氧压机节能优化操作实践

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Practice on energy-saving optimized operation of oxygen compressorLu Pengfei( lin Hangyang Gas Co.，Ltd.，Jinzhu Township，Longtan District，Jilin 132104，Jilin，P.R。

China)Abstract：Unbalance supply and demand of oxygen and uncertainty of blowing time of converter results in frequenthigh-pressure bleed of oxygen compressor，which not only wastes energy but also generates noise contamination。

During steelmaking，advance loading of oxygen compressor，discontinuous manual unloading and rational loweringof the setting of exhaust pressure of ensures the safe and stable run of oxygen compressor，saves the energy andlowers noise.Here，the operation status of oxygen compressor is briefed and instructions to its optimized operationand the obtained effects are described。

Keywords：Oxygen compressor；Centrifugal compressor；Optimized operation：Energy-saving and noise-lowering；Economic benefits吉林杭氧气体有限公司2×25000 m /h空分设备配套的2台2TYS1002TYS76等温型氧压机组，由杭州杭氧透平机械有限公司设计、制造，为双缸、8级压缩 、水平剖分式透平压缩机。设计流量25000 m /h，进气压力 15 kPa，排气压力3.0 MPa，转速 2989/11475 r/min，配用电机功率 5200 kW、电压 10 kV。

1 氧气供需不平衡自2010年9月氧气用户 1 1800 m。高炉投产以来，-直没有满负荷生产，氧气需求量远低于空分设备的生产能力，特别是转炉吹炼批次的问隔时间具有很强的不确定性，有时间隔几个小时，有时甚至间隔几十个小时。而氧压机采用恒压模式运行，排气压力设定为 2.5 MPa，排气量约 19000 m /h，电机电流约 260 A，平均功率4183 kW。氧气储存输送系统配备两个 1000 m 球罐储气，炼钢问隔期间，当球罐压力达到氧压机设定排气压力后，由于采用恒压运行模式，导致设备经常性地高压放散，不但浪费能源而且产生了严重的噪声污染。

2 节能降噪操作方法为降本增效，节能降噪，对氧压机的操作方法收稿 日期：2012-O4.13作者简介：路鹏飞，男，1985年生，毕业于辽宁石油化工大学制冷与冷藏技术专业，现为吉林杭氧气体有限公司生产运行部工艺工程师。

(1)根据转炉冶炼节奏，对氧压机实施炼钢时提前手动加载，间歇时手动卸载的操作方式。卸载过程中，根据氧压机组人 口压力 PICS3302的指示，首先手动缓慢连续开大高压回流阀 V3303，直至全开，再手动缓慢关小人口导叶 GV3301至启动位。加载过程中，先手动缓慢开大 GV3301至规定值，再手动缓慢连续关小 V3303阀至规定值。

(2)合理降低氧压机排气压力的设定值。根据用氧情况及转炉炼钢用氧的特性，结合氧气储存输送系统两个 1000 Il 球罐的储气能力，合理降低氧压机排气压力 PICAS33 10的设定值，由2.5 MPa降低为2.2 MPa。

3 操作注意事项操作氧压机的重中之重是保证设备的绝对安全、稳定运行。手动操作氧压机加载、卸载，就是通过操作 GV3301和 V3303阀来实现。

开大 GV3301，进入压缩机的氧气流量增加，设备负荷增加，功率增大；关小 GV3301，进入压缩机的氧气流量减少，设备负荷减少，功率减校开大 V3303阀，高压氧气回流到人口的流量增加，压缩机出口压力下降，功率减小；关小V3303阀，高压氧气回流到入口的流量减少，压缩机出口压力上升，功率增大。

应该注意的是，以上操作会直接引起氧压机人口压力 PICS3302的变化，而 PICS3302自身具有联锁停机功能。此外，氧压机的三个轴封差压控制PDIC3302、PDICAS3303和 PDICAS3304，以及停车联锁 PICAS3316的自动调节，均是直接或间接以压缩机人口压力 PICS3302作为调整基准。因此，入口压力 PICS3302的变化，将引起相关差压和压力按照-定关系发生变化。而-旦 PICS3302变化幅度过大，各相关差压和压力的调节跟踪不上，将威胁设备的安全、稳定运行，严重时可能触发相关联锁，造成停车等恶性事故发生。

3.1 相关压力和差压调节情况轴 封 差 压 控 制 PDIC3302、PDICAS3303、PDICAS3304和停车联锁 PICAS3316以及 PICS3302的调节说明见表 1。

