专案结案报告121015

英格索兰离心式压缩机节能调整专案报告人：2012年10月15日一、专案基本情况二、专案实施方案三、专案指标完成情况四、专案成果固化情况五、专案经济、社会、生态效益分析

六、标准化目录一、专案基本情况摘要：

空分设备的原料是空气，其主要消耗的是能源，能源消耗占生产成本的80%，降低生产成本的主要措施是降低能耗。能源中心制氧作业区有两个空压站5台空压机、3台氮压机共8台英格索兰离心式压缩机。正常运行时空压机和氮压机各有一台不能满负荷生产，存在放空现象。工艺流程见图：4-20mACMC基本控制模块PT启动器CT电机

入口阀4-20mA压缩机一、专案基本情况1、专案研究的来源、专案调研的目的：能源中心制氧作业区有两个空压站5台空压机、3台氮压机共8台英格索兰离心式压缩机，其中空压机参数如下：压力：kpa流量：m3/min型号序列号年份额定压力运行压力额定流量C95055MX3C117902004800800150C95055MX3C117912004800800150C95055MX3C117902004800800150C95055MX3S102422010800800150C95055MX3S102432010800800150氮压机参数如下：压力：kpa流量：m3/min：型号序列号年份额定压力运行压力额定流量C80MX5N2V-6446200420001800200C80MX5N2V-6447200420001800200C80MX5N2V-7989201020001800200一、专案基本情况离心式压缩机的电耗（kw.h/h）与排气量、环境温度、压力比及效率等因素有关，计算公式如下：

W=

式中ρ为标准状态下空气密度，ρ=1.293kg/m3；Vk为空压机的排气量，m3/h；R为气体常数，R=0.278kJ/（kg.K）；T为环境温度，K；P2为排气压力，MPa；P1为进气压力，MPa；ηT

为空压机的等温效率；ηM为空压机的机械效率。从公式可以分析：(1)环境温度T↓，则电耗W↓。但环境温度属于自然条件，受人为因素影响小，基本上可以看作常数；(2)进气压力P1↑，则电耗W↓。P1由当地大气压力P0和空压机吸气系统阻力（主要是过滤器的阻力）决定，所以采用高效过滤器、操作上定期除灰使过滤器的阻力控制在设计范围内也是空压机节能的重要途径(3)空压机的机械效率ηM↑，则电耗W↓。但ηM

主要是由压缩机的设计、制造、安装决定的，当压缩机处于正常运行时，该参数变化不大；(4)空压机的等温效率ηT↑，则电耗W↓。ηT

与操作条件有着非常密切的关系。所以在操作中重点是确保气体在各级冷却器得到充分冷却，使压缩机尽量趋近于等温压缩，有效提高压缩机的等温效率，降低空压机电耗；(5)空压机的排气量Vk↓，则电耗W↓。但排气量由于受生产限制，在正常生产状况下不可能进行较大幅度地调整；通常为充分发挥生产潜力，往往需要尽可能大的气量以满足生产。当产品过剩需减负荷运行时，也可适当关小空压机导叶减少气量来降低电耗。但受“喘振区域”的限制，当电流达到最小极限时，空压机导叶将不再关小，需要打开放空阀放空。造成能耗的损失。

(6)排气压力P2↓，则电耗W↓。空压机排压是由工艺需要和供气系统阻力决定的，所以在满足正常工作压力前提下，如何优化工艺、有效地降低系统阻力是节能的重要途径。一、专案基本情况2、现状描述；

压缩机10至12月运行记录如下：1号氮压机2号氮压机3号氮压机1号空压机4号空压机5号空压机放空阀开度入口导叶开度电机电流放空阀开度入口导叶开度电机电流放空阀开度入口导叶开度电机电流放空阀开度入口导叶开度电机电流放空阀开度入口导叶开度电机电流放空阀开度入口导叶开度电机电流0%45%1250%45%12589%27%1020%60%620%62%6253%35%500%46%1240%45%12670%28%1020%56%620%57%6247%31%500%44%1250%45%12578%27%1020%52%630%54%6240%29%50

一、专案基本情况

压缩机运行需要电能驱动。当压缩气体被排向大气时，总的能量利用效率被降低。由上表可知，空压机平均每小时放空的气量为1330m3，氮压机平均每小时放空气量7650m3，造成了大量的能源浪费。(见空压机压力/流量、阀位/通过率及氮压机压力/流量、阀位/通过率对比表)一、专案基本情况3、问题分析；压缩机能耗大人为设备材料环境空气污染大造成机前过滤器阻塞凉水塔能力不足环境温度过高空气灰尘大叶轮挂灰换热器结垢参数设置保守水质不好换热器结垢达到卸载条件操作技能差入口过滤器阻力大出口管道阻力大安装质量不高

