迁钢公司压缩空气系统节能改造实践

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Energy Saving Reconstruction Practice of Compressed Air SystemLI Quan ， XU Jian-nan，YANG Ming ， LU Shao-jun. Energy Sources Department，Shougang Q Iron&Steel Co.，Lt&2.Power Operation Department，Shougang Q ∞ Iron＆Steel Co.，Ltd.，Q Hebei 064404，China)Abstract]The problems in the compressed air system of Qianan Iron&Steel Co.，Ltdare analyzed.The energy saving reconstruction has been implemented.The reconstruction hasachieved the expected efects and better energy saving benefits。

Key wordscompressed air；waste heat drying；energy saving1 概述首钢迁钢公司压缩空气系统共有 3座集中空压机站，分别于 2004年、2007年、2010年随迁钢公司三个阶段建设投产，分布在厂区的不同位置，3个空压机站共设 12台阿特拉斯·科普柯的离心式压缩机，供风能力为 2700 m3/min，供风压力 0.65 MPa，三个站所产出的压缩空气后均送往同-压缩空气管网，再由管网直接供给公司各用户，然后由设置在各用户的干燥站干燥处理后供生产使用。

2 主要问题根据几年来运行实践发现迁钢公司压缩空气系统存在-些弊端，并已影响到了公司正常生产。

f1)迁钢公司厂区面积大，输送管线距离长，压缩空气产出后未经干燥处理直接进人管网，含水量大，影响公司各用户正常生产，夏季大气湿度高时尤为严重。

(21含水的压缩空气加剧了管道锈蚀 ，脱落的锈蚀杂物随压缩空气进入用户经常造成设备堵塞而影响正常生产。

f31冬季寒冷季节管网疏水设施为了防冻，人为的加大放散，每年冬季寒冷季节四个月放散量占产量的7%左右，放散的同时产生较大的噪音污染。

(41全公司约 62个用户级干燥站，大多数采用的是比较落后的电加热再生处理干燥技术，耗电量较大，不利于节能降耗。

3 主要原因分析迁钢公司空压机站产出的压缩空气未经干燥直接送往管网，由于周围环境空气中有湿度(水蒸气)，压缩空气从空压机中出来后，降温时会产生冷凝水和水蒸气。另外由于所有空气动力设备都是按照干燥空气来设计的，长期使用潮湿的空气，设备装置将会受到损害，管路锈损压力降低直至影响安全生产，同时污垢和水份影响板坯、轧材等冶金产品加工的质量。环境温度较低时，冷凝水会冻冰，造成管道冻堵或开裂。

4 改造方案及措施 -针对以上存在的问题，我们拟对压缩空气系统进行改造。具体思路是在 3个集中空压机站增设压缩空气干燥站，对压缩空气进行干燥处理后，将露点达到-40℃的压缩空气送往公司管网，与此同时取消或停用用户级干燥站，由管网直供厂区各用户，彻底解决上述问题，达到节能降耗的目的。

4.1 压缩空气净化方式的选择根据迁钢公司生产对压缩空气的要求，干燥净化后的压缩空气品质应为：最大粒子直径：1 m，最大含尘量 ：l mg/m3，最大含油量：1mg/m3，压力露点：50冶 金 动 力METALLURGICAL POWER2013年第7期总第 161期- 20-40℃。满足这-标准，目前国内外在压缩空气净化干燥领域主要有无热再生吸附式、微热再生吸附式及加热再生吸附式 3种干燥装置，表 1以处理流量 250 m3/min为例 3种干燥装置的比较情况。

表 1 3种压缩空气干燥方式情况对比能耗说明 无热再生式干燥机 微热再生式干燥机 压缩热再生式干燥机再生气耗 14%25035m3/min 7%25017.5mS/min 1%x2502.5m3/min电加热器功率 O 85 0控制系统功率 O.25kW 0.25kW 0.25kW露点温度 -40℃ -40℃ -40℃能量消耗(24小时)总计(加热器运行 24x60x7.50.122460x2.5x0.120.25x0.62524 时间为总运行时间的 62.5%，生产每 24×6O×35×O.120.250.62524 十(850.25)x0.625246051.75kW h 522kWh立方米压缩空气耗电0.12kWh计算) 4302.75kWh以工业用电 RMB0.5；U'kWh计算，每 O.5x605 1.75x3651 1o4444元 0.54302.75365785251元 0.5x522x365：95265元年 365天使用的费用由表 1可知，从能量消耗方面看，压缩热再生式干燥机能量消耗最低，无热及微热再生式干燥机较高。压缩热再生干燥方式是近年来开发研制出的利用空压机余热进行压缩空气干燥的技术和设备，由于节能效果显著，已得到了广泛的推广和应用。

其工作原理是利用离心空压机去掉末级冷却器后的热量，来加热干燥塔里的吸附剂，使其解附。以我们目前使用的空压机为例，空压机排气温度在40cC左右，经过改造去掉三级后冷却器以后排气温度达到 1 10℃，余热再生干燥设备就是利用这部分能量，实现了吸附剂升温解附，再生过程大大减少了干燥装置的运行费用，达到了节能降耗的目的。

