江蘇淮鋼特鋼公司空壓站改造實(shí)踐

摘 要：文章就淮鋼公司空壓站布置、空壓機(jī)能耗情況進(jìn)行分析，闡述空壓站改造的必要性，同時就改造方案、存在問題及采取的對策進(jìn)行闡述和總結(jié)。

關(guān)鍵詞：空壓機(jī)機(jī)型落后、能耗大；空壓站改造；水泵安裝方案

中圖分類號：TQ520.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）11-0018-03

江蘇沙鋼集團(tuán)淮鋼特鋼股份有限公司目前擁有一條從意大利引進(jìn)的具有國際先進(jìn)水平的70 t超高功率電爐-精煉爐-連鑄-連軋“四位一體”的短流程優(yōu)鋼中小型棒型材生產(chǎn)線和一條國內(nèi)先進(jìn)水平的100 t轉(zhuǎn)爐-LF鋼包精煉爐-RH真空脫氣爐-連鑄-配套中、小型棒型材連軋生產(chǎn)線各一條。一條從意大利引進(jìn)的可生產(chǎn)直徑380～600 mm的大圓坯生產(chǎn)線，及與之配套的直徑90～250 mm特鋼大棒材生產(chǎn)線，年產(chǎn)彈簧鋼、軸承鋼、船用錨鏈鋼、合金管坯鋼、汽車用鋼等優(yōu)特鋼、材300萬t。

由于各個項(xiàng)目建設(shè)時間不同，環(huán)境不同，當(dāng)時僅考慮到某一項(xiàng)目而未作長遠(yuǎn)計劃，導(dǎo)致每個項(xiàng)目都需要配套建設(shè)一套公輔設(shè)施，給下一次新項(xiàng)目的建設(shè)及生產(chǎn)帶來一定的麻煩。本文就淮鋼空壓站的改造情況進(jìn)行總結(jié)，力求為今后的改造帶來新的思路?；翠撃壳皳碛械目諌赫緮?shù)量及裝備如表1所示。

上述電爐空壓站、一軋空壓站機(jī)型為活塞空壓機(jī)，均為70年代產(chǎn)品，機(jī)型落后，效率低，故障頻繁，機(jī)物料消耗高，屬于淘汰產(chǎn)品，已不能滿足正常生產(chǎn)的需要，因此必須對此空壓站進(jìn)行改造。

1 改造內(nèi)容

1.1 方案選擇

施工地點(diǎn)的選擇，首先要考慮該地塊所處的位置，擬靠近現(xiàn)有廠房或路邊，盡可能不占用企業(yè)的發(fā)展用地或較大的地塊。其次考慮設(shè)備冷卻水、供電、壓縮空氣管道的走向。

根據(jù)淮鋼現(xiàn)場實(shí)際情況，對電爐空壓站改造提出2個方案：

方案一，在電爐空壓站內(nèi)原地改造。即拆除現(xiàn)有的5臺活塞式空壓機(jī)，新建3臺300 m3/min離心機(jī)，一次性上2臺離心機(jī)組（1用1備）。離心機(jī)低壓電源利用原空壓站電源，高壓電源利用原高壓室，從220 kV變電所重新敷設(shè)一路高壓電纜可以滿足要求。

該方案優(yōu)點(diǎn)：冷卻水可利用原空壓站現(xiàn)有冷卻水系統(tǒng)，不需要新建供水泵站；利用原廠房安裝空壓機(jī)，不再新建廠房，儲氣罐可以利用原停用的120 m3的氧氣球罐（要進(jìn)行改造），不再另外增加儲氣罐；環(huán)境較好，有利于空壓機(jī)運(yùn)行；供氣管網(wǎng)距離使用點(diǎn)短，減少投資。

存在問題：如果電爐廠實(shí)施技術(shù)改造，該空壓站位置可能對今后的改造成影響，有拆遷的可能；因?yàn)槭窃馗脑?，要保證不影響電爐、二軋廠的正常生產(chǎn)，難度很大。

