壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能方案

1、關于我公司壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能改造方案探討一、現(xiàn)在我公司空壓機系統(tǒng)存在的問題：3目前，我公司空壓機系統(tǒng)是采用的流量為65Nm / 分鐘的高壓螺桿式空壓機三臺， 其設計運行方式為兩用一備， 拖動電動機為電壓為 10kV, 額定功率為 368kW的高壓電動機，由變電站的 10kV 真空斷路器進行供電。由于我公司冷軋的壓縮空氣主要為儀表用氣和氣動閥用氣， 小量為吹掃用氣，目前實際用氣一臺空壓機足夠滿足要求， 而且大多數情況空壓機處于空載或接近空載狀況。 我們曾做過一個試驗， 把 3 臺空3壓罐（共18m）及管路充滿，壓力到0.75MPa,停機兩小時后壓力降到 0.52MPa,而此過程中冷軋設備均處于停機

2、狀況。由于在工頻狀況下， 空壓機即使在空載狀況下， 其實際消耗的電功率為 70%額定功率，為 256.7kW。而我們在 2012 年 3 月 5 日到 3 月15 日時間段，實際工作時間為122.8 小時，總消耗電量為31700kW，平均功率為258.14kW?？梢?，這一時間段開機后，空壓機長期處于空載或接近空載運行。二、改造各種可能方案：方案一、當壓力達到上限時切斷電動機10kV 高壓電源 。既設定壓力上限（等于安全閥動作壓力7.5MPa），設定壓力下限（略大于儀表能夠正常工作時空壓機附近最低允許壓力），當壓力達到上限時真空斷路器分閘， 電動機停止運行， 當壓力低于下限時自動將真空斷路器合閘

3、。采用此方案，節(jié)能效果見下圖：方案一的缺點和困難：1）高壓電動機頻繁直接啟動對真空斷路器和高壓電動機的使用壽命有極大的影響。具體體現(xiàn)在操作過電壓對高壓電動機絕緣的影響變得異常嚴重，此時頻繁直接啟動的沖擊電流使電動機繞組長期處于大的電動力作用，絕緣和導體的壽命嚴重縮短。2）由于用氣負荷的不可預見性，而我們的壓力罐只能裝318m 的壓縮空氣，如果突發(fā)較大的用氣，如吹掃或其他大的用氣，在停機 30 分鐘以內，則高壓空壓機不允許馬上要送電直接啟動，因為此時，電動機運行溫度沒有降下來 , 同時又要承受 5-7 倍的啟動電流 , 對空壓機電動機的影響會非常嚴重。此方案較簡單，改造成本接近零，但由于有較大的

4、不可預見性和一定的危險性，風險很大，為穩(wěn)妥起見，我們不推薦此方案，僅作為一種思路。方案二、高壓變頻方案空壓機及高壓電動機均利舊，增加一臺 10kV400kW的高壓變頻器。由于變頻空壓機的特有的性質，空壓機的氣流量 Q電動機轉速 n，變頻電動機功率電動機轉速 n，電動機的轉速 n電源頻率 f ，此空壓機額定頻率為 50Hz,3此時電功率為 368kW，流量為 65Nm/ 分鐘；當空壓機頻率為 25Hz,3此時電功率為 184kW，流量為 32.5Nm / 分鐘；變頻技術改造后能源成本降低 20%，再加上變頻起動后對設備的沖擊減少，維護和維修量也跟隨降低， 所以運行成本將大大降低。 根據壓縮機的工

5、況要求，變頻調速改造后，電機運轉速度明顯減慢，從而有效地降了空壓機運行時的噪聲。方案二不需要改動空壓機及電動機本體部分 , 但實施較復雜，需要采用高壓變頻系統(tǒng)，而且 , 由于真空斷路器的電氣壽命在 10000 次左右。頻繁動作可能不到一年就要更換真空斷路器。我們咨詢了一下西門子公司， 10kV 高壓變頻器價格在 80 萬人民幣左右，改造成本太高， 而且由于是普通電動機 , 改造后 , 在低速時電動機散熱存在問題 , 我們也不推薦此方案。方案三、低壓變頻方案 即采用低壓電動機及低壓變頻器的改造方案。第一種情況、采用同功率的低壓變頻電動機置換原有高壓3電動機 ，最大流量不變，仍然為65Nm / 分

