压缩空气系统的运行现状与节能改造

压缩空气系统的运行现状与节能改造摘要：将压缩空气系统作为保障机组设备安全及仪表控制的应用十分广泛，为了增加压缩空气系统的能源利用效率，通过对气动系统的能耗分析及能量损失进行理论分析，结合现场调研和对系统节能运行评估手段，为企业进行节能改造提供理论依据，最终实现节能降耗、减本增效的目的。关键词:压缩空气，空压机，节能改造，节能降耗，减本增效刖言作为工业领域应用广泛的动力源，压缩空气在工业生产中占总能耗的10%~15%，压缩空气系统能耗的96%为工业压缩机的耗电【1】。压缩空气系统的运行成本包括采购成本，能源成本和维护成本构成。相对整个压缩空气系统的生命周期来说，采购成本仅占10%左右，维护保养成本占13%，而能源成本占比高达77%。因此，在对压缩空气系统进行节能改造需要将提高系统的能源利用效率放在首位。大唐泰州热电有限责任公司一期工程的2台200MW燃气一蒸汽联合循环发电机组（简称联合循环机组），单台机组由1台126.2MW的PG9171E燃气轮机发电机组（简称燃机）、1台额定蒸发量为190.8t/h的双压无补燃、带自除氧功能的自然循环余热锅炉及1台60研双压、冲动、单排汽、单轴、可调整抽汽凝汽式汽轮机发电机组（简称汽机）组成，于2017年8月全部投产发电。大唐泰州热电有限责任公司1、2号机组共用一套空压机系统，系统布置有四台固定式上海康普艾LA90-8W型螺杆空气压缩机。四台空气压缩机分别由各自的电脑控制器自动控制压缩机运行状态；通过控制压缩机的自动加载和卸载使气网压力维持在预设工作范围内；此压缩机还分别装设：故障停机、电机过载，故障停机报警、监测易损件的工作状态等保护，以确保压缩机在正常工作状态下运行。空压机系统还布置有两台杭州嘉隆组合式压缩空气干燥机型号GMCWNM250,以用来干燥压缩空气，降低其含水率和含油率。同时还布置两台50m3仪用压缩空气罐，用来储存仪用压缩空气；有一台20m3的厂用空气罐，用来储存检修用压缩空气。根据我公司机组的实际运行情况，介绍机组投产以来采取和考虑未来采取的的一些节能降耗、运行操作优化的措施，供大家探讨分析。1压缩空气的压力控制压缩空气主要分两种用途，厂用储气罐供气主要用于吹扫等工艺生产所用，仪用储气罐供气为气动仪表使用。目前工业中应用最广泛的空压机主要包括往复式，离心式和螺杆式三类。其中螺杆式空压机由于其具有结构简单、易于维护、排温低、压比大等优点，被各个行业广泛应用，螺杆式空压机控制方式主要分为三种：加载/卸载控制，进气节流控制，变频调速控制。我们厂采用的四台上海康普艾LA90-8W型空压机就是螺杆式空压机，采用加载/卸载控制。此种控制方式中进气口阀门只有全开、全闭两种方式，通过控制进气阀的开关实行加载或卸载控制。这种控制方式出现较早，通过到达一定压力后电机空载进行卸载运行来维持管网恒压。一般来说，加卸载控制方式使得压缩气体的压力在加载/卸载压力之间变化，这就可以得知，在空压机工作时有明显的两个部分会产生能量浪费。2保证压缩空气系统平稳运行的两个要点使压缩空压机系统持续平稳运行也是节省成本方式的一种。若要达成此种结果就要减少压缩空气系统的运行操作故障率并及时有效保养空压机，保证空压机状态健康。2.1减少空压机运行操作故障率当压缩机发生故障时，若是对压缩机原理和结构有比较熟悉的了解，那么对故障原因的分析及排除是不困难的。对故障的分析应从最容易、最方便的地方着手。以下是几种我们厂出现过的故障的分析及处理方法。2.1.1在正常工况下备用空压机联启经过发电部关于压缩空气系统的运行事故分析，认定事故主要原因是压缩空气母管针对空压机连锁启动的设定值偏低，当母管瞬时值低于此值后本可以系统自调加载压力恢复，但直接连锁启动了空压机导致逻辑冲突。目前将连锁启动空压机的压力设定值下调了0.03Mpa，目前的连锁值已设定为0.62Mpa，成功避开了干燥器切换或再生时该压力测点的最低值区间，在保证压缩空气系统正常运行的情况下暂时解决了问题，备用空压机正常工况下连锁启动的情况近期未出现。同时，经过对比其他电厂的管路设置发现，其他电厂大部分未在储气罐入口处设置逆止门，这也就达到了当压缩空气母管压力低时，储气罐内压缩空气回流达到缓冲效果的作用。2.1.2空压机绕组过热损坏环境温度对空压机效率的影响也非常明显，夏季电耗是远高于冬季的。加强通风有助于过程控制分季节下指标更为合理。水冷式的对冷却水温较敏感，加强对环水系统的管控和定期清理换热器有助于提高系统稳定性和降低能耗。2.2空压机的保养螺杆压缩机的维护工作比较规范明了，配件更换简单易行，日常维护工作主要有以下几个方面：清洁主电机和风扇电机；更换油过滤芯；检查最小压力阀、安全阀；检查传感器；更换润滑油及油气分离器滤芯；更换空气过滤器滤芯，油过滤器；安全阀校准；检查弹性联轴器；检查冷却风扇；清洗自动排污阀；补充或更换电动机润滑油脂。3减少压缩空气系统含水压缩空气储罐中的水汽需要定时排出。压缩空气储罐的排污门一般在底部，这就导致了在低温情况下，特别是冬季，压缩空气储罐底部排污门堵塞的情况。经过对比其他压缩空气系统用户的使用情况来看，在压缩空气储罐底部设置排水口，手动定期排污的方法为目前工业中的主流方法。还有一种方法就是从干燥机处入手，现在市面上干燥机主要分为冷冻式干燥机和吸附式干燥机两种。冷冻式干燥机通过对压缩空气降温冷凝的原理使压缩空气干燥至压力露点2°C〜10°C；吸附式干燥机通过两塔间的“吸附一解析”过程交替运行，使压缩空气干燥至压力露点-20C〜-70C。我们目前采用的杭州嘉隆组合式压缩空气干燥机GMCWNM250就是其中的吸附式干燥机。通过定期保养，提高干燥机干燥效率与能力也是一种降低压缩空气储罐积水的方法。结论从压缩空气的压力控制，空压机的余热回收，保证压缩空气系统平稳运行的两个要点，减少压缩空气系统含水，压缩空气管路设置进行分析并作出相关的优化构想和优化措施，减少了压缩空气系统不必要的能耗支出，维修保养支出。提高了能量的利用效率和改善了空压机的运行状态。提高了压缩空气系统的利用率，降低了厂用电率，大大提高了设备运行的可靠性，同时带来明显的节能经济效益。当然，优化压缩空气系统的现状、并且节能降耗在实际生产中的潜力还很大，需要我们去挖掘。特别是随着科学技术的进步，将会有更好的前景和发展。【1】蔡茂林.压缩空气系统的能耗现状及节能潜力【J】.中国设备工程，2009(7)：42-44【2】孙铁源，蔡茂林.压缩