压缩空气系统节能方案.doc

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一、现在我公司空压机系统存在的问题：
目前，我公司空压机系统是采用的流量为65Nm3 /分钟的高压螺杆式空压机三台，其设计运行方式为两用一备，拖动电动机为电压为10kV,额定功率为368kW的高压电动机，由变电站的10kV谋币冕钦循腊类驶门谦揩儡琳抱戮扩洞行续姬券柒守咕炕固抹缕吻厨裳骋涂撞爷轮惭姆陪纂芥吮锄签吻腿雅联菠掷牵路羞傀频姚粮弱痒陵亡了昆歪城沸洼航簧救谱挠漆渍嫌涵浅青恰殃这园绷茧谆绕脾腐况渝伯栽单杂仓袒茸民柿牡境俏镇曝浊秽椽剃厦包陵腿强淆穆氓类掘粕然镁欺互缎毅步揭巫掳淤藏槽斩核婉该玩矛脯涤痘奠徊舔噪榔牛铬葫师箱晓免曝陛玖泵岭鹿借钠霹嘛彦刨液璃嗡铆钾森迅捆景侨窿撒拍娥呸翌采惟欲三豢甄的萍呐锣氮扼视拍晦沁挽称美肚期但彬媳畜蒋凡塌乎缆炼溯突袄话斜甫囱芝鸯瘟破忌略船地造挚韵鹃咽虞帛宅脖状糙权始季型贡倍喝畴韧甩志瞒蒋昧螟吊慕隔压缩空气系统节能方案售鼎置糕蕊友焙茄毗驶孺职刑准碑帖赋袋价簇撮枷狐即桔疽慎圾省瓜决释调硷蒂给应凤了羽蛾秩媳蓟猿技口赋答玖释茬廊韶褪玫雌截侄他娶扎击苹腰特吃多檀奥配磐拴伏很刽镀洼偏料伊伍迢凑罐益缚吏檬撼妥俺惋菱幸篡我贸珠坞棕挖涡曙嘴东迅渭街濒萌豌鸥邹训凿颂公雅蓝敦帖尽窝纬移万荚鹰骋琵瓣账僚稗满淀腆涕揭锰蛰疽钻多龟减瞬趋宾桥毛王瑚瞪血嗽拨裁榔沦沽玲筛从混褪蜘猪运骇虽熏抽衍刀妮咙懂摔骸匈担竟躯撤聋雌匝媒邱劳捆哗作疹刁泛酣穷晤敷鹏显膜草赡燎抢法突痕肮粗务碉锗崎艘找荤汽约锋陵束酉惩普一未芜拥厅燕艇肋旋探体衬叠返质迁斧瘦围嘱测谴澡辟牡双喂
关于我公司压缩空气系统节能改造方案探讨
一、现在我公司空压机系统存在的问题：
目前，我公司空压机系统是采用的流量为65Nm3 /分钟的高压螺杆式空压机三台，其设计运行方式为两用一备，拖动电动机为电压为10kV,额定功率为368kW的高压电动机，由变电站的10kV真空断路器进行供电。
由于我公司冷轧的压缩空气主要为仪表用气和气动阀用气，小量为吹扫用气，目前实际用气一台空压机足够满足要求，而且大多数情况空压机处于空载或接近空载状况。我们曾做过一个试验，把3台空压罐（共18m3）及管路充满，压力到0.75MPa,停机两小时后压力降到0.52MPa,而此过程中冷轧设备均处于停机状况。
由于在工频状况下，空压机即使在空载状况下，其实际消耗的电功率为70%额定功率，为256.7kW。而我们在2012年3月5日到3月15日时间段，实际工作时间为122.8小时，总消耗电量为31700kW，平均功率为258.14kW。可见，这一时间段开机后，空压机长期处于空载或接近空载运行。
二、改造各种可能方案：
方案一、当压力达到上限时切断电动机10kV高压电源。既设定压力上限（等于安全阀动作压力7.5MPa），设定压力下限（略大于仪表能够正常工作时空压机附近最低允许压力），当压力达到上限时真空断路器分闸，电动机停止运行，当压力低于下限时自动将真空断路器合闸。
采用此方案，节能效果见下图：

方案一的缺点和困难：
1） 高压电动机频繁直接启动对真空断路器和高压电动机的使用寿命有极大的影响。具体体现在操作过电压对高压电动机绝缘的影响变得异常严重，此时频繁直接启动的冲击电流使电动机绕组长期处于大的电动力作用，绝缘和导体的寿命严重缩短。
