【壓縮機網(wǎng)】一、應(yīng)用特點

　　壓縮空氣作為第二大動力源，因其安全無害、環(huán)保清潔、環(huán)境適應(yīng)性強、防過載等特點，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、氣動機具等環(huán)節(jié)，壓縮空氣系統(tǒng)另有以下特點：

　　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)，部分用氣點如推焦車等單獨配備空壓機。

　　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)長期監(jiān)測并定期形成報告，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。為了節(jié)約運行費用，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臺噴油螺桿空氣壓縮機、2臺微熱吸干機和多個儲氣罐等配套設(shè)備。設(shè)備列表如表1，布局如下圖所示。

　　微熱吸干機由于處理后的壓縮空氣露點不達標，目前停用，因此現(xiàn)有空壓系統(tǒng)較為簡單，空壓系統(tǒng)能效幾乎由空壓機本身能效決定，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，是評價空壓系統(tǒng)能效的標準之一。

　　日常的用氣一般開3臺設(shè)備，其余設(shè)備為備用。

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

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

　　三、改造思路與原理

　　由于整個空壓系統(tǒng)比較簡單，所以主要從空壓機本身的能效上著手進行改進。具體通過以下方法：

　　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，為了保持用氣安全，系統(tǒng)壓力會在一個相對較高的區(qū)間波動。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范圍內(nèi)，從而避免壓力的爬坡，且設(shè)備不會進入卸載狀態(tài)，因此可節(jié)約大量能源。

　　2、采用兩級壓縮設(shè)備，提高單臺設(shè)備效率

　　兩級壓縮螺桿機頭通過兩個機頭串聯(lián)，使單級機頭的壓力比降低，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)合實際運行需要，將原4-6號三臺空壓機，更換為1臺變頻加2臺工頻兩級壓縮螺桿空壓機。

　　改造完成后，經(jīng)過相同的儀表測算，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%，達到二級能效空壓站標準。以2022年全年數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，節(jié)能率可達20%，年節(jié)約電費107余萬元。即使以2022年典型數(shù)據(jù)為基準，節(jié)能率也超過10%。

　　2、壓力穩(wěn)定，提高系統(tǒng)可靠性和供氣質(zhì)量

　　供氣壓力從原來的0.65MPa-0.75MPa之間波動到現(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，設(shè)備可靠性也大為提高。

　　五、總結(jié)

　　本次改造達到了預(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，還要歸功于近些年國產(chǎn)螺桿壓縮機和國產(chǎn)高壓變頻器的性能巨大提升，使整個項目的投資回報率大大提高。

　　參考文獻

　　中車壓縮機壓縮機使用手冊

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