【壓縮機網】一、應用特點

　　壓縮空氣作為第二大動力源，因其安全無害、環保清潔、環境適應性強、防過載等特點，在工業中得到廣泛應用。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、氣動機具等環節，壓縮空氣系統另有以下特點：

　　1、集中為主，分散為輔

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

　　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不達標，目前停用，因此現有空壓系統較為簡單，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年全年能效數據來看：

　　其中，單耗=耗電量/耗氣量，即產生每立方壓縮空氣消耗的電能，是評價空壓系統能效的標準之一。

　　日常的用氣一般開3臺設備，其余設備為備用。

　　單耗呈現穩中有波動。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律，波動的原因是，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《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

　　由于整個空壓系統比較簡單，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、增加變頻設備，消除卸載，提高整體效率

　　缺乏變頻調節時，為了保持用氣安全，系統壓力會在一個相對較高的區間波動。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范圍內，從而避免壓力的爬坡，且設備不會進入卸載狀態，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兩個機頭串聯，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

　　結合實際運行需要，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，經過相同的儀表測算，得到以下數據：

　　1、節能效果顯著

　　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年全年數據為基礎，節能率可達20%，年節約電費107余萬元。即使以2022年典型數據為基準，節能率也超過10%。

　　2、壓力穩定，提高系統可靠性和供氣質量

　　供氣壓力從原來的0.65MPa-0.75MPa之間波動到現在穩定在0.7MPa，供氣質量大大提高，且系統避免了反復的壓力變動，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螺桿壓縮機和國產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

來源：本站原創