遷鋼公司壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能改造實(shí)踐

李泉，徐建楠，楊明，魯紹軍，

（1遷鋼公司能源部，2遷鋼公司動(dòng)力作業(yè)部，河北遷安064404）

遷鋼公司壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能改造實(shí)踐

李泉1，徐建楠1，楊明1，魯紹軍2，

（1遷鋼公司能源部，2遷鋼公司動(dòng)力作業(yè)部，河北遷安064404）

分析了遷鋼壓縮空氣系統(tǒng)存在的幾個(gè)問題，組織實(shí)施了節(jié)能技術(shù)改造，項(xiàng)目實(shí)施后達(dá)到了預(yù)期效果并取得了較大的節(jié)能效益。

壓縮空氣；余熱干燥；節(jié)能

1 概述

首鋼遷鋼公司壓縮空氣系統(tǒng)共有3座集中空壓機(jī)站，分別于2004年、2007年、2010年隨遷鋼公司三個(gè)階段建設(shè)投產(chǎn)，分布在廠區(qū)的不同位置，3個(gè)空壓機(jī)站共設(shè)12臺(tái)阿特拉斯·科普柯的離心式壓縮機(jī)，供風(fēng)能力為2700 m3/min，供風(fēng)壓力0.65 MPa，三個(gè)站所產(chǎn)出的壓縮空氣后均送往同一壓縮空氣管網(wǎng)，再由管網(wǎng)直接供給公司各用戶，然后由設(shè)置在各用戶的干燥站干燥處理后供生產(chǎn)使用。

2 主要問題

(1)遷鋼公司廠區(qū)面積大，輸送管線距離長，壓縮空氣產(chǎn)出后未經(jīng)干燥處理直接進(jìn)入管網(wǎng)，含水量大，影響公司各用戶正常生產(chǎn)，夏季大氣濕度高時(shí)尤為嚴(yán)重。

(2)含水的壓縮空氣加劇了管道銹蝕，脫落的銹蝕雜物隨壓縮空氣進(jìn)入用戶經(jīng)常造成設(shè)備堵塞而影響正常生產(chǎn)。

(3)冬季寒冷季節(jié)管網(wǎng)疏水設(shè)施為了防凍，人為的加大放散，每年冬季寒冷季節(jié)四個(gè)月放散量占產(chǎn)量的7%左右，放散的同時(shí)產(chǎn)生較大的噪音污染。

(4)全公司約62個(gè)用戶級干燥站，大多數(shù)采用的是比較落后的電加熱再生處理干燥技術(shù)，耗電量較大，不利于節(jié)能降耗。

3 主要原因分析

遷鋼公司空壓機(jī)站產(chǎn)出的壓縮空氣未經(jīng)干燥直接送往管網(wǎng)，由于周圍環(huán)境空氣中有濕度（水蒸氣），壓縮空氣從空壓機(jī)中出來后，降溫時(shí)會(huì)產(chǎn)生冷凝水和水蒸氣。另外由于所有空氣動(dòng)力設(shè)備都是按照干燥空氣來設(shè)計(jì)的，長期使用潮濕的空氣，設(shè)備裝置將會(huì)受到損害，管路銹損壓力降低直至影響安全生產(chǎn)，同時(shí)污垢和水份影響板坯、軋材等冶金產(chǎn)品加工的質(zhì)量。環(huán)境溫度較低時(shí),冷凝水會(huì)凍冰,造成管道凍堵或開裂。

4 改造方案及措施

針對以上存在的問題，我們擬對壓縮空氣系統(tǒng)進(jìn)行改造。具體思路是在3個(gè)集中空壓機(jī)站增設(shè)壓縮空氣干燥站，對壓縮空氣進(jìn)行干燥處理后，將露點(diǎn)達(dá)到-40℃的壓縮空氣送往公司管網(wǎng)，與此同時(shí)取消或停用用戶級干燥站，由管網(wǎng)直供廠區(qū)各用戶，徹底解決上述問題，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

