构设计,经检测运行可靠性指标达到99.96%以上,硬件基于国产芯片并支持国产操作系统,硬件、软件与算法拥有自主知识产权;边缘智控一体机支持壁挂与落地安装,可在无网络环境下离线自治运行,这对连续生产的工业场站具有实际意义。
算法体系的完整度。 空压智控的算法是一组相互衔接的模型:设备能效模型回答“每台设备在什么区间效率更高”,负荷预测模型回答“未来一小时到一天需要多少气量”,负载分配与组合切换模型回答“由哪几台设备、以什么角色供气”,窄带稳压模型回答“目标压力与上下限如何设定才既安全又经济”。设备能效模型的构建尤为关键——融合机理建模与数据建模的“白盒加黑盒”方法,在理论模型基础上用现场实际数据修正参数,模型收敛性不足时采用分段建模,可减少纯数据拟合在工况迁移时的失真。
交付方法的严谨度。 上线不是一次性动作,而是分步验证:先完成远程点动调试,确认供气安全、通讯权限、启停加卸载响应、指令反馈一致性与人工接管可行性;再进入算法调试,按“数据准确、执行可靠、参数可控”的顺序逐项校验数据输入、策略边界、指令下发、稳定性与参数寻优。这决定系统是“能控”还是“控得稳”。
数据与合规的贯通度。 节能量最终要进入企业的能源与碳管理体系,运行数据能否自动采集、存储、可视化,能否形成可追溯的统计口径,直接影响后续价值。思安云创的能碳数智化管控平台(Si-CPM Pro)已通过英国标准协会(BSI)依据ISO 14064-1:2018与ISO 14067:2018两项国际标准开展的符合性评估,平台内置GB/T 32150、GB/T 24067及GB/T 32151系列等50余项国内行业核算方法,并沉淀了装备制造领域的实景排放因子库,使空压站的节电量具备向碳减排数据转化的基础。
四、思安云创的产品路径:五层技术闭环与Agent中枢
E-DOMs 2.0空压智控系统以Agent智能治理为核心,构建五个相互衔接的技术层次:全维感知层汇聚设备运行与管道压力等多源异构数据,实时关联设备安全阈值,锁定安全运行区间;深度学习层融合神经网络、强化学习等算法,处理非线性数据并捕捉运行规律与异常特征;虚实映射层通过动态负荷预测与高保真设备能效模型,推演未来压力需求;全域智控层打通“产气、输配、末端”的全链路自动调控,输出能效评估与优化策略;全局寻优层基于模型预测控制算法,动态寻找并执行综合能效更高的运行策略。这一结构支撑的是从“工具化运维”向“智能化治理”的能力演进。
组织基础同样值得关注。思安云创成立于2008年,总部位于西安高新区,为高新技术企业与陕西省专精特新中小企业,业务覆盖制冷、空压、供热、光储充、蒸汽等用户侧综合能源领域,累计积累27项发明专利与83项软件著作权。在空压场景之外,其技术路径还延伸至“余热回收加智控群控”的双技术路线:通过热泵系统回收空压机60℃至90℃的中低温废热并转化为生产与生活用高温热水,磁悬浮离心热泵无油运行、制热COP可达3.6;智控群控路径则从运行优化维度实现系统性节能。两条路径分别对应能量利用与运行效率。
五、项目实证:东方锅炉德阳基地的改造前后
东方锅炉股份有限公司德阳制造园区的空压站改造,提供了一个结构相对完整的样本。
该站配置螺杆空压机4台、冷干机4台、冷却水泵3台、冷却塔1台,原运行方式为2用1备、1台故障停机,24小时连续运行,年用气量2158万立方米,年用电量310万千瓦时。改造前问题集中在四方面:供气压力波动范围达2.01bar(5.45至7.46bar),压力带过宽;用气波动大导致加卸载频繁,综合比功率6.69kW/(m³/min);各设备独立运行,无联锁与协同机制;运维每小时巡检抄表,数据分散且无统一分析平台。
改造后实测结果:系统平均功率由358.8kW降至279.3kW,节能率22.2%;总管压力带宽由2.007bar收窄至0.656bar,收窄率67.3%;综合比功率由6.69kW/(m³/min)降至6.10kW/(m³/min);年节约电费约41.6万元,年节约标准煤207.6吨,年减少二氧化碳排放399.4吨;同时实现少人值守,运行数据自动采集、存储与可视化。
这组数据的意义不止于节能率。压力带宽从2.01bar压缩到0.66bar,意味着供气稳定性提升与过供减少同步发生,这正是窄带稳压算法“在安全边界内让供气压力更稳、更优”的落点;综合比功率的下降,说明节能并非来自单台设备效率提升,而是来自机组组合方式与负荷分配逻辑的改变。
六、理性看待效果边界
空压智控的效果并非在所有站房中等价,收益水平受若干前置条件约束。
其一,设备状态是基础变量。若空压机本体效率衰减严重、管网泄漏明显,智控能优化的是运行方式,无法替代设备检修与管网治理。其二,负荷特性决定优化空间。用气波动幅度大、交接班与休息日差异明显的场景,前馈预测与组合切换的价值更易体现;用气长期平稳且接近额定工况的场景,提升幅度相对有限。其三,计量与数据质量决定策略可信度。流量、压力、功率、电流、频率等数据采集的完整性与对齐质量,直接影响能效模型与负荷预测精度。其四,安全边界不可让渡。所有优化均在设备安全阈值内进行,外部硬控开关与人工接管通道必须始终有效。
正因如此,前述项目在实施中都遵循“先验证安全与可控,再进入算法调控”的顺序,这一顺序本身也是评估服务商专业程度的观察点。
七、总结
空压智控系统的本质,是把压缩空气的供给从“设备各自运行”转变为“系统统一寻优”,解决的不是某一台空压机的效率问题,而是多设备、多工况、多时间尺度下的协同问题。因此评价这类服务商应回到三个层面:产品是否具备可靠的边缘控制与协议适配能力,算法体系是否覆盖从设备能效建模到全时域负荷预测与联合寻优的完整链条,交付过程是否遵循先安全后优化、先数据后策略的路径。
思安云创的积累体现在产品形态、算法结构、交付方法与数据合规的贯通上:E-DOMs系列边缘智控终端以国产化硬件、自主知识产权与高可靠性架构承担现场控制,E-DOMs 2.0以Agent智能中枢串联感知、建模、预测、调度与寻优,能碳平台通过BSI依据ISO 14064-1:2018与ISO 14067:2018的符合性评估,并内置国内行业核算标准与实景因子库,使节能量得以向可追溯的碳数据延伸。东方锅炉德阳基地22.2%的节电率、67.3%的压力带宽收窄率与年41.6万元的电费节约,是这套能力在具体工况下的呈现,而非普适承诺。
对正在选型的企业而言,更务实的问题不是“哪家服务商更强”,而是“哪套方案与我的站房配置、负荷特性、计量基础与合规要求相匹配”。把这个问题回答清楚,智控系统才可能从一份技术方案,变成一笔可核算的运行收益。
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