長(zhǎng)沙昱霆機(jī)電有限公司
Changsha Yuting electromechanical Co., Ltd
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1、前言
壓縮空氣作為一種清潔、環(huán)保、方便的能源廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中的各個(gè)領(lǐng)域。作為二次能源，壓縮空氣本身的的電能消耗非常驚人，平均占企業(yè)總電能消耗的15%到30%，但一直以來(lái)多數(shù)企業(yè)對(duì)壓縮空氣并不重視，一度被認(rèn)為是免費(fèi)的或成本非常低廉的。在這種觀念的下浪費(fèi)壓縮空氣便不可避免，表現(xiàn)在設(shè)備配置、操作、使用、輸送、管理等諸多方面。隨著能源價(jià)格的不斷上漲，壓縮空氣的能耗問(wèn)題被越來(lái)越多的企業(yè)所重視，并開(kāi)始計(jì)入產(chǎn)品的單位成本中。由于缺少專(zhuān)業(yè)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，如何降低壓縮機(jī)的能耗，提高壓縮空氣的利用率成為企業(yè)面臨的難題。南京市節(jié)能技術(shù)服務(wù)中心通過(guò)對(duì)空壓機(jī)系統(tǒng)的測(cè)試，尋找節(jié)能潛力，提出經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方案，幫助企業(yè)節(jié)能降耗。
2、空壓機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)介
某電子管廠各生產(chǎn)部門(mén)需要的壓縮空氣主要由該廠的空壓站提供，空壓站現(xiàn)配有活塞式空壓機(jī)6臺(tái)。由于各生產(chǎn)部門(mén)對(duì)壓縮空氣的質(zhì)量要求不同，空壓站從節(jié)能目的出發(fā)，將壓縮空氣分成凈化的壓縮空氣和未凈化的壓縮空氣兩個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)分別運(yùn)行。壓縮空氣系統(tǒng)示意圖見(jiàn)。
空壓站對(duì)每臺(tái)空壓機(jī)組均配有一級(jí)產(chǎn)氣壓力、二級(jí)產(chǎn)氣壓力、電機(jī)電流的現(xiàn)場(chǎng)指示儀表和壓力超載報(bào)警�？諌赫就ㄟ^(guò)人工改變空壓機(jī)進(jìn)氣閥門(mén)的開(kāi)度以控制一級(jí)排氣壓力的方式，達(dá)到控制產(chǎn)氣量和壓力的穩(wěn)定，空壓站為三班制連續(xù)運(yùn)行。據(jù)目前的壓縮空氣需求，工作日7：00到22：00之間通常需開(kāi)4臺(tái)20 m 3 /min的空壓機(jī)或1臺(tái)40 m 3 /min、2臺(tái)20 m 3 /min空壓機(jī)。空壓站年耗電量 306.97 萬(wàn) kWh，年產(chǎn)壓縮空氣1 504.67萬(wàn)m 3。
3、測(cè)試與分析
3.1測(cè)試結(jié)果
根據(jù)該廠前一年每月空壓站產(chǎn)氣量及用電量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得到企業(yè)壓縮空氣平均單耗為0.204 kWh/m 3（含冷干機(jī)、照明、控制儀器等用電），扣除冷干機(jī)等用電量，壓縮空氣電耗約為0.196 kWh/m 3。企業(yè)壓縮空氣用量大致在60 m 3 /min到70 m 3 /min之間。壓縮空氣輸出壓力，白天在0.65～0.72 MPa、夜間在0.58～0.64 MPa范圍內(nèi)能滿足用氣設(shè)備正常工作。該公司一、二、三分廠用氣點(diǎn)壓力在 0.40.65 MPa，四分廠壓力在0.60.65 MPa.
3.2分析
對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后可看出：
（1）該廠壓縮空氣實(shí)行穩(wěn)壓供氣，供氣壓力設(shè)定在0.65～0.70 MPa.由于未能實(shí)施自動(dòng)化控制，在用氣設(shè)備頻繁發(fā)生變化時(shí)，壓力的波動(dòng)范圍并不能做到在0.65～0.70 MPa內(nèi)波動(dòng)，反映出公司空壓站壓力設(shè)定值有下調(diào)的空間。
�。�2）冷干機(jī)運(yùn)行存在節(jié)能空間。在線流量?jī)x表監(jiān)測(cè)表明，公司所需凈化壓縮空氣量小于40 m 3 /min，該廠同時(shí)開(kāi)啟2臺(tái)冷干機(jī)來(lái)凈化壓縮空氣，存在運(yùn)行不合理現(xiàn)象。2 臺(tái)冷干機(jī)處理后的空氣質(zhì)量不盡相同，一臺(tái)露點(diǎn)2.2℃，另一臺(tái)露點(diǎn)為0.5℃，凈化壓縮空氣優(yōu)劣混用，造成冷干機(jī)電能浪費(fèi)。
（3）個(gè)別用氣單位內(nèi)部管路管阻較大。如三分廠進(jìn)廠房壓力為0.62 MPa，而到達(dá)設(shè)備進(jìn)氣點(diǎn)壓力降為0.51 MPa，在30 m左右的直線距離內(nèi)，壓降高達(dá)0.11 MPa.
