【壓縮機網(wǎng)】摘要：本文以某大型鋼鐵公司壓縮空氣系統為例，分析了一般鋼鐵企業(yè)壓縮空氣系統存在的問(wèn)題，通過(guò)提高設備管理水平、 壓力管控和降壓運行，實(shí)現大型鋼鐵企業(yè)壓縮空氣系統的節能降耗，對相關(guān)企業(yè)有一定的指導作用。

　　鋼鐵行業(yè)是一個(gè)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(shí)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(dòng)儀表閥門(mén)和脈沖袋式除塵器反吹等。壓縮空氣作為重要的動(dòng)力能源，其能耗約占整個(gè)鋼鐵企業(yè)總能耗的10％-15％。因此，壓縮空氣系統節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(guān)系到企業(yè)產(chǎn)品的競爭力，更關(guān)系到企業(yè)的持續發(fā)展。

　　1、壓縮空氣系統節能措施

　　壓縮空氣系統由5空壓站、25臺壓縮機組構成。依據用戶(hù)對壓縮空氣品質(zhì)要求不同，結合當地的氣候條件，選用16臺250m3/min離心式空壓機，出口風(fēng)壓0.85MPa，無(wú)油無(wú)水，壓力露點(diǎn)<20 °C，供應管網(wǎng)儀表壓縮用風(fēng)、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(fēng)壓0.55MPa，供應煉鋼連鑄霧化用風(fēng)；4臺100m3/min離心式空壓機，出口風(fēng)壓0.55MPa，供應煉鋼連鑄霧化用風(fēng)。出口風(fēng)壓0.85MPa的壓縮空氣管網(wǎng)壓力在0.65-0.72MPa。出口風(fēng)壓0.55MPa的壓縮空氣管網(wǎng)壓力一般在0.48-0.52MPa。壓縮空氣系統的供應端與用戶(hù)端主要通過(guò)管網(wǎng)連接，空壓機站具有站所分散，點(diǎn)多面廣，操作迅速，運行簡(jiǎn)便，結構緊湊，調節性能良好和噪音低等優(yōu)點(diǎn)。

　　壓縮空氣系統自投產(chǎn)運行以來(lái)，主要存在兩個(gè)問(wèn)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象。冬季空壓機出力大，當管網(wǎng)用戶(hù)用量減小時(shí)，會(huì )出現空壓機放散，夏季空壓機出力小，需要多開(kāi)空壓機組以滿(mǎn)足用戶(hù)需求。二是壓縮風(fēng)設備故障率高，檢修頻繁，增加了運行成本。

　　1.1源頭控制系統穩定

　　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(diǎn)檢為核心，以定修為基礎”的生產(chǎn)維修模式，實(shí)施“檢修前有方案，檢修中有管控，檢修后有評價(jià)”的檢修管理體系，實(shí)現設備檢修的PDCA閉環(huán)管控，同時(shí)明確檢修程序、劃分檢修職責、明確檢修責任，實(shí)現檢修過(guò)程的精益管控，切實(shí)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(diǎn)巡檢水平，加大獎懲力度，狠抓專(zhuān)業(yè)人員管理。同時(shí)，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(guān)鍵控制項目，注重操作實(shí)踐和效果檢驗，貼近實(shí)際開(kāi)展各種形式的應急事故演練，綜合提升設備運行水平，保證源頭控制系統穩定。

　　1.2管網(wǎng)壓力管控

　　鋼鐵工業(yè)節能理論和方法的創(chuàng )新研究中，采用系統的觀(guān)點(diǎn)，綜合考慮能源和物料的節約，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(fēng)壓0.85MPa的壓縮空氣用戶(hù)的用氣特點(diǎn)，可知焦化、煉鐵、煉鋼、熱軋、冷軋和原料等大部分用戶(hù)壓縮空氣壓力為0.6MPa即可滿(mǎn)足使用要求，壓力要求在0.65MPa以下的用戶(hù)有三家：燒結氣力輸灰、煉鋼套筒窯控制閥門(mén)和質(zhì)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(mǎn)足了用戶(hù)的用氣要求，又降低了壓縮空氣系統耗電量。

