兴隆庄矿电厂空压机系统配置优化可行性分析

摘要 山东华聚能源有限公司兴隆庄矿电厂（以后简称兴隆庄矿电厂）压缩空气系统主要为气力输灰系统及布袋除尘器喷吹系统提供压缩空气。由于1#、2#空压机设备老化，故障频繁，经多次修理后运行状况改善不明显，本文通过数据及运行参数对比，提出了空压机系统优化的可行性分析。

关键词 压缩机；排气量；排气压力；耗电量

中图分类号TD4 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）78-0093-02

1 运行现状

兴隆庄矿电厂现有三台空压机，其中1#、2#空压机自2000年开始投运，设备老化，多次出现排气温度过高、运行电流过低、排气压力过低，电脑板故障、电气故障、线路老化等现象。经过多次大修，运行状况改善不明显。因考虑5#锅炉建成以后，输灰系统用气量加大，于2010年购置一台阿特拉斯GOA90WP-7.5空压机，现运行状况为两用一备。

2 现有系统用气量统计

由于冬季运行时压缩空气需通过吸附式干燥机进行深度干燥，耗气量加大，故用气量比其余季节有所增加。具体用气量如下所示：

1）3#炉运行时，冬季用气量为6.3m3/min，其他季节用气量为 5.9m3/min；2）4#炉运行时，冬季用气量为8.2m3/min，其他季节用气量为 7.8m3/min；3）5#炉运行时，冬季用气量为8.7m3/min，其他季节用气量为 8.3m3/min；4）3#、4#炉运行时，冬季用气量为14.2m3/min，其他季节用气量为 13.8 m3/min；5）3#、5#炉运行时，冬季用气量为15.2m3/min，其他季节用气量为 14.9m3/min；6）4#、5#炉运行时，冬季用气量为17.2m3/min，其他季节用气量为 16.8m3/min；7）3#、4#、5#炉运行时，冬季用气量为23.2m3/min，其他季节用气量为 22.7m3/min。

3 系统更新方式

根据运行现状，通过进行认真分析和对比，本着节能降耗的原则，分析得出一台高效节能的每小时处理量为16m3/min的空压机替代其中一台13m3/min的空压机，当其单机运行时就能够基本满足两台75t/h锅炉输灰需求，即节能又降低电耗。冬季用气量大时，三台锅炉同时运行，一台16m3/min空压机及一台13m3/min空压机同时运行完全能够满足用气需求。

4 新型空压机相关说明

4.1 低转速、低流速、低噪音、高效率的主机

SKY螺杆主机系开山北美研发中心开发，是最新一代螺杆转子线型，阳转子和阴转子均为双边非对称，其型线组成曲线全部为圆弧及其包络线，小功率（≤45kW）机型齿数比为4 ：5，大功率（ ≥ 55kW ） 齿数比为5 ：6。其转子型线有三个突出特点：

1）完全实现“曲面对曲面”吻合，有助于形成流体动力膜，降低穿过接触带的横向泄漏，提高压缩机效率；齿顶厚实，刚性好，有助于改善转子的加工、检验性能；

2）以50Hz下的2极电机转速及4极电机转速为核心转速；冷态间隙及热态间隙充分兼顾中国地理环境和气候特点；是世界上首例专门为亚洲地区量身定做的螺杆主机；完全避免了欧洲机型在中国的不适应症；

3）采用“大转子、大轴承、低转速”设计思路，不仅转速比欧美品牌低30%～50%，排气喉部的气流速度也大大低于欧美品牌，因此噪声和震动更小，效率更高，轴承寿命更长，还减小了对杂质和碳化物敏感性；

4）转子材料全部为高级合金钢，采用磨削加工。

4.2 全自动电脑监控系统

电气控制的核心采用专用螺杆式空气压缩机控制计算机、具有自我诊断及保护功能，良好的人机中文显示界面，能即时显示机组实际运转情况（如运行状态、加载、卸载、电流、温度、压力、时间等），可实现启动前系统自检，并在运行中连续、正确地监测所有工作状态和安全相关参数。电脑控制系统能根据运行时间及时提示用户更换部件（如油、三滤）的维修保养信息，实时数据跟踪，历史数据记录，预防性保养，还可根据用户现场的需求对各种参数进行修改（如卸载压力、加载压力）。

4.3 面向50Hz电制设计的电气控制系统

1）电器元件具有自动运行控制功能；

2）全套电机保护功能；

3）电磁阀按50Hz电制设计考核，满足高温高湿条件长期下运转要求。

4.4 高效节能的控制方式

当系统用气量降低时，系统压力开始升高，控制器接到压力升高的讯号，便开始逐渐的减小进气阀的开度，此时螺杆机的排气量也配合着减小，当然电机的电流也降低了。真正实现24小时无人职守，同时大量节约能源，减少了生产成本。

控制器中具备通讯功能，可以十分方便的实现多机联控或远程控制，功能强大的软件可以协助优化空压管网的运行，实现空压管网的节能管理。

4.5 低维护及运行成本

严格按照国家强制性标准GB19153-2009《容积式空气压缩机能效限定值及能效等级》考核产品能耗，全系列产品输入比功率均优于或等于标准中规定的一般用喷油螺杆空气压缩机2级能效等级。

同时耗材数量少，仅三滤（进气滤芯，油滤器、油分滤芯）一油（油）需要定期更换；更换周期长，在正常使用条件下，耗材寿命4000小时以上。

4.6 安装简单方便

产品出厂时，设备已充灌油，并已预留安装电源接线，由于机体装有减振系统因此无须基础，一经放置就位，接通电源，即可投入运行。

5 节能数据统计

新型空气压缩机驱动电机功率为90kW，排气量16m3/min，3级能效8.4kW/m3/min，2级能效kW/m3/min，每小时节电度数17.6kW·h，一年365天节电度数154 176kW·h。

6 结论

通过对现有设备参数及节能数据统计分析得出，将一台13m3/min的空压机替换为一台高效节能的16m3/min的新型空压机，既满足现场生产的实际需要，又做到了节能降耗，一年可节约用电量154176kW·h×0.52=80171.52元。