方案二，在現(xiàn)大棒空壓站東側(cè)新建空壓站，內(nèi)設(shè)3臺300 m3/min離心機(jī)，先上2臺（1用1備）。

優(yōu)點(diǎn)：新建空壓站不影響生產(chǎn)；新建空壓站可與原空壓站統(tǒng)一管理；大棒空壓站東側(cè)地皮因?yàn)榈攸c(diǎn)限制，即使以后再進(jìn)行技術(shù)改造時，用不到該地皮，可永久設(shè)置。

存在問題：冷卻水系統(tǒng)來自于轉(zhuǎn)爐3#泵站，現(xiàn)3#泵站配電室沒有空間再增加配電柜；高壓電源來自轉(zhuǎn)爐2#泵站高壓室，高壓室空間有限，可滿足2臺300 m3/min離心機(jī)高壓電源；投資較大。

最后，經(jīng)過公司領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)部門討論并經(jīng)集團(tuán)公司批準(zhǔn)，為了給今后電爐改造留有空間，決定按方案二實(shí)施。按2臺300 m3/min離心機(jī)實(shí)施。

1.2 改造具體內(nèi)容

①新建廠房。

②機(jī)械設(shè)備、電氣設(shè)備采購。

③管道施工。由于新建1臺300 m3/min離心空壓機(jī)，該產(chǎn)氣量大于電爐、二軋廠生產(chǎn)用氣量，因此為保證設(shè)備正常運(yùn)行（不放散），將新建管道與老管道之間通過閥門實(shí)現(xiàn)互通。

④設(shè)備安裝、調(diào)試。新建的空壓機(jī)按常規(guī)安裝，因?yàn)椴挥绊懮a(chǎn)，不作詳細(xì)說明。本文重點(diǎn)闡述對生產(chǎn)有影響的冷卻水改造過程。

在設(shè)備冷卻水改造過程中，由于原300 m3/min離心機(jī)冷卻水泵流量不能滿足新增空壓機(jī)的要求，必須更換為大流量水泵。但在更換過程中不能影響原300 m3/min離心機(jī)的運(yùn)行，經(jīng)過對現(xiàn)場分析給出以下施工方案，如圖1所示。

水泵基礎(chǔ)不變，利用原水泵基礎(chǔ)。

原300 m3/min離心機(jī)供回水管道不變，否則影響原300 m3/min離心機(jī)的運(yùn)行。新增一路DN250、DN300的供回水管到新建空壓站為設(shè)備提供冷卻水。

由于原300 m3/min離心機(jī)供水管不變，因此在水泵出口到閥門間的管道需要調(diào)整，由原DN200調(diào)整為DN300，這樣保證流量保證要求。

在具體實(shí)施過程中，逐臺更換。一臺更換好以后需要運(yùn)行一段時間確認(rèn)無問題后，再安排更換另外一臺。

在更換水泵過程中，電氣自動化同時協(xié)調(diào)到位，同步施工，同步運(yùn)行。由于配電室無空間安裝變頻柜，安裝在現(xiàn)場，動力電源取自2#泵站。

⑤電氣自動化安裝、調(diào)試。

⑥新建空壓站投運(yùn)后，對原大棒空壓站內(nèi)的13臺空壓機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制改造，將13臺空壓機(jī)的工作參數(shù)傳送到新空壓站的控制室內(nèi)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作和集中監(jiān)控，大大減輕了操作工的工作量。

1.3 改造后效果

該工程經(jīng)過8個月的施工，于2011年8月投入運(yùn)行，解決了電爐、二軋廠的用氣問題，同時將5臺活塞式空壓機(jī)全部拆除。另外，考慮到一軋空壓站內(nèi)的6臺活塞式空壓機(jī)問題，將新建空壓站的壓縮空氣管道敷設(shè)到一軋廠，徹底淘汰活塞空壓機(jī)。

該項(xiàng)目的實(shí)施，一方面緩解了公司用氣緊張的局面，另一方面節(jié)約了能源和生產(chǎn)成本，由于新增一臺300 m3/min離心機(jī)，目前已停用了11臺40 m3/min的活塞式空壓機(jī)（共減少裝機(jī)容量為2 514 kW，與新增一臺1 600 kW比較減少了914 kW，僅電費(fèi)每年可節(jié)約300萬元）。

