【壓縮機網(wǎng)】摘要：本文以某大型鋼鐵公司壓縮空氣系統(tǒng)為例，分析了一般鋼鐵企業(yè)壓縮空氣系統(tǒng)存在的問題，通過提高設備管理水平、 壓力管控和降壓運行，實現(xiàn)大型鋼鐵企業(yè)壓縮空氣系統(tǒng)的節(jié)能降耗，對相關企業(yè)有一定的指導作用。

　　鋼鐵行業(yè)是一個高耗能產(chǎn)業(yè)，在國家工業(yè)總能耗中占有相當大的比重，同時能源成本一般占其制造總成本的20％-30％。在鋼鐵企業(yè)中，壓縮空氣主要用于燒結輸灰、高爐噴吹、連鑄霧化冷卻、轉爐底吹、帶鋼表面吹掃、氣動儀表閥門和脈沖袋式除塵器反吹等。壓縮空氣作為重要的動力能源，其能耗約占整個鋼鐵企業(yè)總能耗的10％-15％。因此，壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能降耗作為鋼鐵企業(yè)成本管理和能耗管理的重要部分，不僅關系到企業(yè)產(chǎn)品的競爭力，更關系到企業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

　　1、壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能措施

　　壓縮空氣系統(tǒng)由5空壓站、25臺壓縮機組構成。依據(jù)用戶對壓縮空氣品質要求不同，結合當?shù)氐臍夂驐l件，選用16臺250m3/min離心式空壓機，出口風壓0.85MPa，無油無水，壓力露點<20 °C，供應管網(wǎng)儀表壓縮用風、燒結輸灰氣力、高爐噴吹、帶鋼表面吹掃和脈沖袋式除塵器反吹；5臺400m3/min離心式空壓機，出口風壓0.55MPa，供應煉鋼連鑄霧化用風；4臺100m3/min離心式空壓機，出口風壓0.55MPa，供應煉鋼連鑄霧化用風。出口風壓0.85MPa的壓縮空氣管網(wǎng)壓力在0.65-0.72MPa。出口風壓0.55MPa的壓縮空氣管網(wǎng)壓力一般在0.48-0.52MPa。壓縮空氣系統(tǒng)的供應端與用戶端主要通過管網(wǎng)連接，空壓機站具有站所分散，點多面廣，操作迅速，運行簡便，結構緊湊，調節(jié)性能良好和噪音低等優(yōu)點。

　　壓縮空氣系統(tǒng)自投產(chǎn)運行以來，主要存在兩個問題。一是空壓機采用的是離心式壓縮機，做功存在冬季出力大夏季出力小的現(xiàn)象。冬季空壓機出力大，當管網(wǎng)用戶用量減小時，會出現(xiàn)空壓機放散，夏季空壓機出力小，需要多開空壓機組以滿足用戶需求。二是壓縮風設備故障率高，檢修頻繁，增加了運行成本。

　　1.1源頭控制系統(tǒng)穩(wěn)定

　　設備管理水平直接影響設備整體效能的發(fā)揮。突破傳統(tǒng)設備管理模式的根本出路，就是要全面創(chuàng)新設備管理的機制和體制。

　　一是深化“以點檢為核心，以定修為基礎”的生產(chǎn)維修模式，實施“檢修前有方案，檢修中有管控，檢修后有評價”的檢修管理體系，實現(xiàn)設備檢修的PDCA閉環(huán)管控，同時明確檢修程序、劃分檢修職責、明確檢修責任，實現(xiàn)檢修過程的精益管控，切實把事故消滅在萌芽狀態(tài)，杜絕重大事故。

　　二是提高職工的責任意識和點巡檢水平，加大獎懲力度，狠抓專業(yè)人員管理。同時，高度重視職工操作水平和緊急處理能力的提高，全面梳理可能對生產(chǎn)及安全造成重大影響的關鍵控制項目，注重操作實踐和效果檢驗，貼近實際開展各種形式的應急事故演練，綜合提升設備運行水平，保證源頭控制系統(tǒng)穩(wěn)定。

　　1.2管網(wǎng)壓力管控

　　鋼鐵工業(yè)節(jié)能理論和方法的創(chuàng)新研究中，采用系統(tǒng)的觀點，綜合考慮能源和物料的節(jié)約，從全流程的角度研究能量的最佳利用是非常必要的。

　　分析使用出口風壓0.85MPa的壓縮空氣用戶的用氣特點，可知焦化、煉鐵、煉鋼、熱軋、冷軋和原料等大部分用戶壓縮空氣壓力為0.6MPa即可滿足使用要求，壓力要求在0.65MPa以下的用戶有三家：燒結氣力輸灰、煉鋼套筒窯控制閥門和質檢冶煉分析中心試樣輸送，占壓縮空氣總用量的8％左右。故將壓縮空氣管網(wǎng)按壓力等級分0.7MPa和0.6MPa兩級運行，既滿足了用戶的用氣要求，又降低了壓縮空氣系統(tǒng)耗電量。

