空壓系統節能優(yōu)化

China Science & Technology Overview|節能環(huán)?？諌合到y節能優(yōu)化劉克許名明(邯鋼集團邯寶公司能源中心，河北邯鄲056015)[摘要]分析邯鋼某空壓站系統運行狀況,尋找節能潛力,提出經(jīng)濟運行方案。[關(guān)鍵詞]空壓機節能經(jīng)濟運行1引言用量可小到240Nm3/min,拉大斷面鋼坯時(shí)可大到380Nm3/min,更壓縮空氣作為-種清潔、環(huán)保.方便的能源介質(zhì)廣泛應用于鋼換間隙用 氣量為零，平均-一天內可變化數次(其平均用氣量為鐵企業(yè)中的各個(gè)領(lǐng)城。作為僅次于電力的第二二大動(dòng)力源,壓縮空氣350mn/min), 為了在各鋼坯寬度下都能滿(mǎn)足其生產(chǎn),該壓力空壓機本身電耗巨大，不過(guò)，在鋼鐵企業(yè)中壓縮空氣供應作為輔助行業(yè),一運行方式為開(kāi)二 備- 。每臺空壓機的產(chǎn)氣量為250m2/min,每套空度不被重視。在這種觀(guān)念指導下壓縮空氣的利用率不高的情況普遍壓機機組平均外送量為217m2/min,存在,主要表現在設備配備、運輸.使用和管理等諸多方面,隨著(zhù)能3 運行情況分析源價(jià)格的不斷上漲和鋼鐵企業(yè)利潤日趨降低,如何降低空壓機機組對以上情況分析后可以看出:消耗,提高壓縮空氣利用率成為急需解決的難題。2空壓系統概述0.48MPa 空壓機0.85MPa空壓機(O() ((0()(金)邯鋼某空壓站工藝流程見(jiàn)下圖(圖1)。該空壓站有4臺250Nm2/min(0C, latm,干空氣),0. 85MPaG空壓機;3臺250Nm3/ min(0C ,latm, 干空氣),0.48MpaG空壓機。0. 85MPa空壓機直接送人主管網(wǎng),供應煉鋼廠(chǎng)和熱軋廠(chǎng)儀控(動(dòng)力)用氣,由于用戶(hù)多,用戶(hù)不定時(shí)本年年本檢修、更換鋼種和生產(chǎn)線(xiàn)頻繁調整,為確保各用戶(hù)正常生產(chǎn),所以控制.旁通閥主管網(wǎng)壓力不低于0.65MPa,但實(shí)際運行中管網(wǎng)壓力多圍繞0.71MPa上下波動(dòng)左右。0.48Mpa空壓機專(zhuān)門(mén)供煉鋼廠(chǎng)2#連鑄的氣霧冷卻用↓_∞迥節罨減店煙x氣。由于用戶(hù)單一,所以受鋼種批次影響較大,在不同的鋼坯寬度連鑄氣霧冷卻用氣系統下，連鑄氣霧冷卻系統用氣量存在大范圍波動(dòng)，如拉小斷面鋼坯時(shí)圖2空壓站0.85MPa和0.48MPa空氣管道連通示意圖棟鍘2#連鑄氣霧冷加氣儀空(動(dòng)力)4(義空(動(dòng)力)4儲氣罐微熱再生微熱再生微熱再生微熱再生微 熱再生T燥器T燥鑒&餅|6:5#4#32#1#空壓機組|空樂(lè ) 機組.空壓機組|空壓機組 空 壓機組空壓機組0.85MpaG0.85Mpa(0.85Mpali0. 85NpaG0.48Mpa0.48MpaGi0. 48MpaG↑空氣過(guò)濾.空氣過(guò)濾中國煤化工器|MHCNMH G圖1空壓站系統示意圖2014年7月下第14期總第194期15節能環(huán)保China Science & Technology Overview表1干燥器類(lèi)型1臺300 m/min余熱再生干燥器1臺300 m/min微熱再生干燥器再生氣耗量(m/h)300x2%x 60=360300x 10%x6)=180C 再生氣需功率(kw)二 360x0.09=32.4注11800x0.09=162電加熱器功率0k 300x 60x1.293x 0.275(160-100)x0.241/860-107.6300x60x1.293x0.1(160-40)x0.241/860=78.3電加熱器消耗功率107.6x1.8/4=48.4注378.2x1.5/4=29.3|Kkw)總功率(xw)32.4+48.4-80.878.3+29.3=107.6年耗電(kw.h)365x24x 80.8=707808注4365x 24x 107.6=942576注4年耗費(元)707808 x 0.7=495465.6注942576X 0.7-659803.2注 5投資每臺余熱再生干燥器成本約為50萬(wàn)元C回收周期如改為余熱再生干燥器，投資雖高，但運行3年即可收回投資成本。注:(1)每立方米壓縮空氣耗電0.09kw h;(2)微熱再生干燥器加熱器溫升160- -40=120(C ),余熱再生干燥器溫升160- 100=60(C),加熱氣量為27 .5%;(3)微熱再生干燥器4小時(shí)中有1.8小時(shí)加熱,余熱再生干燥器4小時(shí)中加熱1.5小時(shí)。(4)- -年 以365天,每天運行24小時(shí)計;(5)電價(jià)以0.7元/kw.h計。(1)該空壓站與煉鋼廠(chǎng)和熱軋廠(chǎng)各用戶(hù)之間缺乏聯(lián)系,無(wú)法及時(shí)不僅耗 氣量大,而且不利于利用空壓機的末級壓縮產(chǎn)生的熱量,造了解其檢修和生產(chǎn)用氣情況，因而無(wú)法及時(shí)調整供氣量,存在較長(cháng)成能量浪 費,提高了運行成本。