石化企業(yè)離心空壓機(jī)節(jié)能方案

一、概述

本方案涉及的空壓機(jī)為800kW離心式空壓機(jī)，屬于較小的型號(hào)，其用途為儀表風(fēng)及工業(yè)風(fēng)。

1、空壓機(jī)的基本使用情況

現(xiàn)在運(yùn)行800kW空壓機(jī)一臺(tái)，供應(yīng)車間的儀表及工業(yè)風(fēng)，用氣量存在波動(dòng)。由于不同品種的用氣設(shè)備的用氣量不同，所以每個(gè)用氣設(shè)備單獨(dú)調(diào)節(jié)流量，不能統(tǒng)一調(diào)節(jié)管網(wǎng)流量，而是采用穩(wěn)定管網(wǎng)壓力的形式，各臺(tái)用氣設(shè)備自身調(diào)節(jié)流量，故總流量不確定。目前一般將管網(wǎng)壓力穩(wěn)定在5bar壓力以上，現(xiàn)在壓縮機(jī)出口壓力為6.13bar。

在此情況下，壓縮機(jī)的入口導(dǎo)葉開(kāi)度在25%至60%之間變化，因此調(diào)節(jié)空間有限，吸入壓縮機(jī)的空氣壓力存在真空度，故也有一定的節(jié)能空間。在上述條件下，壓縮機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定工作，但是離心式壓縮機(jī)最重要的一點(diǎn)是防止喘振。喘振的主要誘因是小流量、大壓力的工作狀態(tài)，本現(xiàn)場(chǎng)采取的方法是對(duì)壓力進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)壓力下降到警戒值時(shí)，逐漸打開(kāi)放空閥，避免接近喘振線。

數(shù)據(jù)來(lái)源：現(xiàn)場(chǎng)采集。

二、存在的節(jié)能點(diǎn)分析

1、原有調(diào)節(jié)方式使得做功增加

由于實(shí)際需要的流量變化、氣候變化等原因，離心式空壓機(jī)的實(shí)際輸出流量需要調(diào)節(jié)。由于離心式空壓機(jī)的功率大，運(yùn)行模式較為固定，其調(diào)節(jié)方式比較少，一般采用入口閥和放空閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種調(diào)節(jié)方式屬于較為粗放的方式，其作用原理是吸入壓縮機(jī)的空氣變得稀薄，這會(huì)增加壓縮機(jī)的增壓量，提高了壓縮機(jī)的功耗，節(jié)能范圍在5%左右。

2、運(yùn)行工作點(diǎn)的改變使得壓縮機(jī)效率下降

這里我們定義效率的方法是同時(shí)考慮生產(chǎn)需要和能耗水平，定義效率為相同氣壓下的空氣流量/電機(jī)功率。

離心式設(shè)備的效率曲線呈現(xiàn)中間高、兩頭低的形狀，當(dāng)其工作在最佳工況時(shí)，能夠達(dá)到最佳效率，當(dāng)工況點(diǎn)改變后，實(shí)際效率會(huì)有所下降。對(duì)應(yīng)每一個(gè)不同的轉(zhuǎn)速，具有一組效率曲線與之對(duì)應(yīng)，即不同轉(zhuǎn)速下的最佳效率也會(huì)有區(qū)別，這一點(diǎn)符合“相似原理”。

對(duì)于本現(xiàn)場(chǎng)，壓縮機(jī)的扇葉的設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)壓力超過(guò)了所需的值，根據(jù)相似原理能夠進(jìn)行降速運(yùn)行，使得真實(shí)工作點(diǎn)的壓力處于降速后的“新壓縮機(jī)”的最佳運(yùn)行點(diǎn)上。并且由于葉輪的轉(zhuǎn)速下降，損耗比例會(huì)明顯下降，最大效率會(huì)大于工頻運(yùn)行下的最大效率。按照現(xiàn)有條件估算，壓縮機(jī)的產(chǎn)熱功率非常大，此時(shí)效率非常低，預(yù)估效率提高15%左右，但詳細(xì)的效率曲線需要從廠家獲得。

三、節(jié)能空間的核算

根據(jù)前述，本現(xiàn)場(chǎng)空壓機(jī)若將運(yùn)行模式改變，則節(jié)能的范圍是15%~20%。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地測(cè)量，現(xiàn)場(chǎng)在運(yùn)行的空壓機(jī)實(shí)際耗電量接近額定功率，能耗基數(shù)應(yīng)該在800*0.9=720kW，采用時(shí)代科儀的離心空壓機(jī)節(jié)電王，我們可能實(shí)現(xiàn)的節(jié)能空間估算為：

節(jié)能空間估算

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