【壓縮機網(wǎng)】壓縮空氣在生物發(fā)酵中發(fā)揮著(zhù)至關(guān)重要的作用，這不僅體現在壓縮空氣的供應壓力要持續穩定，而且空氣的運行成本要在合理的空間。據不完全統計，壓縮空氣成本占發(fā)酵產(chǎn)品所需動(dòng)力能源總成本的50%以上，由此可見(jiàn)，空氣系統運行經(jīng)濟與否在一定程度上決定了發(fā)酵產(chǎn)品的市場(chǎng)競爭力?？諝獬杀镜母叩筒粌H取決于壓縮機效率，而且與控制方式、輔機配置、管網(wǎng)設計及空氣運行參數的設定等密切相關(guān)。本文就以上影響空氣系統經(jīng)濟運行的諸多因素做簡(jiǎn)要闡述。

 

　　一、壓縮機本體效率分析

　　壓縮機本體效率主要取決于機組的結構型式，發(fā)酵生產(chǎn)所需的空氣壓力通常在0.30-0.40MPa（絕對壓力）之間，壓縮機的結構多數為單軸離心式、多軸離心式、軸流式等。單軸離心式壓縮機多數選用閉式葉輪，自上世紀六七十年代，國內風(fēng)機廠(chǎng)家主要生產(chǎn)這種機型，由于空氣在機體內流向的周期性變化，增加了空氣的流動(dòng)阻力損失，機組效率相對較低，但由于該機組零部件較少，葉輪使用壽命長(cháng)，目前該機型產(chǎn)品在部分企業(yè)仍被廣泛使用。自上世紀九十年代，國外品牌的多軸離心壓縮機逐漸應用到發(fā)酵生產(chǎn)中，該機組由于采用性能優(yōu)越的三元流半開(kāi)葉輪，再加上級間空氣冷卻，機組運行效率較高，進(jìn)入二十一世紀，隨著(zhù)國內壓縮機技術(shù)的進(jìn)步，這種多軸離心高效壓縮機開(kāi)始由國內制造并推向市場(chǎng)。

　　對于發(fā)酵產(chǎn)能較大的場(chǎng)所，壓縮空氣的需求量也較大，軸流壓縮機被廣泛使用，由于該機組葉片設計采用了國際上先進(jìn)的三元流?；O計技術(shù)，機組的多變效率可達到90%以上，且流量、壓力調整范圍廣，機組在變工況下仍能保持高效運行，是離心式壓縮機無(wú)法比擬的。因此，要確保壓縮機本體高效運行，可根據空氣需求量，合理選擇壓縮機的類(lèi)型。

　　對于發(fā)酵產(chǎn)能不大的場(chǎng)所，建議選用多軸離心式壓縮機；而對于空氣需求量較大，且負荷變化較大的場(chǎng)所，建議選用靜葉可調的軸流壓縮機。

 

　　二、空壓機負載調控方式分析

　　由于發(fā)酵生產(chǎn)負荷不是一成不變的，空壓機的供氣量也應隨生產(chǎn)負荷的變化而變化，空壓機的負載調控方式主要有進(jìn)口閥門(mén)調節、進(jìn)口導葉調節、轉速調節、靜葉可調調節等幾種。其中壓縮機進(jìn)口閥門(mén)調節屬于空氣節流范疇，阻力損失較大，但操作簡(jiǎn)單，單軸離心壓縮機一般采用這種調節方式。進(jìn)口導葉調節對氣流有預旋的功能，相對于蝶閥的壓損較小，在不同的預旋角度下，壓縮級的性能是不同的，因此，進(jìn)口導葉調節是通過(guò)改變其后壓縮級的性能進(jìn)行壓縮機的性能調節，其損失較小，目前，多軸離心壓縮機均采用這種調節方式。另外轉速調節是通過(guò)增減壓縮機轉子的速度實(shí)現排氣量的變化，調節過(guò)程中不存在阻力損失，這種調節方式經(jīng)濟性較好，對于電機驅動(dòng)壓縮機的場(chǎng)合，轉速調節主要通過(guò)變頻器控制調節；而對汽輪機拖動(dòng)壓縮機的場(chǎng)合，通過(guò)調整汽輪機的進(jìn)氣量實(shí)現壓縮機轉速的變化。對電機驅動(dòng)的軸流壓縮機，其負荷的調節大多采用全靜葉可調機構，實(shí)現機組運行工況調節范圍廣，有效地避免了運行時(shí)放風(fēng)操作而造成的能源損失。

　　綜合以上，空壓機的負載調控方式與機組的結構型式息息相關(guān)，對于可以采用多種調控方式的場(chǎng)合，盡量避免采用進(jìn)口閥門(mén)調節，轉速調節、進(jìn)口導葉調節、靜葉可調方式等，應結合壓縮機的結構及驅動(dòng)方式進(jìn)行合理選擇。

 

　　三、空壓機輔機的配置原則

　　空壓機輔機主要包括進(jìn)氣過(guò)濾器、空氣冷卻器、氣水分離器等。進(jìn)氣過(guò)濾器的配置應按照進(jìn)風(fēng)阻力小、過(guò)濾效率高、易于維護維修等原則進(jìn)行，當前自潔式過(guò)濾器被廣泛使用。