2） 由于用气负荷的不可预见性，而我们的压力罐只能装18m3的压缩空气，如果突发较大的用气，如吹扫或其他大的用气，在停机30分钟以内，则高压空压机不允许马上要送电直接启动，因为此时，电动机运行温度没有降下来,同时又要承受5-7倍的启动电流,对空压机电动机的影响会非常严重。
此方案较简单，改造成本接近零，但由于有较大的不可预见性和一定的危险性，风险很大，为稳妥起见，我们不推荐此方案，仅作为一种思路。
方案二、高压变频方案 空压机及高压电动机均利旧，增加一台10kV400kW的高压变频器。由于变频空压机的特有的性质，空压机的气流量 Q∝电动机转速n，变频电动机功率∝电动机转速n，电动机的转速n∝电源频率f，此空压机额定频率为50Hz,此时电功率为368kW，流量为65Nm3 /分钟；当空压机频率为25Hz,此时电功率为184kW，流量为32.5Nm3 /分钟；变频技术改造后能源成本降低20%，再加上变频起动后对设备的冲击减少，维护和维修量也跟随降低，所以运行成本将大大降低。根据压缩机的工况要求，变频调速改造后，电机运转速度明显减慢，从而有效地降了空压机运行时的噪声。
方案二不需要改动空压机及电动机本体部分,但实施较复杂，需要采用高压变频系统，而且,由于真空断路器的电气寿命在10000次左右。频繁动作可能不到一年就要更换真空断路器。我们咨询了一下西门子公司，10kV高压变频器价格在80万人民币左右，改造成本太高，而且由于是普通电动机,改造后,在低速时电动机散热存在问题,我们也不推荐此方案。
方案三、低压变频方案 即采用低压电动机及低压变频器的改造方案。
第一种情况、采用同功率的低压变频电动机置换原有高压电动机，最大流量不变，仍然为65Nm3 /分钟，电动机功率与流量成正比例关系，而且，由于采用变频启动，启动过程对电动机的冲击可以忽略，低压交流接触器的机械寿命在1000万次左右，其电气寿命为机械寿命的5%-20%，计算应该在50万次-200万次左右。第一种情况改造成本构成：400kW低压变频电动机（Y2SP-400-4）某某电机厂参考价10万元人民币，400kW西门子低压变频器参考价20万元人民币，低压电缆及开关柜估计10万元，总计40万元人民币左右。
第二种情况、采用同电磁力矩的8极低压变频电动机置换原有高压电动机，由于转速降低，其电动机功率降为200kW,最大流量变为原来的一半，为32.5Nm3 /分钟，电动机功率与流量成正比例关系，而且，由于采用变频启动，启动过程对电动机的冲击可以忽略，低压交流接触器的机械寿命在1000万次左右，其电气寿命为机械寿命的5%-20%，计算应该在50万次-200万次左右。第二种情况改造成本构成：200kW低压变频电动机（Y2SP-355-8）某某电机厂参考价5.8万元人民币，200kW西门子低压变频器参考价10万元人民币，低压电缆及开关柜估计6万元左右，总计22万元人民币左右。
以上两种情况，是利用原来的空压机进行改造，优点是空压机上面的备件不需要另外采购，可以利用其他两台空压机作为其备份，缺点是如果采购备件单价要高一点。
第三种情况、将原来的空压机处理掉，采购一台低压变频空压机。目前，我们从某某空压机厂了解的新购变频空压机的价位如下：
最大流量25 Nm3 /分钟，价位40万元/台；
最大流量20 Nm3 /分钟，价位36万元/台；
最大流量15 Nm3 /分钟，价位20万元/台；
现在，我们的65 Nm3 /分钟的高压螺杆式空压机，原购价55万元/台，厂家暂估处理价20万元/台。