（4）進(jìn)氣管空氣過(guò)濾器較長(zhǎng)時(shí)間未進(jìn)行維修，濾網(wǎng)積灰較多，個(gè)別空壓機(jī)上的濾網(wǎng)損壞嚴(yán)重，降低了空壓機(jī)入口空氣質(zhì)量，造成空壓機(jī)密封活塞環(huán)存在拉傷現(xiàn)象，推測(cè)缸體也會(huì)有拉傷痕跡，影響氣體壓縮時(shí)密封特性。
�。�5）現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，兩臺(tái)空壓機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)存在缺陷，缺配一根皮帶，個(gè)別皮帶偏松。
（6）空壓機(jī)運(yùn)行已長(zhǎng)達(dá)20年以上，部分技術(shù)指標(biāo)已達(dá)不到原出廠值，產(chǎn)氣量約為出廠值的80％到90％。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，進(jìn)氣閥門(mén)關(guān)閉時(shí)，機(jī)組的空載電流偏大。
�。�7）空氣后冷卻器冷卻壓縮空氣效果較差。經(jīng)冷卻器后的壓縮空氣溫度低的在44°C，高的達(dá)72°C，數(shù)個(gè)后冷卻器冷凝水排放管出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。
（8）為滿足用氣量增大的需求，空壓站房幾經(jīng)調(diào)整，造成站房供氣管路較零亂，部分管路布局欠合
理。
（9）原煤氣制氣站的存在造成空壓站環(huán)境質(zhì)量欠佳，致使將空氣過(guò)濾器裝在室內(nèi)，易造成入口空氣溫度偏高。
4、建議
4.1在現(xiàn)有基礎(chǔ)上可進(jìn)行的工作
�。�1）加強(qiáng)與各分廠的溝通，根據(jù)測(cè)試壓力曲線，實(shí)事求是地確定供氣壓力，做到既保證正常生產(chǎn)又節(jié)約電能，四分廠用氣量少，用氣壓力要求高且距空壓站最遠(yuǎn)，可專(zhuān)門(mén)配置一臺(tái)小型空壓機(jī)供其用氣，以求得整個(gè)壓縮空氣系統(tǒng)供氣壓力較大的降低。
�。�2）改造三分廠內(nèi)部壓縮空氣管路減少內(nèi)部壓力損失。
（3）更換損壞的空氣過(guò)濾器，建立并實(shí)施空氣過(guò)濾器、后冷卻器定期維修保養(yǎng)制度，提高空壓機(jī)入口空氣質(zhì)量，減少入口空氣阻力，使壓縮后的空氣得到很好冷卻，最好于40°C左右進(jìn)入冷干機(jī)進(jìn)行凈化處理或進(jìn)入貯氣罐。
�。�4）開(kāi)展冷干機(jī)的維修工作，解決兩臺(tái)冷干機(jī)凈化后壓縮空氣露點(diǎn)相差較大的問(wèn)題。
�。�5）根據(jù)凈化壓縮空氣露點(diǎn)質(zhì)量要求，試執(zhí)行冷干機(jī)一用一備運(yùn)行模式，節(jié)省冷干機(jī)運(yùn)行時(shí)的電力消耗和壓縮空氣消耗。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，40 m 3 /min的空壓機(jī)運(yùn)行時(shí)間約為18.5 h/d，全年運(yùn)行時(shí)間為1 620 h，實(shí)施一用一備后，可節(jié)約電能為10 530 kWh.
4.2列入規(guī)劃并可組織實(shí)施的工作
�。�1）從企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，降低空壓站的運(yùn)行成本出發(fā)，考慮目前空壓站主要設(shè)備的凈值情況，進(jìn)行空壓站改造立項(xiàng)工作。確定空壓站規(guī)模（供氣量），機(jī)型（無(wú)油型/有油型，活塞式/螺桿式）和配置（以目前用氣量建議配置20 m 3 /min×3＋10 m 3 /min×3）；改善現(xiàn)有管路布置，確定更合理、整齊的站內(nèi)供氣管路；確定壓縮空氣質(zhì)量要求，配置合適的凈化設(shè)備，達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；選定合適的工作壓力，確定經(jīng)濟(jì)合理的空壓機(jī)運(yùn)行控制方式。建議采用一臺(tái)機(jī)通過(guò)加卸載或變頻調(diào)速控制壓力、流量，其它機(jī)處于滿負(fù)荷運(yùn)行方式。