　　由于進(jìn)氣溫度升高會(huì )造成空壓機的耗電上升，建議進(jìn)氣過(guò)濾器安裝在室內或室外陰涼處，過(guò)濾器周?chē)３智鍧?，進(jìn)風(fēng)口設置過(guò)濾網(wǎng)，確保進(jìn)入壓縮機的空氣溫度、空氣潔凈度相對穩定，有助于空壓機經(jīng)濟運行和安全穩定運行。

　　空氣冷卻器的設計應按照少使用冷水，多使用循環(huán)水的原則，從而達到降低總成本的目的，在空冷器設計時(shí)，換熱面積要有足夠的余量；另外空冷器的空氣流動(dòng)阻力也是影響空壓機電耗的重要因素，采用合理的結構設計，盡量降低空氣阻力。對于單臺空冷器體積較大時(shí)，從維護方便及運行經(jīng)濟型考慮，也可以采用兩臺或多臺并聯(lián)的方式選配，應注意空氣在并聯(lián)冷卻器中的合理分配，確保各空冷器空氣流量均衡，避免采用多個(gè)空冷器串聯(lián)，這樣會(huì )增加空氣的阻力，造成空壓機電耗的升高。

　　氣水分離器的設計應盡量降低空氣流動(dòng)阻力，目前有擋板式、旋風(fēng)式、絲網(wǎng)除沫器等幾種常見(jiàn)型式。氣水分離器底部應設置可靠的自動(dòng)疏水裝置，能夠實(shí)現冷凝水及時(shí)排出，避免使用截止閥常開(kāi)方式排出冷凝水，這樣會(huì )造成較大的空氣損失。

 

　　四、空壓站布局及壓縮空氣工藝管線(xiàn)的優(yōu)化設計

　　降低空氣在管道中的流動(dòng)阻力，可以提高空壓機的運行效率?？諌赫緫M量布置在空氣使用點(diǎn)附近，避免空氣長(cháng)距離輸送帶來(lái)的壓力損失。在空壓機工藝管線(xiàn)設計中，盡量減少彎頭、三通、閥門(mén)、變徑等管件的數量?？諌簷C進(jìn)排氣管道的管徑要經(jīng)過(guò)動(dòng)力專(zhuān)業(yè)設計人員的認真核算，避免出現管徑偏小，導致氣體流速過(guò)大，從而增加空氣的流動(dòng)阻力損失。另外，對于多臺空壓機并聯(lián)接入一根空氣主管時(shí)，應充分考慮支管與主管的接口角度，借用流體引射原理，實(shí)現支管空氣順利并入空氣主管網(wǎng)。為減少空氣的輸送阻力，空氣主管道管徑的設計應留出一定的余量，同時(shí)盡量選擇就近的路徑到達空氣使用點(diǎn)，減少輸送距離。

 

　　五、空氣運行參數的合理設定

　　由空壓機的性能曲線(xiàn)可以看出，空壓機的排氣壓力提高、排氣量增加，則機組的軸功率增加。因此設置合理的空壓機排氣壓力，有助于空壓機的經(jīng)濟運行。而空壓機的排氣壓力主要取決于空氣使用點(diǎn)的工藝條件要求。在實(shí)際生產(chǎn)中，應綜合比較空氣壓力提高對耗電和發(fā)酵產(chǎn)品效益的影響，避免盲目提高空氣壓力造成能源浪費。另外，空氣外供溫度高低也會(huì )影響空壓機的運行成本，在滿(mǎn)足工藝要求的前提下，盡量使用循環(huán)水作為空壓機的降溫水，同時(shí)保持空氣運行參數的穩定，避免空壓機頻繁開(kāi)停機對系統經(jīng)濟性的影響。

 

　　六、壓縮空氣裝置的運行維護

　　加強空氣裝置的日常維護，可以確?？諌簷C處于良好運行狀態(tài)，有助于空氣系統的經(jīng)濟運行，筆者認為應重點(diǎn)做好以下工作：一是對進(jìn)氣過(guò)濾器進(jìn)行定期維護，首先保持過(guò)濾器周?chē)孛娴沫h(huán)境衛生（無(wú)積塵柳絮等），其次根據壓縮機進(jìn)口空氣壓力，及時(shí)更換過(guò)濾器濾芯，另外，需做好過(guò)濾器進(jìn)風(fēng)口濾網(wǎng)灰塵的清掃。二是對空壓機級間冷卻器進(jìn)行定期清洗，級間冷卻器換熱效果下降將導致進(jìn)入后一級的壓縮空氣溫度升高，影響機組的壓縮效率。三是定期對空壓機末級冷卻器進(jìn)行清洗，可以減少高品質(zhì)冷水的使用量，從而降低空氣系統的運行成本。

 

　　結束語(yǔ)

　　作為動(dòng)力供應部門(mén)，不僅要保證壓縮空氣的安全供應，而且要盡可能降低供應空氣的生產(chǎn)成本。

　　空氣系統的經(jīng)濟運行不僅取決于壓縮機本體的效率，而且與空壓機輔機的配置、管網(wǎng)設計、日常維護等也息息相關(guān)。多角度、全方面做好空壓機的運行管理是實(shí)現發(fā)酵生產(chǎn)空氣系統經(jīng)濟運行的基礎。

 

　　作者簡(jiǎn)歷

　　郭守征（1972—），男，大學(xué)學(xué)歷，學(xué)士學(xué)位，山東魯抗醫藥股份有限公司鄒城分公司動(dòng)力車(chē)間設備主任，高級工程師.

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