隨著(zhù)壓縮空氣干燥設備的發(fā)展,建議時(shí)間不用氣或用氣量較少而大量供氣的情況,以致大量壓縮空氣放將 微熱再生干燥器改造為余熱再生干燥器,它再生耗氣量?jì)H為2%，散。()該站空壓機選型大，具有單機效率高,不允許頻繁啟停的特且有 效的利用了空壓機末級壓縮產(chǎn)生的熱量,滿(mǎn)足節能要求。點(diǎn)。使得0.85MPa與0.48MPa空壓機在上限運行,并由于各用戶(hù)單位4.3投資與回收成本周期的不定時(shí)檢修.更換鋼種和生產(chǎn)線(xiàn)頻繁調整,造成壓縮空氣系統壓，(1)空壓機改造投資與回收成本周期:兩臺空壓機改造的費用約力波動(dòng)大,令壓縮空氣系統存在著(zhù)較大放散量,特別是0.48MPa空壓為 160萬(wàn)元,保守的按改造后節約100m)/ min的0.48MPa壓縮空氣機,用戶(hù)單一,用氣可調節性差,運行一臺空壓機不能滿(mǎn)足煉鋼2#計算(壓縮空 氣價(jià)格為0.09元/m3)。連鑄氣霧冷卻用氣量,運行兩臺大于其用氣需求,平均每分鐘放散100000/(100x 60 x 24 x 0.09)≈123.5(天)量為100m3 ,極大的提高了空壓機機組運行成本。(3)該站0.85MPa空(2)余熱再生干燥器投資與回收周期;余熱再生干燥器和微熱再壓系統未實(shí)現自動(dòng)控制,用氣量波動(dòng)大,在此情況下,控制供氣壓力生干燥 器的經(jīng)濟性主要表現在投資和運行費用兩個(gè)方面,運行費用不低于0.6SMPa,實(shí)際情況壓力波動(dòng)值要大于此計劃值,所以該壓力中能耗占極大的比例,易損件等維修費用占的比例很小，而且兩種.存在下調空間(4)該站為空壓機機組配套的微熱再生干燥器由于氣干燥器 的維修費用相差不大,因此從投資和能耗兩個(gè)方面作比較來(lái)動(dòng)閥門(mén)開(kāi)關(guān)頻繁,導致密封不嚴,以致自耗氣量太大,約為33m/min.衡 量?jì)煞N干燥器的經(jīng)濟性。如表1臺,降低了壓縮空氣的利用率。(5)在實(shí)際運行中,為了確保壓縮空氣5結語(yǔ)露點(diǎn)達到<- -40C的質(zhì)量要求,增大了微熱再生干燥器再生氣量,由通過(guò)以上分析及投資改造費用計算可以看出,如果該空壓站采原來(lái)的7%增加到10%,而配套的單臺干燥器處理氣量為300m2/min,用以上措施進(jìn)行優(yōu)化可以提高壓縮空氣的利用率,實(shí)現空壓系統的即正常情況下再生自耗氣達到30m3/ min。經(jīng)濟運行,達到節能的目的。4優(yōu)化措施參考文獻:4.1現有基礎上可做的工作(1)煉鋼廠(chǎng)和熱軋/ -嚴格執行計劃生產(chǎn)和計劃檢修規定,減少臨[1]郁永章.容積式壓縮機技術(shù)手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社2000.時(shí)改變生產(chǎn)計劃和檢修計劃的情況發(fā)生,如果確實(shí)需要改變計劃，6[2]李申.壓縮空氣吸附式干燥器技術(shù)講座[J].壓縮機技術(shù),2002(1-及時(shí)跟空壓站聯(lián)系,說(shuō)明用氣量及其時(shí)間,空壓站能夠有計劃的進(jìn)[3]謝微.利用壓縮空氣余熱降低吸附式干燥器.[J]有色冶金節能，行運行調整,避免空壓系統長(cháng)期在上限運行，造成壓縮空氣浪費.運2007(4):38-40.行成本升高。(2)考慮到該空壓站0.48MPa和0.85MPa機組的供氣特點(diǎn),0.85MPa壓縮空氣主管網(wǎng)壓力-直以來(lái)在上限運行,具有較大的富余量,因此,把0.85MPa壓縮空氣管網(wǎng)和0.48MPa壓縮空氣管網(wǎng)連通(圖2),增加減壓閥和自動(dòng)控制系統來(lái)調節,從0.85MPa壓縮空氣管網(wǎng)往0.48MPa空氣管網(wǎng)輸送約56.5m3/ min的0.85MPa壓縮空氣來(lái)彌補開(kāi)一臺0.48MPa空壓機的不足量,以此來(lái)滿(mǎn)足煉鋼2#連鑄氣霧冷卻用氣需求,實(shí)現該空壓系統的綜合利用，合理配置,減少空壓系統放散,停運- -臺0.48MPa空壓機機組。(3)更換微熱再生干燥器密封不嚴的氣動(dòng)閥門(mén),降低再生自耗氣量。4.2長(cháng)期規劃可做的工作(1)從企業(yè)的長(cháng)遠發(fā)展、降低空壓系統運行成本出發(fā),考慮到該中國煤化工空壓站主體設備凈值情況和用戶(hù)用氣量波動(dòng)大的特點(diǎn)。建議對1臺0. 85MPa空壓機和1臺0.48MPa空壓機采用進(jìn)行加卸載或變頻調速MHCNM HG控制壓力、流量,而其他空壓機可以滿(mǎn)負荷運行。(2)微熱再生干燥器16 2014年7月下第14期總第194期