遷鋼公司壓縮空氣系統節能改造實踐

李泉，徐建楠，楊明，魯紹軍，

（1遷鋼公司能源部，2遷鋼公司動力作業部，河北遷安064404）

遷鋼公司壓縮空氣系統節能改造實踐

李泉1，徐建楠1，楊明1，魯紹軍2，

（1遷鋼公司能源部，2遷鋼公司動力作業部，河北遷安064404）

分析了遷鋼壓縮空氣系統存在的幾個問題，組織實施了節能技術改造，項目實施后達到了預期效果并取得了較大的節能效益。

壓縮空氣；余熱干燥；節能

1 概述

首鋼遷鋼公司壓縮空氣系統共有3座集中空壓機站，分別于2004年、2007年、2010年隨遷鋼公司三個階段建設投產，分布在廠區的不同位置，3個空壓機站共設12臺阿特拉斯·科普柯的離心式壓縮機，供風能力為2700 m3/min，供風壓力0.65 MPa，三個站所產出的壓縮空氣后均送往同一壓縮空氣管網，再由管網直接供給公司各用戶，然后由設置在各用戶的干燥站干燥處理后供生產使用。

2 主要問題

(1)遷鋼公司廠區面積大，輸送管線距離長，壓縮空氣產出后未經干燥處理直接進入管網，含水量大，影響公司各用戶正常生產，夏季大氣濕度高時尤為嚴重。

(2)含水的壓縮空氣加劇了管道銹蝕，脫落的銹蝕雜物隨壓縮空氣進入用戶經常造成設備堵塞而影響正常生產。

(3)冬季寒冷季節管網疏水設施為了防凍，人為的加大放散，每年冬季寒冷季節四個月放散量占產量的7%左右，放散的同時產生較大的噪音污染。

(4)全公司約62個用戶級干燥站，大多數采用的是比較落后的電加熱再生處理干燥技術，耗電量較大，不利于節能降耗。

3 主要原因分析

遷鋼公司空壓機站產出的壓縮空氣未經干燥直接送往管網，由于周圍環境空氣中有濕度（水蒸氣），壓縮空氣從空壓機中出來后，降溫時會產生冷凝水和水蒸氣。另外由于所有空氣動力設備都是按照干燥空氣來設計的，長期使用潮濕的空氣，設備裝置將會受到損害，管路銹損壓力降低直至影響安全生產，同時污垢和水份影響板坯、軋材等冶金產品加工的質量。環境溫度較低時,冷凝水會凍冰,造成管道凍堵或開裂。

4 改造方案及措施

針對以上存在的問題，我們擬對壓縮空氣系統進行改造。具體思路是在3個集中空壓機站增設壓縮空氣干燥站，對壓縮空氣進行干燥處理后，將露點達到-40℃的壓縮空氣送往公司管網，與此同時取消或停用用戶級干燥站，由管網直供廠區各用戶，徹底解決上述問題，達到節能降耗的目的。

4.1 壓縮空氣凈化方式的選擇

根據遷鋼公司生產對壓縮空氣的要求，干燥凈化后的壓縮空氣品質應為：最大粒子直徑：1 μm，最大含塵量：1 mg/m3，最大含油量：1mg/m3，壓力露點：-20～-40℃。滿足這一標準，目前國內外在壓縮空氣凈化干燥領域主要有無熱再生吸附式、微熱再生吸附式及加熱再生吸附式3種干燥裝置，表1以處理流量250 m3/min為例3種干燥裝置的比較情況。

從中觀上看，中小型制造企業更加擅長“精專特新”的創新，更加明確比較優勢和分別“同化”和“異化”。新經濟環境往往會在特定的細分產業中揀選出最精細化、專業化、特色化、新穎化的中小制造企業，并向大型制造企業輸血形成穩定的生產鏈，或者自身成長成為大型制造企業。

表1 3種壓縮空氣干燥方式情況對比

由表1可知，從能量消耗方面看，壓縮熱再生式干燥機能量消耗最低，無熱及微熱再生式干燥機較高。壓縮熱再生干燥方式是近年來開發研制出的利用空壓機余熱進行壓縮空氣干燥的技術和設備，由于節能效果顯著，已得到了廣泛的推廣和應用。

其工作原理是利用離心空壓機去掉末級冷卻器后的熱量，來加熱干燥塔里的吸附劑，使其解附。以我們目前使用的空壓機為例，空壓機排氣溫度在40℃左右，經過改造去掉三級后冷卻器以后排氣溫度達到110℃，余熱再生干燥設備就是利用這部分能量，實現了吸附劑升溫解附，再生過程大大減少了干燥裝置的運行費用，達到了節能降耗的目的。

