技术 空压机系统节能改造

 1.技改背景

1）、5000t/d熟料生产线由4台20m/min(工频机、110KW，风冷)、额定压力0.7MPa空压机集中供气，每台空压机平均运行时间为5500小时/年，熟料工序空压机电耗高，达到1.47度/吨熟料，电耗高的主要原因有以下几点：

　　①、原料破碎系统收尘器用气量5m?/min，设计压力0.5MPa，离气站距离远，距离有200多米，供气管路长，管道阻力损失达0.1MPa，因此要求气站出口压力在0.6MPa以上。

　　②、生产线各设备运行时间不一致，用气量波动较大，工频机不能调节系统(system)产气量，供需不平衡，空压机加载率只有78%左右。

　　③、由于风冷效果较差，在高温季节经常造成高温跳停，影响窑系统(system)可造性。
2）、2500t/d熟料生产(Produce)线配置2台20m?/min空压机集中供气（工频、132KW，风冷额定压力0.7MPa）,每台空压机平均运行时间为5000小时/年，熟料工序空压机电耗为1.53度/吨熟料，电耗高的主要原因有：

　　①、生产线各设备(shèbèi)运行时间不一致，用气量波动较大，工频机不能调节系统供气量，供需不平衡，空压机加载率只有76%左右；

　　②、由于风冷效果差，在高温天气经常造成高温跳停，影响窑系统(system)可造性。
3）、包装发运部共有7套包装系统，4套散装系统，均由1台10m?/mi
　　N、1台20m?/mi
　　N、2台40m?/mi
　　N、额定压力为0.75-0.8MPa的工频空压机集中供气，包装系统吨水泥电耗为0.63度电，电耗高的主要原因有：

　　①、用气点分散：1-18#库承担火车散灰出厂，配置收尘器设计压力0.45-0.5MPa，用气量14m?/min，由于离供气点距离远，管道阻力达0.1MPa以上；

　　②、1-18#库底卸料气化压力只需要0.2MPa,耗气量16m?/min，也是由空压机站集中供气。昆山空压机维修拆卸中应按空压机的各部件的结构不同，预先考 虑操作程序，以免先后倒置，造成混乱，或贪图省事，猛拆猛敲，造成零件损坏，变形。 由于高压低用、管道压力损失，造成电耗浪费。

　　③、11套系统作业时间不一致，用气量波动较大，工频机不能调节系统产气量，供需不平衡。
4）、六台水泥磨系统配3台40m?/min(工频、200K
　　W、风冷、额定压力0.8MPa)空压机集中供气，水泥工序空压机电耗达1.02度/吨水泥。电耗高的主要原因有：

