空壓系統節能改造

吳紅忠 ，張勝軍

(焦作煤業(集團)開元化工有限責任公司，河南 焦作 454191)

焦作煤業(集團)開元化工有限責任公司(以下簡稱“開元化工”)現有20萬t/a離子膜法燒堿、2萬t/a三氯氫硅、3萬t/a環氧氯丙烷、4萬t/a環氧樹脂生產裝置。20萬t/a離子膜法燒堿裝置于2011年10月正式投產，目前運行穩定。

1 空壓系統存在的問題

開元化工離子膜法燒堿裝置現有4臺離心式空氣壓縮機，每臺壓縮機功率為447.6 kW，壓縮空氣流量為60 m3/min，正常運行時2臺機組方可滿足生產要求，壓縮空氣利用率僅為70%～84%，能源浪費嚴重。

2 節能改造

為了節約能源、降低生產成本，開元化工利用1臺閑置螺桿式空氣壓縮機(該機組最大排氣壓力為0.86 MPa,排氣量為31.7 m3/min,功率為185 kW)替代1臺離心式空氣壓縮機壓縮空氣，即采用1臺離心式空氣壓縮機和1臺螺桿式空氣壓縮機即可滿足生產需要。

改造方案是：在開元化工空壓制氮廠房內北部空地增加1臺螺桿式空氣壓縮機設備及相關管道。

2.1 安裝

2.1.1 安裝要求

(1)設備安裝前必須辦理基礎移交手續，并應在基礎上明顯畫出標高基準線及基礎縱橫中心線，在相應建、構筑物上應標有坐標軸線。

(2)對基礎進行外觀檢查，不得有裂紋、蜂窩、空洞、露筋等缺陷。

(3)基礎移交時，應交送附有基礎各部分幾何尺寸實測記錄，基礎混凝土試塊試驗報告與基礎沉降觀測記錄的合格證明書，基礎上應標有縱、橫基準軸線和標高標記。

(4)按土建交接記錄及機械圖對基礎的尺寸及位置進行復測檢查，應符合以下要求：基礎縱橫軸線允許偏差±20 mm，基礎平面標高允許偏差-20～0 mm，基礎上平面外形尺寸允許偏差±20 mm。

2.1.2 安裝前準備

2.1.2.1 應對設備進行檢查

(1)設備安裝前應檢查其外形尺寸、管口方向及其附件的規格、尺寸和數量。

(2)檢查設備及其零部件外觀，表面不應損毀、變形和銹蝕。

(3)對暫不安裝的設備和零部件，應采取適當的防范措施，妥善保管，嚴防變形、損壞、銹蝕、老化和丟失。

(4)現場安裝的設備墊片和安裝濾芯的部位應保持清潔，保證無雜質，無銹蝕。

2.1.2.2 其他應具備的條件

(1)施工及消防道路暢通，施工用水源、電源已齊備。吊車站位后按附圖位置準備完畢，滿足吊車吊裝需要。

(2)安裝所需的工機具齊全，且性能良好，具備使用條件，所需測量及檢驗器具精度能滿足施工需要，且在計量檢定期內。

(3)施工技術資料已備齊并下發到施工班組，施工方案已經審批并已向施工隊及班組交底。

(4)安裝前應先確定好設備進場順序，采用先內后外的順序，順次到位，然后根據原部署好的場地卸車安裝。

(5)安裝螺桿式空氣壓縮機組時，所采用的閥門和法蘭、螺紋等處的密封材料，應選用耐油橡膠石棉板、聚四氟乙烯薄膜帶、氯丁橡膠密封液等。

2.1.3 設備安裝

(1)將機電處閑置固定式螺桿空氣壓縮機運到開元化工空壓制氮廠房前。

(2)在廠房內指定位置按要求做好基礎。

(3)將設備放置在設備基礎上，對設備進行找平找正。基礎與機組接觸部位的水平應在1/1 000以內。

(4)焊接相關連接管道。

(5)管道施工完畢后，組織人員進行管道吹掃，吹掃合格后方可與設備連接。

(6)有彎頭及過濾器處必須加支撐，及管道流向標記。

2.1.4 機組調整就位

(1)為方便和加快機組調整速度，一般先采用3～4組臨時墊鐵組支撐就位的機組，并調整其縱、橫方位和標高及縱、橫向水平，而后再用各頂絲(無墊鐵安裝)或正規墊鐵組(常規安裝)承載。當確認各頂絲或墊鐵組均勻承載后，檢查支撐處承載是否均勻，以此判斷機組底座是否發生扭曲變形。若出現變形，則應調整相關部位的頂絲或墊鐵組的緊力予以消除，并在保持底座平整的前提下，最終校準機組的縱橫向方位、標高及縱橫向水平。

(2)機組縱橫向水平的確定。對于機組縱橫向水平的最終調整定位，在機組各支撐點處測量其縱橫水平并調整，使底座總體保持平整，并呈水平狀態。

(3)工藝系統安裝注意事項如下。①凡本系統工藝管線與機組對應接口連接時，應在相關轉子之間裝設對中工具，監視其偏差對機組的影響。若產生變化應視程度的大小，對管線采取措施處理后，重新安裝，直到符合要求。②與機組連接的各工藝管線，其固定口應遠離機組本體，且各法蘭口與機組對應法蘭應自然平行對中，不允許強行對中連接而對機組產生附加外力。③本系統工藝管線組焊前，應將各管段徹底清掃并吹凈，施焊時，應采用手工電弧焊。各段間分離器、冷卻器等附屬設備對口前應采取措施封閉，對口時，應檢查確認其內部清潔、無異物后方可連接。

