压缩空气系统的节能技改

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1、压缩空气系统的节能技改王伟林张小燕周洋(江苏省镇江船厂(集团)公司212005)摘要：压缩空气系统是造船企业等许多厂（矿）生产中的重要动力设施，在电能消耗中占有较大比重。合理选择空压机的型号与配置，采用变频调速技术和智能控制，实行末端无功补偿和优化供气管系，能取得显著的节能效果。这些节能措施，容易实现、见效较快、收益很高、经济合理，符合绿色用电和低碳经济的要求。关键词：空压机节能收益41.压缩空气系统的概况在新建、扩建或改建压缩空气系统时，相关规范要求必须保证安全生产、保护环境、节约能源、改善劳动条件，做到技术先进和经济合理。根据我厂生产用气对流量和压力的需

2、求，厂西空压机站设在靠近西厂区用气负荷中心，距离35kV变电所约300米。在设计时确定空压机总排气量为300m3/min、额定排气压力1.0MPa。为稳定气压，在适当位置共配置了缓冲和储气之用的储气罐合计容积为52m3，（设计压力为1.16MPa、工作压力为1.0MPa）。向厂西各用气单元供气的压缩空气主管道分别进行敷设，各条主管道上都装有控制阀。我厂生产用气对气源压力有两种要求，一种是0.60MPa左右，另一种是0.80MPa左右。为了提高用电日负荷率和充分利用谷电等因素，将前者用气时间安排在8：00-22：00，将后者用气时间安排在22：00-8：00，

3、从制度上做到经济合理用气。我厂主营范围为特种船舶建造，和许多在生产中需要大量使用压缩空气的厂（矿）一样，压缩空气系统是生产中的重要动力设施，在电能消耗中占有较大比重。以我厂为例，虽然已经比较重视对压缩空气系统的管理，但长期以来，压缩空气站的耗电量都占总用电量的50%以上。减少压缩空气系统在运行中的能源消耗和经济合理地用气，是降本增效、实现绿色用电的重要环节。为此，我厂进一步加强了对压缩空气系统的日常运行管理以杜绝浪费，采用了高效气动工具以提高效率。在此基础上，还采取了一些容易实现、见效较快、收益很高的节能措施。现将我厂在压缩空气系统节能运行方面的一些措施简述

4、如下，供同行参考。2.主要节能措施2.1空压机的选型空压机的种类很多，在选型时应当综合考虑应用场合与对气体品质的要求，以及生产工艺对流量与压力的要求来进行选择。我厂在选择空压机型号与规格时，经过技术经济对比，采用了8台技术较为先进的螺杆空气压缩机，主要参数为排气量:38.2m3/min、排气压力:1.05MPa、电源:10kV/50Hz/3ph，电动机额定功率为250kW，其中一台8号空压机为0.38kV/50Hz/3ph。选择多台空压机并联运行的理由有很多，就节能而言，主要是为了可以分别控制各台空压机的起动与停止，以便根据用气量的需求，在1-8号空压机中合

5、理选择投入运行的容量，为实现智能化控制创造条件。将1-7号空压机采用高压电动机，是为了减少配电系统的损耗。实践证明采用10kV高压电动机，比采用0.38kV低压电动机能降低线损80%以上，同时也可减少电源电缆初次投资费用70%以上。将8号空压机的电动机额定电压选为0.38kV，是因为将其进行变频调速控制当主供机使用，选择低压电动机可以节省变频器的投资费用和减小变频器的体积。2.2应用变频调速技术在生产过程中，普遍存在用气时间不固定和用气负荷不均衡的现象，在这种状况下最适宜采用变频调速技术，节能效果最为显著。我厂选用的螺杆压缩机是技术较为先进的机型，主机是一对

6、靠啮合的螺旋形主、辅转子进行压缩的单级变容式回转机械，通过主、辅转子在气缸内同时啮合来完成压缩。主转子上有螺旋形凸齿，辅转子上有螺旋形凹槽与主转子上的螺旋形凸齿啮合。空压机的进气口位于压缩机气缸顶部靠近驱动轴侧，排气口位于气缸底部相反的一侧，当主、辅转子在进气口尚未啮合时，空气流入主转子凸齿和辅转子凹槽的空腔内，此时压缩循环开始。当转子与入气口脱开时，空气被封闭在主、辅转子构成的空腔内，并随啮合的转子轴向移动，当继续啮合，更多的主转子凸齿进入辅转子的凹槽，容积减少，压力升高。主、辅转子4齿槽之间不断地产生周期性的容积变化使空气沿着转子轴线由进气口输送至排气口

7、，实现螺杆式空压机的吸气、压缩和排气的全过程，将气体升压并输出到储气罐内。这种压缩机虽然进气阀能具有0－100%进气容调控制功能，在运行中能随着实际压缩空气需求量的变化自动调整进气阀的开度来限制进气，以控制压缩机排气量或关闭进气阀使压缩机空载。由此可见，该型空压机本身已属于节能型。但是，无论空压机是处于加载还是处于卸载状态，空压机仍处在工频下运行，转速几乎无变化，有功与无功固定损耗都不变。当进气阀随着用气量减小也相应减小，使空压机处于轻载运转时，或者当进气阀完全关闭，使空压机处在空载运行时，电动机仍然在消耗一定的电力，实测数据显示空压机耗电量为满负载时的40

8、-70%左右，且无功功率较大，功率因数很低。而采用变