　　①、混合材破碎、熟料输送在白天进行，用气量远低于一台空压机的产气量；

　　②、由于六台水泥磨运行时间不同步，很难做到供需不平衡，空压机加载率只有75%。
5）、矿粉磨系统有三台空压机：两台40m?/min（工频机，风冷），一台30m?/min（变频机、风冷）。昆山空压机一种用以压缩气体的设备。空气压缩机与水泵构造类似。大多数空气压缩机是往复活塞式，旋转叶片或旋转螺杆。离心式压缩机是非常大的应用程序。存在的主要问题(Emerson)是由于环境差，冷却(cooling)效果差，两台40m?/min空压机经常发生高温跳停。
空压机图
2.技改方案
针对上述存在的问题(Emerson)，我公司(Company)对各生产部的实际用气量、实际使用压力，气站布置、变频技术应用等方面进行了详细的调查并统计，经过反复讨论与论证，最后形成如下解决措施：
1）、根据实际需要，1-18#水泥库底卸料气化置安装一台额定压力0.3MP，流量16m?/min的变频（frequency conversion)空压机供气，同时优化（optimalize）供气管网，尽量减少压力损失。
2）、将5000t/d窑系统其中的二台工频机改造成变频机，正常开窑时用2台变频机，利用变频自动调节技术适应用气量波动的工况，加载率从原来78%提高至99.6%。
3）、水泥（材料:粉状水硬性无机胶凝材料)磨系统增加一台20m?/min变频空压机，利用变频自动调节技术适应用气量波动的工况，加载率从原来75%提高至96.7%；
4）、水泥磨及包装发运空压机进行集控功能改造，将压力信号接入中控，由中控操作人员根据系统压力操作空压机开停，杜绝空压机空运行浪费电耗；
5）、2500t/d线空压机以能源合同形式更新两台 水冷空压机，用变频自动调节技术适应用气量波动的工况，加载率从原来76%提高至99.3%；
6）、19-32#库包装和散装出厂系统以能源合同形式用2台 （1台10m?/mi
　　N、1台20m?/min），替换对应的两台工频机，提高设备效能；
7）、改进收尘器管接头的连接方式，将原来管接头改成螺旋结构，外面软管采用多道多方位紧固，形成迷宫密封，增大阻力，确保接头连接可靠，杜绝接头漏气现象。
8）、将5000t/d系统及矿粉磨系统的空压机冷却(cooling)方式改为水冷，提高冷却效果，降低排气温度。提高可靠性；
9）、原料破碎就近安装一台额定压力0.5MPa，流量6m?/min的变频空压机，实现就近供气，最大化减少阻力损失（loss)；同时原气站压力相应下调，降低电耗。
10）、水泥（材料:粉状水硬性无机胶凝材料)生产部混合材破碎系统单独安装一台3m?/min变频空压机，实现就近供气；
11）、1-18#水泥库收尘器就近安装一台20m?/min变频空压机，同时停运原气站一台40立方空压机，实现就近供气。昆山空压机空气经过自洁式空气过滤器被吸入，通过PLC自动清洗过滤器，空气在经过进口导叶自动调节后进入一级压缩，经一级压缩后的气体温度较高，然后进入中间冷却器进行冷却(水走管内，气走管外，中冷器的水流量要求为110m/h)之后进入二级压缩系统，为避免系统中的气体倒入压缩腔内(避免带压起动)在压缩机的排气管道安装有一只悬挂全启式止回阀，压缩机排出的气体推开止回阀进入排气消声器，然后进入一级后冷器，二级后冷器，再进入排气主管道。
12）在六台水泥（材料:粉状水硬性无机胶凝材料)磨机系统分管上分别安装电动阀门，开停磨时由中控操作，实现系统与供气同步工作，减少泄漏。
13）、在十一套包装及散装系统(system)分管上分别安装电动阀门，系统开停由中控操作，实现系统与供气同步工作，减少泄漏。
3.创新亮点
1）、节能匹配：根据不同工况的实际要求，优化配置相应等级的空压机；
2）、变频（frequency conversion)改造：利用变频自动调节技术适应用气量波动的工况；
3）、集控节能：通过集控改造，减少空压机空转造成的电耗损失；
4）、 技术：淘汰高能耗空压机，使用高效（指效能高的）能 技术；
5）、软管联接改造：改造收尘器软管联接方式，杜绝连接不良产生漏气；
6）、冷却方式改造：空冷改为水冷，提高设备可靠性。
7）、就近供气：遵循就近供气原则，减少漏气及阻力损失；
8）、系统与供气同步工作：各用气系统分管上安装电动阀门，由中控操作，实现系统与供气同开同闭。
4.技改效果
改造以后，根据长期实际应用统计结果显示，5000t/d熟料生产线空压机平均电耗从原来的1.47度/吨熟料降至0.65度/吨熟料，整整降低了0.82度电/吨熟料，降幅达56%。2500t/d熟料生产线空压机平均电耗从原来的1.53度/吨熟料降至0.98度/吨熟料，下降了0.55度电/吨熟料，降幅达36%。 水泥磨系统空压机平均电耗从原来的1.02度/吨水泥降至0.38度/吨水泥，下降了0.64度/吨水泥， 降幅达63%。包装系统空压机平均电耗从原来的0.63度/吨水泥降至0.45度/吨水泥，下降了0.18度/吨水泥，降幅达29%。