4.1 壓縮空氣凈化方式的選擇

根據(jù)遷鋼公司生產(chǎn)對壓縮空氣的要求，干燥凈化后的壓縮空氣品質(zhì)應(yīng)為：最大粒子直徑：1 μm，最大含塵量：1 mg/m3，最大含油量：1mg/m3，壓力露點(diǎn)：-20～-40℃。滿足這一標(biāo)準(zhǔn)，目前國內(nèi)外在壓縮空氣凈化干燥領(lǐng)域主要有無熱再生吸附式、微熱再生吸附式及加熱再生吸附式3種干燥裝置，表1以處理流量250 m3/min為例3種干燥裝置的比較情況。

從中觀上看，中小型制造企業(yè)更加擅長“精專特新”的創(chuàng)新，更加明確比較優(yōu)勢和分別“同化”和“異化”。新經(jīng)濟(jì)環(huán)境往往會(huì)在特定的細(xì)分產(chǎn)業(yè)中揀選出最精細(xì)化、專業(yè)化、特色化、新穎化的中小制造企業(yè)，并向大型制造企業(yè)輸血形成穩(wěn)定的生產(chǎn)鏈，或者自身成長成為大型制造企業(yè)。

表1 3種壓縮空氣干燥方式情況對比

由表1可知，從能量消耗方面看，壓縮熱再生式干燥機(jī)能量消耗最低，無熱及微熱再生式干燥機(jī)較高。壓縮熱再生干燥方式是近年來開發(fā)研制出的利用空壓機(jī)余熱進(jìn)行壓縮空氣干燥的技術(shù)和設(shè)備，由于節(jié)能效果顯著，已得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。

其工作原理是利用離心空壓機(jī)去掉末級冷卻器后的熱量，來加熱干燥塔里的吸附劑，使其解附。以我們目前使用的空壓機(jī)為例，空壓機(jī)排氣溫度在40℃左右，經(jīng)過改造去掉三級后冷卻器以后排氣溫度達(dá)到110℃，余熱再生干燥設(shè)備就是利用這部分能量，實(shí)現(xiàn)了吸附劑升溫解附，再生過程大大減少了干燥裝置的運(yùn)行費(fèi)用，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。

依托空壓機(jī)生產(chǎn)廠家完成對空壓機(jī)的設(shè)備改造以及改造后的性能調(diào)試，本次選擇了阿特拉斯旗下具有國際先進(jìn)水平的壓縮空氣凈化設(shè)備企業(yè)紐曼泰克公司的壓縮熱再生式干燥裝置。

4.2 具體措施

（1）首先對3個(gè)集中空壓機(jī)站12臺(tái)空壓機(jī)設(shè)備進(jìn)行取消三級后冷卻器改造。利用改造后110℃空壓機(jī)排氣能量，實(shí)現(xiàn)余熱再生干燥設(shè)備吸附劑升溫解附，最終產(chǎn)出的壓縮空氣滿足遷鋼生產(chǎn)要求。

（2）取消或停用管網(wǎng)壓縮空氣疏水器，杜絕壓縮空氣疏水放散損失。遷鋼公司廠區(qū)壓縮空氣主干管網(wǎng)長度約為15000 m，按每100 m設(shè)置一處疏放水點(diǎn)，共有約150個(gè)疏水點(diǎn)，改造完成后，可全部取消停用，減少壓縮空氣冬季防凍放散，同時(shí)也節(jié)約了冬季疏水系統(tǒng)伴熱用蒸汽消耗。

（3）取消或停用用戶級壓縮空氣干燥站。目前全公司統(tǒng)計(jì)約有62個(gè)用戶級干燥站，80%采用微熱再生式干燥方式，耗電量大，停用后大大降低壓縮空氣干燥再生電加熱能耗，同時(shí)也減少用戶干燥站二次壓降造成的壓力損失。