6、鐘，電動機功率與流量成正比例關系， 而且，由于采用變頻啟動，啟動過程對電動機的沖擊可以忽略，低壓交流接觸器的機械壽命在1000 萬次左右，其電氣壽命為機械壽命的5%-20%，計算應該在 50 萬次 -200 萬次左右。第一種情況改造成本構成：400kW 低壓變頻電動機（ Y2SP-400-4）某某電機廠參考價 10 萬元人民幣， 400kW西門子低壓變頻器參考價 20 萬元人民幣，低壓電纜及開關柜估計 10 萬元，總計 40 萬元人民幣左右。第二種情況、采用同電磁力矩的 8 極低壓變頻電動機置換原有高壓電動機 ，由于轉速降低，其電動機功率降為 200kW,最大流量變?yōu)樵瓉淼囊话?，?32.5N

7、m3 / 分鐘，電動機功率與流量成正比例關系，而且，由于采用變頻啟動， 啟動過程對電動機的沖擊可以忽略，低壓交流接觸器的機械壽命在1000 萬次左右，其電氣壽命為機械壽命的5%-20%，計算應該在 50 萬次 -200 萬次左右。第二種情況改造成本構成：200kW 低壓變頻電動機（ Y2SP-355-8）某某電機廠參考價 5.8 萬元人民幣， 200kW西門子低壓變頻器參考價 10 萬元人民幣，低壓電纜及開關柜估計 6萬元左右，總計22 萬元人民幣左右。以上兩種情況， 是利用原來的空壓機進行改造，優(yōu)點是空壓機上面的備件不需要另外采購， 可以利用其他兩臺空壓機作為其備份，缺點是如果采購備件單價要

8、高一點。第三種情況、將原來的空壓機處理掉，采購一臺低壓變頻空壓機。目前，我們從某某空壓機廠了解的新購變頻空壓機的價位如下：最大流量 25 Nm3/ 分鐘，價位 40 萬元 / 臺；最大流量 20 Nm3/ 分鐘，價位 36 萬元 / 臺；最大流量 15 Nm3/ 分鐘，價位 20 萬元 / 臺；3分鐘的高壓螺桿式空壓機，原購價 55現(xiàn)在，我們的 65 Nm /萬元 / 臺，廠家暫估處理價20 萬元/ 臺。方案四、在分廠外增設大體積儲罐，空壓機進行間歇性的供氣。儲氣罐主要能起到維持管網系統(tǒng)壓力穩(wěn)定，另外還能冷卻壓縮空氣，降低含水量。兩個25m3的儲氣罐價格大約為9.6 萬元，該方案費用少，缺點就

9、是當用氣量大時會造成空壓機的頻繁啟停，進而會造成主電機的損壞。其存在的問題同方案一相同。我們推薦方案三作為實施方案，具體按第幾種情況實施， 主要考慮我公司長期實際用氣流量，視經濟性及操作可行性而定。由于設計的流量參數與實際用量嚴重不符，我們擬將壓縮空氣的流量孔板改為 總管365 Nm /分鐘（原為3160 Nm /分鐘），冷軋分管330Nm /分鐘（原為3149 Nm/分鐘），待將實際流量統(tǒng)計準確后再按方案三的幾種情況選定最終改造方案。附：分廠各設備滿負荷運行時壓縮空氣平均用氣量如下：拉真準備連退脫脂磨矯平 整設備名稱軋機空合計機組機組機組床機機組爐組平均用氣12024018012852120

10、1000362902量（Nm3/h）33經計算 2902 Nm/h ，相當于 48.37 Nm / 分鐘 , 即使考慮新增一臺真空爐, 其流量也不會超過 503分鐘 , 而且考慮所有機組同時用氣的概Nm /率應該不超過 50%,所以暫時將冷軋的流量孔板改為3分鐘, 進30Nm /行觀察。5771001803090012095 5790368228596330825771001803090012386 5761373997357606965771001803090013594 5780775799025155125771001803090012387 5771649826018180515771

11、001803090012138 5721311921589183265771001803090012359 5790368223610760535771001803090012356 5761352861437917425771001803090012355 57508786970469327917088100343355274 10122994432583337917088100343355275 10186673293883200817088100343356107 10158115250150052217088100343356108 10100018005987173217088100343354295 10107419414268701717088100343356184 10187866086962880217088100343356185 10177583117408667417088100343356109 101086014373572846