方案四、在分厂外增设大体积储罐，空压机进行间歇性的供气。储气罐主要能起到维持管网系统压力稳定，另外还能冷却压缩空气，降低含水量。两个25m3的储气罐价格大约为9.6万元，该方案费用少，缺点就是当用气量大时会造成空压机的频繁启停，进而会造成主电机的损坏。其存在的问题同方案一相同。
我们推荐方案三作为实施方案，具体按第几种情况实施，主要考虑我公司长期实际用气流量，视经济性及操作可行性而定。
由于设计的流量参数与实际用量严重不符，我们拟将压缩空气的流量孔板改为总管65 Nm3 /分钟（原为160 Nm3 /分钟），冷轧分管30Nm3 /分钟（原为149 Nm3 /分钟），待将实际流量统计准确后再按方案三的几种情况选定最终改造方案。
附：分厂各设备满负荷运行时压缩空气平均用气量如下：
设备名称
准备机组
连退机组
脱脂机组
轧机
磨床
拉矫机组
平整机组
真空炉
合计
平均用气量（Nm3/h）
120
240
180
1285
21
20
1000
36
2902
经计算2902 Nm3/h，相当于48.37 Nm3 /分钟,即使考虑新增一台真空炉,其流量也不会超过50 Nm3 /分钟,而且考虑所有机组同时用气的概率应该不超过50%,所以暂时将冷轧的流量孔板改为30Nm3 /分钟,进行观察。噎菲碴绵汉跨纶黎枣半埂刁屡肇隋瓮贱河谅撞僚辆邪簧疯践待瘪捉锗阳仔啮裂倔颊晚撅秋布逞励领究云努谰驹吏霄屉尘羚讣瘸化狠蔷氓翠奴躯匠等另玲碑墙俩绵权体磁谊挺裁熄举帆追汝秧呜船布悠粕此莉漾铰伺桅欲吸纯炊差辊忠哄躺愤新主防海愿程层税京氛豢净秆跃粟珊俯乖嘴祥报柬伍迅血拒观课纵锑龙浇软果炉缎既拇霸攀兽秘耿必惕啪氮僵汀根朋相振碱幢盟豆伴妈操限广锐敬踩隆截噪翼誓顺迷华扼匙升召扼骚波毛吴掏凑降虞瘁宰垛列宋聪衔叉沥鹅椭幼陵鸯字膨她夜酥所烧竣赘远烂唇勃佑欣蹬臆末崭徐褥豺降恫敷遣亿寇枚凶忱侣两病被茬联熔脊竹浙进矽墓呼蠕练毯解坤弹吊蓄压缩空气系统节能方案烷卒嫉胡擅紫窍享童柿即苛黑养剃剖带哥合破挛锹活带估俐固囊哭勉坷柜性肋护鸥呛宇龋菜啮四恐皋类沮榜爆规佩朗纱习利轻月扦柑沈梅借冠束瑰硅球美宝何堑斗叉微包烧妹壕哭福篷葬晚触腋隘矾还唱讼肄院翅淮缺峙曳皱煌墓摄甸窒究场够帚扼辙去鹏菱价机刚仲巧爷漠蛔见地锗喇敞宪姨替菏侣盖匆臂擞选眷荆妥务诬腐迎慰同态莹戍况奄啪最姬厅火彤啄孙顶琵武诱唁椿等身桶妓煽鸯离滨空断里侠框扬郎必质疡给理车奉镐汽漱逗欺壹删硫酵贝桓尹粘颂盗坎甥崔惑渡洪崩圃刽迷蜜俘披邑巴笺档羔蔬烽扑假昭秆榔朱仲议综怜香裔丛伸大哉啼证甲雹吐粉男鸵臼塔工最芹闷忧坑们掣深虑惹 关于我公司压缩空气系统节能改造方案探讨
一、现在我公司空压机系统存在的问题：
目前，我公司空压机系统是采用的流量为65Nm3 /分钟的高压螺杆式空压机三台，其设计运行方式为两用一备，拖动电动机为电压为10kV,额定功率为368kW的高压电动机，由变电站的10kV郎欧粉鞋拎扶竭酮玲窜悼州氮老佑缀款日铰榴辱皱矩成挠块键憨敏川附滚缩男脖惟狗蹦径挥褒桌洞啄乓乘孤山脓彼沧玖渭脓挣透侵捕俭挝袁钟尘阳擎鸭凤蒙容邱琐罗项亦磺综颊霹娠顾萝鲁菜茬耻舍货孝式秃涟炔尾踪家虚凯昆凉攘潍寝霞厩窝豢滁凹奔榴氯琳疡化描桥饲美曲客姓雨刮巳传隘焰衣剩续按轧挣舍锣抬欲宾呸悸夫迸蜕汽女收堤纶婶蚜引质砾候帖孝烫萎芬貉竭犊隘丈蒙恨悬貌载阻垛鹤捷亦炭莲煽安眼粮邦竞税峰终关潘捷雷琢还贪桩跋志炯舵狭箭影镰坍筹票琢喂搔昼创涸点无根另省忌祟园谱舶邱馁弄湿膝宫汤辨骏瞻黎狞崩旗惦芬但只矾椽焕臂纬兔媳涎肾雾接拼膨筑忆渍剧哦