　　通過(guò)對使用出口風(fēng)壓0.85MPa的壓縮空氣用戶(hù)的用氣規律進(jìn)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(shù)，增設聯(lián)通裝置，如圖1所示。該技術(shù)彌補了多開(kāi)機器浪費放散多、少開(kāi)不能滿(mǎn)足用戶(hù)的問(wèn)題，也減少了不必要的開(kāi)停機次數，同時(shí)當高壓儀表壓縮空氣管網(wǎng)用量有富余時(shí)，連鑄霧化管網(wǎng)串風(fēng)，也可以減少儀表壓縮空氣的浪費；每天通過(guò)串風(fēng)可避免空壓機頻繁開(kāi)停機，減少放散，節約能源。

　　

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

　　1.3系統降壓運行

　　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(jìn)氣壓力，MPa；qv為進(jìn)氣條件下壓縮機的排氣量，m3/min；Z1、Z2為壓縮機進(jìn)、排氣條件下的氣體壓縮系數。

　　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，在用戶(hù)用氣穩定，壓縮機組正常運行時(shí)，進(jìn)氣流量基本不變，且流量數量級很大，若將進(jìn)氣壓力微降，則壓縮機功率降低顯著(zhù)，進(jìn)而節能顯著(zhù)。壓縮空氣系統的降壓運行主要通過(guò)對用戶(hù)的用氣規律和特點(diǎn)進(jìn)行分析，穩定基礎上，進(jìn)一步通過(guò)用戶(hù)端和輸配端高效協(xié)同、統一調度及鼓勵用戶(hù)降耗等手段降低用戶(hù)用氣量和放散量，實(shí)現系統降壓運行。

　　2、應用效果

　　通過(guò)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(zhù)降低，進(jìn)而能夠實(shí)現系統節能。第一實(shí)現了發(fā)生端穩定運行，故障率顯著(zhù)降低，設備運行費用降低，同時(shí)機組穩定間接延長(cháng)了空壓機組使用壽命。第二通過(guò)梳理用戶(hù)的用能特點(diǎn)，實(shí)現用戶(hù)用氣穩定，同時(shí)通過(guò)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)壓力的穩定，增強了壓縮風(fēng)系統的穩定性。

　　由近幾年高壓管網(wǎng)參數（壓力和用量趨勢）可知，壓縮空氣系統降壓效果明顯，尤其是出口風(fēng)壓0.85MPa的壓縮空氣，通過(guò)系統優(yōu)化由原來(lái)的管網(wǎng)壓力0.72MPa降至0.65MPa節能效果顯著(zhù)。壓縮空氣的用量相應節省了5080萬(wàn)m3。將壓縮空氣串聯(lián)調節技術(shù)應用于出口風(fēng)壓0.55MPa的壓縮空氣管網(wǎng)，節能同時(shí)保證了系統穩定，實(shí)現了系統降壓運行，達到了壓縮空氣管網(wǎng)系統穩定高效的效果。

　　3、總結

　　壓縮空氣系統通過(guò)管理與技術(shù)手段實(shí)現了系統優(yōu)化。管理思路上，系統分析并梳理能源的發(fā)生端、輸配端和用戶(hù)端的規律及特點(diǎn)。從源頭穩定、管網(wǎng)調控和系統降壓出發(fā)，在穩定、經(jīng)濟、高效、資源配置方面實(shí)現了系統節能且效果顯著(zhù)。降低了設備維護成本，技術(shù)手段上利用了不同壓力等級壓風(fēng)互備互調技術(shù)，提出空壓機機組儀表壓縮風(fēng)管網(wǎng)分壓力等級控制，將高壓用戶(hù)單獨供應，降低了管網(wǎng)壓力，減少自身放散，進(jìn)而實(shí)現公司壓縮風(fēng)系統的安全可靠、高質(zhì)經(jīng)濟運行。