表 1 氧压机相关压力及差压的调节说明设计值 位 号 说 明 控制阀门及调节原理 备 注/kPa控制人口导叶 GV3301。压力高，GV3301开大，使进入机组的氧气流量增大；压力低，GV3301 公司氧压机人口导叶 GV3301未使用 PICS3302 机组进口氧气压力 15关小，使 进入 机 组 的氧 气 流量 减 小，实 现 自动调节PICS3302稳定混合气 与进 口氧气 控制混合气压力控制阀 V3309。差压大，V3309 混合气压力高于机组进 口氧气压力PDIC33O2 2.5 阀开大，增 加混 合气排放量，使 PDIC3302 2.5 kPa，即混合气压力 PICS3302 差压2.5 kPa；反之关小 PDIC3302控制氧气与混合气差压控制阀 V3308。差压大， 氧气平衡管压力 混 合气压力 混合气与氧气平衡管 V3308阀开大， 增加氧气平衡管中氧气流入机组 PDICAs3303 4 PDICAS3303， 即氧气平衡管压力高 差压 进口的 流量， 降 低氧 气 平 衡管 中压 力，使 PDICAS33034 kPa；反之关小 于机组进口压力6.5 kPa混合 气与轴封氮 气 控制 轴封 氮气 压力 控 制阀 V3312。差压 大， 氮气平衡管压力 混合 气压力 PDICAS33O4 4 V3312 阀 关 小，减 少 轴 封 氮 气 流 量，使 PDICAS3304，即氮气平衡管压力大 差压PDICAS3304：4 kPa；反之开大 于机组进口压力6.5 kPaP1CAs3316 轴承箱密封氮气压力 1.5 防止润滑油轴向渗漏3.2 操作中可能引起入口压力 PIC93302波动的因素3.2.1 入口导叶 GV3301开关过快GV3301开大则进入机组的氧气流量增加，人口压力PICS3302降低；GV3301关小则进入机组的· 24 ·氧气流量减少，PICS3302升高。

3.2.2 高压回流阀V3303开关过快V3303阀开大则机组排气侧高压氧气流人到机组的氧气流量增加，PICS3302上升；关小则机组排气侧高压 氧气流人到机组的氧气流量减少，PICS3302下降。

3.2.3 空分设备氧产量调整幅度过大因为在空分设备操作过程中，只能通过手动输入数值来调整氧气产量，而氧气产量的数值调整均为5位数字，因此增加了输入误差的风险。如手动输入失误使氧气产量调节阀大幅动作，会造成氧压机人口压力波动等 (已发生过此类情况)。

3.2.4 上塔操作压力变化过快启停氧、氮压缩设备及分子筛吸附器污氮放散阀调节不灵等，均会使上塔操作压力发生变化，如果变化过快，会造成氧压机人口压力波动。

可见，-切关于氧压机的操作，都要在充分保证人口压力 PICS3302不出现大幅波动的前提下进行 ，防止因 PICS3302波动过大，导致各阀门跟踪调节不及时而触发停机联锁。

4 效益分析采用节能降噪优化操作方式后，在炼钢间隔期※ ※间，氧压机手动卸载运行，首先彻底解决了原恒压模式下的高压放散产生的噪声污染问题；其次卸载运行时电机电流约200 A，平均功率只有3218 kW，达到了节能的目的。

目前，氧压机加载、卸载状态时电流相差约60 A，平均功率相差 965 kW，按氧压机每天在炼钢间隔期间低负荷运转 1小时计算，全年可节约电能 352225 kW ·h。

当然，这还需要提高岗位操作人员的操作技能和责任心，及时与生产调度取得有效的沟通，根据炼钢节奏掌握好氧压机加载、卸载时机以及操作平稳性，为公司降低大量能耗，取得可观的经济效益。

※Il JI空分设计制造的东华能源43000 m3/h空分设备-次开车成功2012年 10月 20日，由四川空分设备 (集团)有限责任公司 (以下简称：四川空分 )总包设计、建造的伊东集团内蒙古东华能源有限公司 (以下简称：东华能源)B套43000 m /h空分设备-次性开车成功。这是 四川空分继 9月重庆万盛煤化有限公司 40000 m /h等级空分设备成功调试验收后的又-喜讯，也是四川空分成功投运的又-套40000 m /h等级空分设备。

东华能源43000 m/h内压缩流程空分设备建在内蒙古自治区准格尔旗大路新 区，是为东华能源 120万 a甲醇大型煤化工项 目配套，共设置两套 43000 m /h空分设备 ，生产氧气 、氮气 ，同时副产液氮和液氧。各项技术性能指标均达到或超过设计值。

东华能源43000 m /h空分设备应用了多项新技术，这些新技术的采用都源于四川空分雄厚的技术支撑。多年来四川空分 自主研发了顶尖的空分流程，攻克数个技术难题 ，积累了宝贵的特大型空分设备研发经验。

华能天津 lGCC电站示范工程JIlN通过试运行2012年 11月 10日，华能 (天津)煤气化发电有限公司 (以下简称：华能天津 )向开封空分集团有限公司发去喜报：热烈祝贺我国首个 IGCC示范工程--华能天津IGCC电站示范工程顺利通过 7224小时整套试运行。示范工程选用的空分设备是由开封空分集团有限公司提供的46000 m /h空分设备。

作为国家 十-五”863计划重大项目依托工程，华能天津 IGCC电站示范工程 自2009年 9月开工建设以来 ，在国内没有任何经验可借鉴的情况下，各参建单位精诚团结、众志成城，克服了项 目技术难度大、安全管理复杂 、工程建设时间紧张等诸多困难，在最短时间内建成 了国内首座自主研发、设计、制造、建设并运行的IGCC示范电站，标志着具有我国自主知识产权、代表世界清洁煤发电技术前沿水平的 绿色煤电计划”取得了实质性突破。