依托空壓機生產廠家完成對空壓機的設備改造以及改造后的性能調試，本次選擇了阿特拉斯旗下具有國際先進水平的壓縮空氣凈化設備企業紐曼泰克公司的壓縮熱再生式干燥裝置。

4.2 具體措施

（1）首先對3個集中空壓機站12臺空壓機設備進行取消三級后冷卻器改造。利用改造后110℃空壓機排氣能量，實現余熱再生干燥設備吸附劑升溫解附，最終產出的壓縮空氣滿足遷鋼生產要求。

（2）取消或停用管網壓縮空氣疏水器，杜絕壓縮空氣疏水放散損失。遷鋼公司廠區壓縮空氣主干管網長度約為15000 m，按每100 m設置一處疏放水點，共有約150個疏水點，改造完成后，可全部取消停用，減少壓縮空氣冬季防凍放散，同時也節約了冬季疏水系統伴熱用蒸汽消耗。

（3）取消或停用用戶級壓縮空氣干燥站。目前全公司統計約有62個用戶級干燥站，80%采用微熱再生式干燥方式，耗電量大，停用后大大降低壓縮空氣干燥再生電加熱能耗，同時也減少用戶干燥站二次壓降造成的壓力損失。

5 投用后效果

(1)空壓機站節能情況見表2

表2 空壓機站余熱節能干燥改造完成后節能情況

遷鋼公司壓縮空氣干燥節能改造工程于2012年6月1日起全面竣工投用，從運行7個月情況看，三個空壓機站出口露點均在-30～-40℃之間，由于產出壓風質量的大幅提高，用戶消耗量明顯降低，空壓機同時運行臺數明顯減少。從表2可知，除尚處于投產初期整改階段的6月份外，其余月份節能效果明顯，投產后7個月累計與2011年同期對比，動力空壓站壓風產量少67239 km3，耗電量少9813241 kWh，折合人民幣490余萬元，單耗降低0.00419 kWh/m3。折合成年約產生效益840萬元。

（2）空壓機后冷卻器芯子是消耗量比較大的備件之一，使用周期約6年，改造完成后，由于取消了后冷卻器，按該備件平均價格72萬元/個計算，全部12臺空壓機每年可節約后冷卻器芯子備件費用約144萬元。

（3）各用戶級干燥站退出運行后效益估算：

為節約各用戶干燥站使用維護成本，同時減少用戶干燥站二次壓降造成的壓力損失，壓風干燥改造投用后，6月30日前已全部取消停用各用戶級干燥站，用管網風直供。

目前公司62個用戶級干燥站，余熱再生電加熱耗電功率合計1298.18 kW，全部退出后每年可節約電量1137.21萬kWh，如果再生伴熱按全年運行時間60%計算，產生節能效益約341萬元。

用戶級干燥站退出后，年可節約62個干燥裝置的材料及備品備件費用144萬元。

合計以上兩項，用戶級干燥站退出后年可產生效益485萬元

以上三項總計，壓縮空氣節能干燥改造完成后，每年約產生年效益1469萬元。

本項目改造投資的約2000萬元費用，不到兩年即可收回。

6 結論

余熱干燥節能改造技術的實施，使遷鋼公司整個壓縮空氣系統達到了安全可靠、技術先進的目標，同時也產生了巨大的節能效益，為首鋼“節能、降耗、增效”做出了突出的貢獻，該經驗值得在國內同類企業壓縮空氣老系統節能改造以及新建系統節能優化設計推廣借鑒。

Energy Saving Reconstruction Practice of Compressed Air System

LI Quan1,XU Jian-nan1,YANG Ming1,LU Shao-jun2

(1.Energy Sources Department,Shougang Qian’an Iron&Steel Co.,Ltd; 2.Power Operation Department,Shougang Qian’an Iron&Steel Co.,Ltd.,Qian’an,Hebei 064404,China)

The problems in the compressed air system of Qian’an Iron&Steel Co.,Ltd are analyzed.The energy saving reconstruction has been implemented.The reconstruction has achieved the expected effects and better energy saving benefits.

compressed air;waste heat drying;energy saving

TH45

B

1006-6764（2013）07-0049-02

2013-01-29

李泉（1966-），男，碩士，教授級高級工程師，現從事冶金動力設備技術管理工作。