2 幾點(diǎn)思考

①由于淮鋼地處蘇北，經(jīng)濟(jì)條件現(xiàn)對落后，在建設(shè)項(xiàng)目過程中，不能很好地統(tǒng)籌、兼顧考慮企業(yè)遠(yuǎn)景規(guī)劃，導(dǎo)致了公司內(nèi)部空壓站眾多，而且每個空壓站內(nèi)都有1～2臺的備用空壓機(jī)，造成資源浪費(fèi)。建議在建設(shè)新項(xiàng)目過程中，如條件許可，項(xiàng)目配套的公輔設(shè)施（空壓站、水處理等）盡量集中布置，設(shè)備能力留有余量或留有再建的空間，以便于統(tǒng)一管理，從而減少資源浪費(fèi)。

②淮鋼在建設(shè)項(xiàng)目過程中，將普氣與干燥氣分開，盡管建設(shè)投資稍大些，但減少了生產(chǎn)運(yùn)行成本，況且并非所有的用氣點(diǎn)都必須采用干燥氣（如連鑄氣霧用氣），有利于節(jié)能減排。

普氣與干燥氣能耗比較，普氣為空壓機(jī)出口氣體不經(jīng)過干燥器處理的氣體。而如果生產(chǎn)干燥氣，則需配干燥器。目前公司采用的干燥器形式基本為微熱再生吸附式干燥器和無熱再生吸附式干燥器，其中微熱再生需消耗7%～8%的壓縮空氣，無熱再生需消耗13%～15%的壓縮空氣，現(xiàn)以300 m3/min離心機(jī)配300 m3/min微熱再生干燥器為例說明（電耗按電機(jī)銘牌功率計算）：

300 m3/min離心機(jī)每小時生產(chǎn)普氣量為300 m3/min×60 min=18 000 m3，電耗1 600 kW。普氣電耗為：1 600÷18 000=

0.089 kw/m3。

300 m3/min離心機(jī)生產(chǎn)干燥氣量為276 m3/min×60 min=16 560 m3，電耗為1 627.5 kW。干燥氣電耗為：1 627.5÷

16 560=0.098 kW/m3（因?yàn)樵谠偕^程中消耗氣體8%，則消耗氣體300×0.08=24 m3/min，即300 m3/min離心機(jī)生產(chǎn)的壓縮空氣經(jīng)過干燥后可生產(chǎn)276 m3/min的干燥氣。干燥氣電耗除空壓機(jī)電耗外，還有干燥器中的電加熱器（110 kW）電耗，按每小時工作15 min計，所以總電耗為1 627.5 kW）。

可以得出結(jié)論：300 m3/min離心機(jī)生產(chǎn)干燥氣較僅生產(chǎn)普氣年多耗電129.6萬kW·h（按8 000 h計），按0.6元/kW·h計算，年多支出約78萬元（不包括干燥器維護(hù)費(fèi)用及吸附劑消耗）。

從節(jié)能環(huán)保角度看，建議分兩路供氣，即普氣、干燥氣分別供應(yīng)。

③在條件許可的情況下，對淮鋼的氣體空壓站進(jìn)行改造，陸續(xù)淘汰螺桿機(jī)，選擇離心機(jī)。

螺桿機(jī)與離心機(jī)消耗進(jìn)行比較：

螺桿機(jī)日常消耗主要為更換油濾、空濾、油封、潤滑油，據(jù)了解1臺40 m3/min的螺桿機(jī)（250 kW）年消耗約為13萬元左右，66 m3/min螺桿機(jī)（400 kW）年消耗約為20萬元左右。

離心機(jī)日常消耗主要為更換空濾，據(jù)了解1臺300 m3/min離心機(jī)（1 600 kW）年消耗為25萬元左右。

由于1臺離心機(jī)出氣量相當(dāng)于7臺40 m3/min螺桿機(jī)、4臺66 m3/min的螺桿機(jī)，從機(jī)物料消耗、電耗方面比較，離心機(jī)較螺桿機(jī)機(jī)消耗小。

可以得出結(jié)論：在條件許可的情況下，應(yīng)逐步淘汰螺桿機(jī)，采用離心機(jī)來代替螺桿機(jī)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳松澤，王連民，梁文特.空壓站存在的問題及改造措施[J].燃料與化工，2007，（5）.