依托空压机生产厂家完成对空压机的设备改造以及改造后的性能调试，本次选择了阿特拉斯旗下具有国际先进水平的压缩空气净化设备企业纽曼泰克公司的压缩热再生式干燥装置。

42 具体措施(1)首先对3个集中空压机站 12台空压机设备进行取消三级后冷却器改造。利用改造后 l10℃空压机排气能量，实现余热再生干燥设备吸附剂升温解附，最终产出的压缩空气满足迁钢生产要求。

(2)取消或停用管网压缩空气疏水器，杜绝压缩空气疏水放散损失。迁钢公司厂区压缩空气主干管网长度约为 15000 m，按每 100 m设置-处疏放水点，共有约150个疏水点，改造完成后，可全部取消停用，减少压缩空气冬季防冻放散，同时也节约了冬季疏水系统伴热用蒸汽消耗。

(3)取消或停用用户级压缩空气干燥站。目前全公司统计约有62个用户级干燥站，80%采用微热再生式干燥方式，耗电量大，停用后大大降低压缩空气干燥再生电加热能耗，同时也减少用户干燥站二次压降造成的压力损失。

5 投用后效果f 1)空压机站节能情况见表 2表 2 空压机站余热节能干燥改造完成后节能情况压缩空气产量/km3 耗电量/kWh 单耗/(kWh/m3)月份2011焦 2012正 2012比2011 2011正 2012焦 2012比2011 2011拄 2012年 2012比20116月 77794 73616 -4178 8899040 86o6248 -292792 O.1144 O.1169 0.OO2517月 84561 71669 -l2892 9615060 81387l0 -147635O O.1137 O.1136 -0.000158月 79210 70120 -9090 9551340 79464OO -16O494O 0.1206 O.1133 -0.007269月 76l56 67453 -8703 8917440 7658270 -1259170 O.1171 O.1135 -0.00356lO月 80817 70742 -10075 9284188 7813330 -1470858 0.1149 O.1lo4 -0.0044311月 78082 65646 -12436 8958196 6913810 -2O44386 0.1147 0.1053 -0.0094112月 86926 77061 -9865 9606745 7942000 -1664745 O.1105 0.1031 -0.00746合计 563546 496307 -67239 64832009 5501 8768 -9813241 O.1150 O.11o9 -0.004192013年第 7期总 第 161期冶 金 动 力METALLURGICAL P0lⅥ R 51迁钢公司压缩空气干燥节能改造工程于2012年6月 1日起全面竣工投用，从运行7个月情况看，三个空压机站出口露点均在-30-40 qC之间，由于产出压风质量的大幅提高，用户消耗量明显降低，空压机同时运行台数明显减少。从表 2可知，除尚处于投产初期整改阶段的6月份外，其余月份节能效果明显 ，投产后 7个月累计与 2011年同期对比，动力空压站压风产量少 67239 km3，耗电量少 9813241kwh，折合人民币490余万元 ，单耗降低 0.00419kWh/m，。折合成年约产生效益 840万元。

(2)空压机后冷却器芯子是消耗量比较大的备件之-，使用周期约 6年，改造完成后，由于取消了后冷却器，按该备件平均价格 72万元 个计算，全部l2台空压机每年可节约后冷却器芯子备件费用约144万元。

(3)各用户级干燥站退出运行后效益估算：为节约各用户干燥站使用维护成本，同时减少用户干燥站二次压降造成的压力损失，压风干燥改造投用后，6月 30日前已全部取消停用各用户级干燥站，用管网风直供。

目前公司62个用户级干燥站，余热再生电加热耗电功率合计 1298.18 kW，全部退出后每年可节约电量 1 137.21万 kWh，如果再生伴热按全年运行时间60%计算，产生节能效益约341万元。

用户级干燥站退出后 ，年可节约 62个干燥装置的材料及备品备件费用 144万元。

合计以上两项，用户级干燥站退出后年可产生效益485万元以上三项总计，压缩空气节能干燥改造完成后，每年约产生年效益 1469万元。

6 结论余热干燥节能改造技术的实施，使迁钢公司整个压缩空气系统达到了安全可靠、技术先进的目标，同时也产生了巨大的节能效益，为首钢节能、降耗、增效”做出了突出的贡献，该经验值得在国内同类企业压缩空气老系统节能改造以及新建系统节能优化设计推广借鉴。

收稿日期：2013-Ol-29作者简介：李泉(1966-)，男，硕士，教授级高级工程师，现从事冶金动力设备技术管理工作。

(上接第48页)4.5 实现了与低温加热器配合投用 ，共同控制排烟温度的新功效，调温手段更加多样化；4.6 改造后锅炉的热效率增加约 l% 2%，提高了锅炉经济性；4.7 丰富了锅炉余热余能利用的新形式，为其他锅炉提供了宝贵的借鉴经验，粗略估算年效益200万元以上。