　　通過對使用出口風壓0.85MPa的壓縮空氣用戶的用氣規(guī)律進行研究，在0.7MPa的高壓管網(wǎng)與0.6MPa的低壓管網(wǎng)之間采用聯(lián)通技術，增設聯(lián)通裝置，如圖1所示。該技術彌補了多開機器浪費放散多、少開不能滿足用戶的問題，也減少了不必要的開停機次數(shù)，同時當高壓儀表壓縮空氣管網(wǎng)用量有富余時，連鑄霧化管網(wǎng)串風，也可以減少儀表壓縮空氣的浪費；每天通過串風可避免空壓機頻繁開停機，減少放散，節(jié)約能源。

　　

　　出口風壓0.55MPa的壓縮空氣主要是供應煉鋼連鑄霧化，根據(jù)用戶的用氣特點，也采取了壓縮空氣串聯(lián)調節(jié)，即將其與0.7MPa管網(wǎng)相連接，當用戶需求用量低，多開一臺機組需低負荷運行不經(jīng)濟時，采取不開啟壓縮機組而是從0.7MPa管網(wǎng)串壓縮空氣進行補充。

　　1.3系統(tǒng)降壓運行

　　壓縮機功率計算公式為：

　　

　　式中:N為壓縮機功率，kW；P1為壓縮機進氣壓力，MPa；qv為進氣條件下壓縮機的排氣量，m3/min；Z1、Z2為壓縮機進、排氣條件下的氣體壓縮系數(shù)。

　　由式(1)可知，壓縮機功率主要受壓力和流量影響。而對于空氣壓縮系統(tǒng)，在用戶用氣穩(wěn)定，壓縮機組正常運行時，進氣流量基本不變，且流量數(shù)量級很大，若將進氣壓力微降，則壓縮機功率降低顯著，進而節(jié)能顯著。壓縮空氣系統(tǒng)的降壓運行主要通過對用戶的用氣規(guī)律和特點進行分析，穩(wěn)定基礎上，進一步通過用戶端和輸配端高效協(xié)同、統(tǒng)一調度及鼓勵用戶降耗等手段降低用戶用氣量和放散量，實現(xiàn)系統(tǒng)降壓運行。

　　2、應用效果

　　通過對供應端、用能端和輸配端的優(yōu)化，影響壓縮機功率最主要的因素壓力和流量顯著降低，進而能夠實現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能。第一實現(xiàn)了發(fā)生端穩(wěn)定運行，故障率顯著降低，設備運行費用降低，同時機組穩(wěn)定間接延長了空壓機組使用壽命。第二通過梳理用戶的用能特點，實現(xiàn)用戶用氣穩(wěn)定，同時通過高壓管網(wǎng)與低壓管網(wǎng)之間的串通閥連接，保證了管網(wǎng)壓力的穩(wěn)定，增強了壓縮風系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

　　由近幾年高壓管網(wǎng)參數(shù)（壓力和用量趨勢）可知，壓縮空氣系統(tǒng)降壓效果明顯，尤其是出口風壓0.85MPa的壓縮空氣，通過系統(tǒng)優(yōu)化由原來的管網(wǎng)壓力0.72MPa降至0.65MPa節(jié)能效果顯著。壓縮空氣的用量相應節(jié)省了5080萬m3。將壓縮空氣串聯(lián)調節(jié)技術應用于出口風壓0.55MPa的壓縮空氣管網(wǎng)，節(jié)能同時保證了系統(tǒng)穩(wěn)定，實現(xiàn)了系統(tǒng)降壓運行，達到了壓縮空氣管網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定高效的效果。

　　3、總結

　　壓縮空氣系統(tǒng)通過管理與技術手段實現(xiàn)了系統(tǒng)優(yōu)化。管理思路上，系統(tǒng)分析并梳理能源的發(fā)生端、輸配端和用戶端的規(guī)律及特點。從源頭穩(wěn)定、管網(wǎng)調控和系統(tǒng)降壓出發(fā)，在穩(wěn)定、經(jīng)濟、高效、資源配置方面實現(xiàn)了系統(tǒng)節(jié)能且效果顯著。降低了設備維護成本，技術手段上利用了不同壓力等級壓風互備互調技術，提出空壓機機組儀表壓縮風管網(wǎng)分壓力等級控制，將高壓用戶單獨供應，降低了管網(wǎng)壓力，減少自身放散，進而實現(xiàn)公司壓縮風系統(tǒng)的安全可靠、高質經(jīng)濟運行。