空壓系統節能優(yōu)化

China Science Technology Overview/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,提岀經(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,更壓縮空氣作為一種清潔環(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)域。作為僅次于電力的第二大動(dòng)力源,壓縮空氣350m3/mi,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)二備一。每臺空壓機的產(chǎn)氣量為250m/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217m/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消耗,提高壓縮空氣利用率成為急需解決的難題。對以上情況分析后可以看出:2空壓系統概述048MPa空壓機085Ma空壓機邯鋼某空壓站工藝流程見(jiàn)下圖圖1)該空壓站有4臺250Nm3/min()()()((0℃,1atm,干空氣),0.85MPaG空壓機;3臺250Nm3/min(0℃,latm,干空氣),0.48MpaG空壓機。0.85MPa空壓機直接送入主管網(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)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0.7MPa通閥上下波動(dòng)左右。0.48Mma空壓機專(zhuān)門(mén)供煉鋼廠(chǎng)2#連鑄的氣霧冷卻用氣。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048MPa空氣管道連通示意圖鋼2#連鑄氣霧冷加氣位(動(dòng)力汽儀(動(dòng)力儲氣罐儲氣罐儲氣罐微熱再生微熱再生微熱再生徼熱再生微再生微熱再生微熱再生T蝶器T煣器T燥器T燥器「燥器空壓機組壓機組空壓機組空壓機組空壓機組壓機組空壓機組0.85Ma0. 85MpAG0. amPac0. sPal0. AmPac0.488G空氣過(guò)濾空氣過(guò)濾氣過(guò)濾空氣過(guò)濾空氣過(guò)濾空氣過(guò)濾空氣過(guò)濾圖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300m/min余熱再生干燥器1臺300m/min微熱再生干燥器300×2%×60=360300×10%×60=1800再生氣需功率(kW)360×0.0=32.4注注1電加熱器功率sw)300×60×1.293×0.275(160-100×0.241/860=107300×60×1.293×0.1(60-40)×0.241/860=78.3電加熱器消耗功率107.6×1.8/4=48.48.2×1.5/4=29.3注3324484=80.8=107,6年耗電kw:h)365×24×80365×24×107.6=942576注4年耗費元)707808×0.7=4954656注5942576×0.7=659803.2注5每臺余熱再生干燥器成本約為50萬(wàn)元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)毎立方米壓縮空氣耗電0.0kw·h:(2)微熱再生干燥器加熱器溫升160-40=120(℃),余熱再生干燥器溫升160-100=60(℃),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)一年以365天,每天運行24小時(shí)計;(5)電價(jià)以0.7元/kwh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。(2)該站空壓機選型大,且具有單機效率高,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100m3/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16000000×60×24×0.09)≈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②2)凃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0.65MPa,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3m3/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<-40℃的質(zhì)量要求,增大了微熱再生干燥器再生氣量,由原來(lái)的7%增加到10‰6,而配套的單臺干燥器處理氣量為300m3/min通過(guò)以上分析及投資改造費用計算可以看出,如果該空壓站采即正常情況下再生自耗氣達到30m3/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)現空壓系統的經(jīng)濟運行,達到節能的目的4優(yōu)化措施參考文獻41現有基礎上可做的工作[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(1)煉鋼廠(chǎng)和熱軋廠(chǎng)嚴格執行計劃生產(chǎn)和計劃檢修規定,減少臨[2]李申.壓縮空氣吸附式千燥器技術(shù)講座[J壓縮機技術(shù),2002(1寸改變生產(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.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)壓力一直以來(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,停運一臺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162014年7月下第14期總第194期