空壓機供風系統節能措施

郝須慶

(河南神火煤業公司永城鋁廠，河南 永城 476600)

在電解鋁企業生產中，壓縮空氣主要應用在氧化鋁輸送、電解、鑄造、炭素生產及凈化系統中.永城鋁廠現有4 6萬t/年的電解鋁產能，生產用活塞式空壓機1 5臺，型號為D-1 0 0/1 0-a。壓縮空氣系統有3個空壓站：1#空壓站有5臺空壓機，2#空壓站3臺空壓機，3#空壓站7臺空壓機，電解為兩個系列，分別是3 5 0 k A和4 0 0 k A共4個電解車間，兩個氧化鋁倉庫，氧化鋁輸送采用濃相和超濃相兩種輸送方式，分為電解和料庫供風2條線。空氣壓縮機組采用并網運行方式，結合調節負荷來控制氣量及輸出壓力。空壓站設備布置如圖1所示。

一、壓縮空氣流動過程的節能分析

1.流動過程

解得

式中：ΔS——物流的熵變。對于和外界無熱交換的穩流過程，物流的熵變即為總熵變，也是過程的熵產生，故流動過程的損耗功

式中V和T分別表示流體的體積和溫度。無論液體或氣體，因其流動過程中，溫度和比容均無太大變化，故可簡化為：

從式(2)可以看出，要降低流動過程的功損耗，就應當盡量減少流動過程的推動力，也就是減少壓力降。因此在管路安裝時，要盡量減少管路上的彎頭、變經及節流裝置。另外，壓力降(P1-P2)大致與速度成平方關系，即流動過程的損耗功大致與流速的平方成正比，但是降低流速要加大管道直徑，增加費用。

空氣在壓縮過程中狀態參數間的關系式為PVn=c o n s t(常數)，所以P1V1不變時，P2越高，V2值越小。因此，當系統的運行壓力降低時，功耗就下降，同時容積流量相應增加。在滿足絕大部分使用單位用氣壓力的前提下，降低系統運行壓力具有明顯的節能效果。

2.傳熱過程

假設某換熱器在不計散熱損失時，高溫流體A在溫度為TA時將熱量Q傳給溫度為TB的低溫流體B，高、低溫流體的溫度TA，TB可以是恒溫，也可以是變溫TA>TB。根據熱力學第一定律，高溫流體放出的熱量QA即為低溫流體得到的熱量QB，即|QA|=|QB|=Q。

羅哌卡因藥物鎮痛時間較長,其能夠對離子通路起到良好的抑制作用,是臨床上較為常見的麻醉藥物。綜合國內林臨床研究看來,羅哌卡因的麻醉劑量爭議較小,但是醫療界面對舒芬太尼的劑量爭議較大。本研究結果顯示,采用0.75%羅哌卡因復合5.0μg舒芬太尼腰麻的觀察組綜合麻醉效果顯著高于0.75%羅哌卡因復合7.5μg舒芬太尼腰麻的對照組,兩組差異性較大(P>0.05),具有統計學意義。這表明0.75%羅哌卡因復合5.0μg舒芬太尼腰麻鎮痛效果良好,能夠降低剖宮產產婦的心理負擔,具有較高的臨床應用與推廣價值。

在傳熱前，熱量Q(取絕對值)的最大作功能力為QA(1-To/TA,)；在傳熱后，熱量QB的最大作功能力降為QB(1-To/TB)。因此，傳熱過程的功損耗應為

式中：Q——高、低流體的傳熱量，取正值。

式(3)表明，換熱設備即使沒有熱損失，熱量在數量上能完全回收，仍然有功損失。當環境溫度To、傳熱量Q一定時，傳熱過程的功損失正比于傳熱溫差(TA-TB)。說明，能耗費隨傳熱溫差減少而降低。但對一定的傳熱量，為減少傳熱溫差必須增加傳熱面，從而導致設備投資費用的增大。投資費是一次性的，而能耗費卻是長期性。通過能大量活塞空氣壓縮機和氣體壓縮機的研究表明，經冷卻器冷卻后空氣溫度每升高1℃，氣體體積增加0.3 3%，相應地使下一級氣體壓縮功增加0.3 3%。

3.功的損耗

通過對壓縮空氣流動過程的熱力學分析可以看出，功的損耗與溫度差和壓力差有很大的關系。因此在系統確定的前提下，合理選擇系統運行各點的壓力、溫度和控制流量是壓縮機系統節能的主要方向。

二、供風系統經濟運行因素

1.合理規定總排氣壓力的上下限

(1)總排氣壓力的下限Pmin是根據用氣設備規定的壓力值以及管網的壓力損失值確定的。總排氣壓力的上限Pmax與Pmin的差是Pmin的裕度。因為風動機械和吹風消耗的壓縮空氣量與進氣壓力成正比，所以減少壓縮空氣壓力的裕度可以減少壓縮空氣的消耗量，實現節能。

煤業公司2 0 1 0年規定總排氣壓力0.6 2±0.0 3 M P a，2 0 1 1年根據實際需要把總排氣壓力改為0.5 5±0.0 3 M P a，節能效果非常明顯。

(2)降低過程阻力，改善進氣條件。通過操作制度及檢修制度的完善，及時排除排水器中的污水，并及時清理濾清器、高效過濾器等附件，降低進氣溫度，減小濾清器的阻力，提高排氣量，降低功耗。另外通過改造局部管網，匹配最佳管徑，可以得到最佳的流動速度，減少管道阻力損失。

2.減少泄漏損失，控制壓縮空氣總流量

(1)減少空壓機的泄漏損失。

①減少內泄漏。內泄漏是由于空壓機汽缸兩腔竄氣而產生的。為減少內泄漏，應使活塞環和汽缸的間隙控制在規定值范圍內；裝配活塞環時應將各切口位置錯開，并使所有切口位置與氣閥口錯開。活塞環使用前還應在汽缸內作漏光檢查，要求整個圓周上的漏光不多于兩處，每處弧長不超過2 5°，總弧長不超過4 5°，漏光處距切口應大于3 0°。

②減少外泄漏。外泄漏主要是壓縮機填料密封不好而產生的。因此要求對填料進行定期檢查和調整，使之具有良好的性能，各密封圈的裝配位置也必須正確。

(2)減少管網泄漏，控制總流量。按實際需要適時調整總用氣量。并使管網泄漏量為零，這樣用氣量等于壓縮空氣的總產量，空壓機的能效最高。因此在實際的生產中，要定期檢查供風管網的漏氣情況和用風點用風情況，及時消除泄漏點，防止壓風的浪費。

3.供風設備溫度控制

(1)控制空壓機進氣溫度。進氣溫度直接影響空壓機運行效率。進氣溫度越高，空壓機制氣效率就越底，電耗相應地也就越高。建議在夏季進氣口采取降溫措施，如遮陽等。

(2)對冷卻系統定期檢查。空壓機冷卻裝置表面形成水垢是影響冷卻效果的主要原因。因此應該定期對冷卻系統管網進行酸洗除垢。

(3)空壓機冷卻系統改造。D—1 0 0/1 0-a型空壓機冷卻系統原設計為內插件式冷卻器，其水道易堵塞、易泄漏，造成冷卻效率差，二級進氣溫度常在7 0℃左右，空壓機二排超溫現象頻繁，壓縮機運行存在嚴重隱患。2 0 0 7年以后逐年改造為外螺旋列管式冷卻器，加大了熱面積，使設備更易維護。改造后二級進氣溫度平均在4 0℃以下，壓縮機運行穩定，超溫、泄漏故障變少。

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