2.2 氣壓試驗及驗收

2.2.1 試壓

管道安裝結束后,整個管道介質系統分別按規定進行氣壓試驗，管道試驗壓力1.2 MPa。 壓力達到試驗壓力保持10 min,然后降到設計壓力。對所有焊接頭進行全面檢查，不應有泄漏情況。試驗結束后，及時排凈系統內的全部存氣。

2.2.2 驗收質量標準

(1)坡向應符合設計要求。

(2)坡度應符合設計要求。

(3)標高允許偏差±7 mm。

(4)水平管道彎曲允許偏差≤15 mm。

(5)主管垂直度允許偏差≤10 mm。

(6)焊縫應符合DL/T 868—2004 《焊接工藝評定規程》。

(7)交叉管外壁或保溫層間距允許偏差0～3 mm。

(8)除銹保溫、管道標記應符合開元化工規定。

(9)保溫、保冷均按原施工要求施工驗收，最外層用玻璃鋼板代替鐵皮。

2.3 設備的維修、調試

2.3.1 設備情況

固定式螺桿空氣壓縮機組型號LS25S-250HAC，出廠日期2011年7月。

2.3.2 維修調試

開元化工空壓制氮廠房內安裝的螺桿式空氣壓縮機組為供應處租賃設備，因長時間未運行，部分零部件已經老化，潤滑油已經變質，過濾器濾芯存在灰垢，為了保證設備開機正常運行，須對該機組進行一次徹底的清理、維修保養。

為最大化穩定與提升機組日后的運行性能，根據現場檢查結果對機組進行了維修調試。

(1)主機系統。檢查主機有無異常聲音；主機連接體有無破損、松動；測量主機前后端軸承振動情況；測量齒輪箱軸承脈沖振動情況；檢查泄漏轉子軸封泄漏情況。

(2)驅動系統。主驅動電動機加潤滑脂，清潔電動機散熱片，檢查電動機轉向，測量電動機前后端軸承脈沖振動值，檢查風扇電動機運行噪聲，檢查風扇葉片，檢查主機和齒輪箱聯接對中情況，檢查電動機的軸封泄漏情況。

(3)冷卻系統。清潔后冷卻器，清潔油冷卻器，檢查氣溫/進出口水溫，檢查冷卻水流量(水冷機型)。

(4)控制系統。檢查電腦模塊程序設定，檢查顯示模塊，檢查加/卸載電磁閥動作,檢查校驗溫度傳感器，檢查校驗壓力傳感器，檢查電腦板電流是否異常，檢查壓力帶設定，檢查全部傳感器/電磁閥及導線。

(5)電氣系統。清潔后冷卻器，清潔油冷卻器，檢查氣溫/進出口水溫，檢查冷卻水流量(水冷機型)，檢查電動機排風風扇。

(6)安全裝置。檢查所有指示燈/報警燈，檢查過載保護開關設定值，檢查安全閥鉛封。

(7)油路系統。檢查油位；檢查泄漏情況；檢查油路軟管及接頭；油品化驗；更換潤滑油；采用RIF(礦物油)/ RXD(全合成油)；更換普通油過濾器/ 玻璃纖維重載油過濾器；更換油氣分離器；拆卸保養斷油閥，更換閥芯組件；拆卸保養恒溫旁通閥，更換閥芯組件。

(8)氣路系統。檢查進氣過濾器殼體，檢查進氣軟管，檢查氣路承壓軟管，更換空氣過濾器，拆卸保養加載閥，拆卸保養卸載閥，拆卸保養進氣閥，拆卸保養空氣呼吸器組件，保養單向閥。

(9)總檢查。檢查散熱情況，檢查防噪隔聲，清潔機器，整機檢測調試。

2.4 設備運行驗收

本項目在2019年10月12日由機電部牽頭，結合安監部、生產部、動力分廠進行三查四定驗收，驗收結果要求如下：

(1)螺桿空壓機出口管道無流向標記、介質標記，須增加。

(2)螺桿空壓機急停開關無警示標記，須增加。

(3)螺桿空壓機動力穿線管沒有蓋板，須增加。

(4)螺桿空壓機現場空桶要及時清理。

(5)外置過濾器下部排污閥，須增加接收容器。

(6)設備、閥門缺少專責牌，須增加。

設備運行指標如下：出口壓力0.80 MPa,排氣量31.7 m3/min。

結論：設備運行效果良好。

3 效益

原離心式空氣壓縮機功率為447.6 kW，新安裝的螺桿式空氣壓縮機功率為185 kW，年運行時間以8 000 h計，每年節約用電量為210.08萬kW·h，電價按0.54元/(kW·h)(不含稅)計，每年可節約電費113.44萬元。

本項目在原空壓機廠房內安裝、設備調試等投資約6萬元。設備以租賃方式，每年租賃費為3 367.84元/月×12=40 414元，每年可節約資金113.44-4.0414=109.4(萬元)。

因此使用1臺離心式空壓機配1臺螺桿式空氣壓縮機機組可大幅度降低用電量，節約生產成本。