長沙昱霆機電有限公司
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%，但一直以來多數(shù)企業(yè)對壓縮空氣并不重視，一度被認為是免費的或成本非常低廉的。在這種觀念的下浪費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。隨著能源價格的不斷上漲，壓縮空氣的能耗問題被越來越多的企業(yè)所重視，并開始計入產(chǎn)品的單位成本中。由于缺少專業(yè)的知識和經(jīng)驗，如何降低壓縮機的能耗，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)中心通過對空壓機系統(tǒng)的測試，尋找節(jié)能潛力，提出經(jīng)濟運行方案，幫助企業(yè)節(jié)能降耗。
2、空壓機系統(tǒng)簡介
某電子管廠各生產(chǎn)部門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6臺。由于各生產(chǎn)部門對壓縮空氣的質(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獨立的子系統(tǒng)分別運行。壓縮空氣系統(tǒng)示意圖見。
空壓站對每臺空壓機組均配有一級產(chǎn)氣壓力、二級產(chǎn)氣壓力、電機電流的現(xiàn)場指示儀表和壓力超載報警。空壓站通過人工改變空壓機進氣閥門的開度以控制一級排氣壓力的方式，達到控制產(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4臺20 m 3 /min的空壓機或1臺40 m 3 /min、2臺20 m 3 /min空壓機。空壓站年耗電量 306.97 萬 kWh，年產(chǎn)壓縮空氣1 504.67萬m 3。
3、測試與分析
3.1測試結(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、照明、控制儀器等用電），扣除冷干機等用電量，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、三分廠用氣點壓力在 0.40.65 MPa，四分廠壓力在0.60.65 MPa.
3.2分析
對測試數(shù)據(jù)進行分析后可看出：
（1）該廠壓縮空氣實行穩(wěn)壓供氣，供氣壓力設(shè)定在0.65～0.70 MPa.由于未能實施自動化控制，在用氣設(shè)備頻繁發(fā)生變化時，壓力的波動范圍并不能做到在0.65～0.70 MPa內(nèi)波動，反映出公司空壓站壓力設(shè)定值有下調(diào)的空間。
（2）冷干機運行存在節(jié)能空間。在線流量儀表監(jiān)測表明，公司所需凈化壓縮空氣量小于40 m 3 /min，該廠同時開啟2臺冷干機來凈化壓縮空氣，存在運行不合理現(xiàn)象。2 臺冷干機處理后的空氣質(zhì)量不盡相同，一臺露點2.2℃，另一臺露點為0.5℃，凈化壓縮空氣優(yōu)劣混用，造成冷干機電能浪費。
（3）個別用氣單位內(nèi)部管路管阻較大。如三分廠進廠房壓力為0.62 MPa，而到達設(shè)備進氣點壓力降為0.51 MPa，在30 m左右的直線距離內(nèi)，壓降高達0.11 MPa.
（4）進氣管空氣過濾器較長時間未進行維修，濾網(wǎng)積灰較多，個別空壓機上的濾網(wǎng)損壞嚴重，降低了空壓機入口空氣質(zhì)量，造成空壓機密封活塞環(huán)存在拉傷現(xiàn)象，推測缸體也會有拉傷痕跡，影響氣體壓縮時密封特性。
（5）現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，兩臺空壓機傳動系統(tǒng)存在缺陷，缺配一根皮帶，個別皮帶偏松。
（6）空壓機運行已長達20年以上，部分技術(shù)指標已達不到原出廠值，產(chǎn)氣量約為出廠值的80％到90％。實驗發(fā)現(xiàn)，進氣閥門關(guān)閉時，機組的空載電流偏大。
（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72°C，數(shù)個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)上可進行的工作
（1）加強與各分廠的溝通，根據(jù)測試壓力曲線，實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，可專門配置一臺小型空壓機供其用氣，以求得整個壓縮空氣系統(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）更換損壞的空氣過濾器，建立并實施空氣過濾器、后冷卻器定期維修保養(yǎng)制度，提高空壓機入口空氣質(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左右進入冷干機進行凈化處理或進入貯氣罐。
（4）開展冷干機的維修工作，解決兩臺冷干機凈化后壓縮空氣露點相差較大的問題。
（5）根據(jù)凈化壓縮空氣露點質(zhì)量要求，試執(zhí)行冷干機一用一備運行模式，節(jié)省冷干機運行時的電力消耗和壓縮空氣消耗。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，40 m 3 /min的空壓機運行時間約為18.5 h/d，全年運行時間為1 620 h，實施一用一備后，可節(jié)約電能為10 530 kWh.
4.2列入規(guī)劃并可組織實施的工作
（1）從企業(yè)的長遠發(fā)展，降低空壓站的運行成本出發(fā)，考慮目前空壓站主要設(shè)備的凈值情況，進行空壓站改造立項工作。確定空壓站規(guī)模（供氣量），機型（無油型/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，達到經(jīng)濟運行；選定合適的工作壓力，確定經(jīng)濟合理的空壓機運行控制方式。建議采用一臺機通過加卸載或變頻調(diào)速控制壓力、流量，其它機處于滿負荷運行方式。
