【壓縮機網(wǎng)】一、應用特點(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)境適應性強、防過(guò)載等特點(diǎn)，在工業(yè)中得到廣泛應用。以筆者公司二期空壓站為例，其提供的壓縮空氣主要應用于脫硫工藝、氣動(dòng)機具等環(huán)節，壓縮空氣系統另有以下特點(diǎn)：

　　1、集中為主，分散為輔

　　主要用氣供給都是集中規劃在空壓站內，部分用氣點(diǎn)如推焦車(chē)等單獨配備空壓機。

　　2、能源管理系統完善

　　空壓站能源管理系統完善，電量、氣量等能源數據長(cháng)期監測并定期形成報告，給后期做節能提供了重要的依據。

　　3、高電壓，大容量

　　集中供氣用氣量大，因此選用設備容量大，如二期空壓站采用的就是額定功率為355kW的空壓機。為了節約運行費用，設備全部選用10kV高電壓。

　　二、改造前空壓站概況

　　以二期空壓站為例，站內共有6臺噴油螺桿空氣壓縮機、2臺微熱吸干機和多個(gè)儲氣罐等配套設備。設備列表如表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(diǎn)不達標，目前停用，因此現有空壓系統較為簡(jiǎn)單，空壓系統能效幾乎由空壓機本身能效決定，后處理影響不大。

　　以2022年全年能效數據來(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，是評價(jià)空壓系統能效的標準之一。

　　日常的用氣一般開(kāi)3臺設備，其余設備為備用。

　　單耗呈現穩中有波動(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，波動(dòng)幅度達65%。其波動(dòng)未找到明顯的規律，波動(dòng)的原因是，空壓機全為工頻設備，其氣量調節方式為on-off，即單臺的供氣量為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)法準確匹配。

　　整體能效稍差。根據《TCGMA033002-2020壓縮空氣站節能設計指南》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(gè)空壓系統比較簡(jiǎn)單，所以主要從空壓機本身的能效上著(zhù)手進(jìn)行改進(jìn)。具體通過(guò)以下方法：

　　1、增加變頻設備，消除卸載，提高整體效率

　　缺乏變頻調節時(shí)，為了保持用氣安全，系統壓力會(huì )在一個(gè)相對較高的區間波動(dòng)。引入變頻設備之后，可以增加設備高效調節區間，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，從而避免壓力的爬坡，且設備不會(huì )進(jìn)入卸載狀態(tài)，因此可節約大量能源。

　　2、采用兩級壓縮設備，提高單臺設備效率

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

　　四、改造效果顯著(zhù)

　　結合實(shí)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(guò)相同的儀表測算，得到以下數據：

　　1、節能效果顯著(zhù)

　　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年全年數據為基礎，節能率可達20%，年節約電費107余萬(wàn)元。即使以2022年典型數據為基準，節能率也超過(guò)10%。

　　2、壓力穩定，提高系統可靠性和供氣質(zhì)量

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

　　五、總結

　　本次改造達到了預期效果，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(gè)項目的投資回報率大大提高。

　　參考文獻

　　中車(chē)壓縮機壓縮機使用手冊

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