在压缩机负荷减小时避免不必要的排空，排空点电流设置降低5%，即氮压机节流极限TL设定值减小到97A.空压机节流极限TL设定值减小到47.5A。每年可节约电能（0.91×√3×10×5+0.91×√3×10×2.5）×8000=945888KWH如果每度电0.55元计算，则每年可节约电费945888KWH×0.55=520238.4元4、专案预计达成的目标；一、专案基本情况97102097102115126改善前改善后45.550045.5505562改善前改善后（氮压机）（空压机）二、专案实施方案

1、管理与研究人员情况；

专案组成员分工及计划表：专案组成员姓名现从事岗位责任分工完成时间第一责任人负责专案的全面组织、协调及设备调试2012.5.10成员负责专案的调研、设计2012.3.19成员检测电流互感器的精度2012.4.15成员压缩机入口导叶及放空阀调整，2012.4.20成员压力、温度及控制信号校验2012.4.102、专案实施的基本路线、对策实施计划；

二、专案实施方案

阶段工作内容时间控制（2012年2月10日---2012年10月1日）2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月中下上中下上中下上中下上中下上中下上中下上中下上中下上中旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬P基本资料统计与分析

问题分析与对策研讨

确定初步改善方案

D改善方案实施

C效果验证与方案修正

A标准化

3、对策实施描述；

二、专案实施方案

压缩机防喘振控制常采用以下两种方法：（1）定极限流量法：就是使压缩机的流量始终保持大于某一定值流量，从而避免进入喘振区运行。此方法的优点是控制简单，缺点是当机组变负荷运行时喘振控制投用过早，造成能耗加大。（2）变极限流量法：在压缩机运行过程中极限喘振流量是一个变量，在压缩机的不同工况下，调节器是以防喘振操作曲线为设定值控制进口导叶的开度。我公司制氧作业区的COOPER压缩机防喘振控制采用的是变极限流量法，INGERSOLLRAND压缩机防喘振控制采用的是定极限流量法。如图所示：压力最小负荷用户设定值流量/电流/功率设定值（SP）15%10%压力最小负荷用户设定值流量/电流/功率设定值（SP）15%喘振线节流喘振点喘振线控制线电机电流用安培表示，在CMC上有两个作用，第一个是主电机过流保护，即用HLL表示电流极限设定值；第二个是压缩机保护，是确定旁通阀开始调节的点，即用TL表示节流极限。HLL保护电机不超载，当达到这个值时将限制进气阀进一步打开。TL是调节进气阀转换为调节旁通阀的电流值，转换的原因是防止压缩机喘振。

1#氮压机1#氮压机1#氮压机1#空压机1#空压机1#空压机1#空压机1#空压机压力180018001800800800800800800喘振电流8788854342434243喘振试验记录表：压力单位：KPa电流单位：安培二、专案实施方案

二、专案实施方案

节流极限TL决定了机器在加载时的最小电流，是CMC调节进气阀转换为调节旁通阀的电流值，转换的原因是防止空压机喘振。当TL到达时空压机继续保持送出一恒量的空气，部分排到用户系统，其余全部放空，即使用户系统仅接收一小部分，但压缩机功率保持恒定。所以不到最后一刻不要打开旁通阀。因此TL值是节能的关键。为了找到TL值，要将机器运行到额定压力，预设一个TL值并逐步减小直至发生喘振，记录喘振时的电流值，再加上15%即可设定为TL值。如果将此值减小5%将节约能源。该值减小后为保证机器设备的安全运转，为保证设备安全，适当的提高喘振敏感度设定值，喘振灵敏度设定值为10，即压力变化设定值为1psi，电流变化设定值是2.5A，如这两个参数在一个扫描周期内同时变化超过此设定值，CMC会认为机组发生喘振，会自动递增喘振电流即TL的设定值，如果十分钟内检测到三次，到第四次时压缩机将卸载。。英格索兰工厂的默认公式如下Current_Rate_SP

＝27.5*(11-喘振灵敏度)/11(A)Pressure_Rate_SP＝11-喘振灵敏度(psi)Current_Rate_SP电流变化设定值/扫描周期Pressure_Rate_SP压力变化设定值/扫描周期当下列两个条件同时成立时，CMC认为机组发生喘振，会自动递增最小负荷程序/控制设定值。m_rate_current

＞Current_Rate_SPm_rate_pressure＞Pressure_Rate_SP

压缩机6至8月运行记录如下：三、专案指标完成情况

1号氮压机2号氮压机3号氮压机1号空压机4号空压机5号空压机放空阀开度入口导叶开度电机电流放空阀开度入口导叶开度电机电流放空阀开度入口导叶开度电机电流放空阀开度入口导叶开度电机电流放空阀开度入口导叶开度电机电流放空阀开度入口导叶开度电机电流0%45%1250%45%12551%26%970%60%620%62%6225%30%47.50%46%1240%45%12653%26%970%56%620%57%6226%29%47.50%44%1250%45%12