【壓縮機(jī)網(wǎng)】一、應(yīng)用特點(diǎn)

　　壓縮空氣作為第二大動(dòng)力源，因其安全無(wú)害、環(huán)保清潔、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、防過(guò)載等特點(diǎn)，在工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。以筆者公司二期空壓站為例，其提供的壓縮空氣主要應(yīng)用于脫硫工藝、氣動(dòng)機(jī)具等環(huán)節(jié)，壓縮空氣系統(tǒng)另有以下特點(diǎn)：

　　1、集中為主，分散為輔

　　主要用氣供給都是集中規(guī)劃在空壓站內(nèi)，部分用氣點(diǎn)如推焦車等單獨(dú)配備空壓機(jī)。

　　2、能源管理系統(tǒng)完善

　　空壓站能源管理系統(tǒng)完善，電量、氣量等能源數(shù)據(jù)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)并定期形成報(bào)告，給后期做節(jié)能提供了重要的依據(jù)。

　　3、高電壓，大容量

　　集中供氣用氣量大，因此選用設(shè)備容量大，如二期空壓站采用的就是額定功率為355kW的空壓機(jī)。為了節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用，設(shè)備全部選用10kV高電壓。

　　二、改造前空壓站概況

　　以二期空壓站為例，站內(nèi)共有6臺(tái)噴油螺桿空氣壓縮機(jī)、2臺(tái)微熱吸干機(jī)和多個(gè)儲(chǔ)氣罐等配套設(shè)備。設(shè)備列表如表1，布局如下圖所示。

　　微熱吸干機(jī)由于處理后的壓縮空氣露點(diǎn)不達(dá)標(biāo)，目前停用，因此現(xiàn)有空壓系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單，空壓系統(tǒng)能效幾乎由空壓機(jī)本身能效決定，后處理影響不大。

　　以2022年全年能效數(shù)據(jù)來(lái)看：

　　其中，單耗=耗電量/耗氣量，即產(chǎn)生每立方壓縮空氣消耗的電能，是評(píng)價(jià)空壓系統(tǒng)能效的標(biāo)準(zhǔn)之一。

　　日常的用氣一般開3臺(tái)設(shè)備，其余設(shè)備為備用。

　　單耗呈現(xiàn)穩(wěn)中有波動(dòng)。全年有7個(gè)月的單耗在0.125左右，其余5個(gè)月在0.108-0.190之間波動(dòng)，以典型值0.125為基準(zhǔn)，波動(dòng)幅度達(dá)65%。其波動(dòng)未找到明顯的規(guī)律，波動(dòng)的原因是，空壓機(jī)全為工頻設(shè)備，其氣量調(diào)節(jié)方式為on-off，即單臺(tái)的供氣量為0或額定供氣量，無(wú)中間值，所以用氣量與供氣量之間無(wú)法準(zhǔn)確匹配。

　　整體能效稍差。根據(jù)《TCGMA033002-2020壓縮空氣站節(jié)能設(shè)計(jì)指南》提供的計(jì)算方法，以典型單耗0.125計(jì)算，綜合輸功效率約46.2%，屬于4級(jí)能效空壓站。

　　三、改造思路與原理

　　由于整個(gè)空壓系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，所以主要從空壓機(jī)本身的能效上著手進(jìn)行改進(jìn)。具體通過(guò)以下方法：

　　1、增加變頻設(shè)備，消除卸載，提高整體效率

　　缺乏變頻調(diào)節(jié)時(shí)，為了保持用氣安全，系統(tǒng)壓力會(huì)在一個(gè)相對(duì)較高的區(qū)間波動(dòng)。引入變頻設(shè)備之后，可以增加設(shè)備高效調(diào)節(jié)區(qū)間，使供氣量與用氣量匹配，壓力能夠維持在極小的波動(dòng)范圍內(nèi)，從而避免壓力的爬坡，且設(shè)備不會(huì)進(jìn)入卸載狀態(tài)，因此可節(jié)約大量能源。

　　2、采用兩級(jí)壓縮設(shè)備，提高單臺(tái)設(shè)備效率

　　兩級(jí)壓縮螺桿機(jī)頭通過(guò)兩個(gè)機(jī)頭串聯(lián)，使單級(jí)機(jī)頭的壓力比降低，減少內(nèi)泄漏，提高容積效率，最高可提高15%的能效。

　　四、改造效果顯著

　　結(jié)合實(shí)際運(yùn)行需要，將原4-6號(hào)三臺(tái)空壓機(jī)，更換為1臺(tái)變頻加2臺(tái)工頻兩級(jí)壓縮螺桿空壓機(jī)。

　　改造完成后，經(jīng)過(guò)相同的儀表測(cè)算，得到以下數(shù)據(jù)：

　　1、節(jié)能效果顯著

　　改造后的單耗降低到0.109kWh/m3，綜合輸功效率53%，達(dá)到二級(jí)能效空壓站標(biāo)準(zhǔn)。以2022年全年數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，節(jié)能率可達(dá)20%，年節(jié)約電費(fèi)107余萬(wàn)元。即使以2022年典型數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，節(jié)能率也超過(guò)10%。

　　2、壓力穩(wěn)定，提高系統(tǒng)可靠性和供氣質(zhì)量

　　供氣壓力從原來(lái)的0.65MPa-0.75MPa之間波動(dòng)到現(xiàn)在穩(wěn)定在0.7MPa，供氣質(zhì)量大大提高，且系統(tǒng)避免了反復(fù)的壓力變動(dòng)，設(shè)備可靠性也大為提高。

　　五、總結(jié)

　　本次改造達(dá)到了預(yù)期效果，具備一定的典型示范作用。本次成功改造，除了前期充分的調(diào)研和溝通外，還要?dú)w功于近些年國(guó)產(chǎn)螺桿壓縮機(jī)和國(guó)產(chǎn)高壓變頻器的性能巨大提升，使整個(gè)項(xiàng)目的投資回報(bào)率大大提高。

　　參考文獻(xiàn)

　　中車壓縮機(jī)壓縮機(jī)使用手冊(cè)

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