5 投用后效果

(1)空壓機(jī)站節(jié)能情況見表2

表2 空壓機(jī)站余熱節(jié)能干燥改造完成后節(jié)能情況

遷鋼公司壓縮空氣干燥節(jié)能改造工程于2012年6月1日起全面竣工投用，從運(yùn)行7個(gè)月情況看，三個(gè)空壓機(jī)站出口露點(diǎn)均在-30～-40℃之間，由于產(chǎn)出壓風(fēng)質(zhì)量的大幅提高，用戶消耗量明顯降低，空壓機(jī)同時(shí)運(yùn)行臺(tái)數(shù)明顯減少。從表2可知，除尚處于投產(chǎn)初期整改階段的6月份外，其余月份節(jié)能效果明顯，投產(chǎn)后7個(gè)月累計(jì)與2011年同期對比，動(dòng)力空壓站壓風(fēng)產(chǎn)量少67239 km3，耗電量少9813241 kWh，折合人民幣490余萬元，單耗降低0.00419 kWh/m3。折合成年約產(chǎn)生效益840萬元。

（2）空壓機(jī)后冷卻器芯子是消耗量比較大的備件之一，使用周期約6年，改造完成后，由于取消了后冷卻器，按該備件平均價(jià)格72萬元/個(gè)計(jì)算，全部12臺(tái)空壓機(jī)每年可節(jié)約后冷卻器芯子備件費(fèi)用約144萬元。

（3）各用戶級干燥站退出運(yùn)行后效益估算：

為節(jié)約各用戶干燥站使用維護(hù)成本，同時(shí)減少用戶干燥站二次壓降造成的壓力損失，壓風(fēng)干燥改造投用后，6月30日前已全部取消停用各用戶級干燥站，用管網(wǎng)風(fēng)直供。

目前公司62個(gè)用戶級干燥站，余熱再生電加熱耗電功率合計(jì)1298.18 kW，全部退出后每年可節(jié)約電量1137.21萬kWh，如果再生伴熱按全年運(yùn)行時(shí)間60%計(jì)算，產(chǎn)生節(jié)能效益約341萬元。

用戶級干燥站退出后，年可節(jié)約62個(gè)干燥裝置的材料及備品備件費(fèi)用144萬元。

合計(jì)以上兩項(xiàng)，用戶級干燥站退出后年可產(chǎn)生效益485萬元

以上三項(xiàng)總計(jì)，壓縮空氣節(jié)能干燥改造完成后，每年約產(chǎn)生年效益1469萬元。

本項(xiàng)目改造投資的約2000萬元費(fèi)用，不到兩年即可收回。

6 結(jié)論

余熱干燥節(jié)能改造技術(shù)的實(shí)施，使遷鋼公司整個(gè)壓縮空氣系統(tǒng)達(dá)到了安全可靠、技術(shù)先進(jìn)的目標(biāo)，同時(shí)也產(chǎn)生了巨大的節(jié)能效益，為首鋼“節(jié)能、降耗、增效”做出了突出的貢獻(xiàn)，該經(jīng)驗(yàn)值得在國內(nèi)同類企業(yè)壓縮空氣老系統(tǒng)節(jié)能改造以及新建系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)推廣借鑒。

Energy Saving Reconstruction Practice of Compressed Air System

LI Quan1,XU Jian-nan1,YANG Ming1,LU Shao-jun2

(1.Energy Sources Department,Shougang Qian’an Iron&Steel Co.,Ltd; 2.Power Operation Department,Shougang Qian’an Iron&Steel Co.,Ltd.,Qian’an,Hebei 064404,China)

The problems in the compressed air system of Qian’an Iron&Steel Co.,Ltd are analyzed.The energy saving reconstruction has been implemented.The reconstruction has achieved the expected effects and better energy saving benefits.

compressed air;waste heat drying;energy saving

TH45

B

1006-6764（2013）07-0049-02

2013-01-29

李泉（1966-），男，碩士，教授級高級工程師，現(xiàn)從事冶金動(dòng)力設(shè)備技術(shù)管理工作。