（杭州鋼鐵集團公司設(shè)備管理處，浙江 杭州 310022）

用離心壓縮機替代螺桿壓縮機節(jié)能

朱松俊

（杭州鋼鐵集團公司設(shè)備管理處，浙江 杭州 310022）

為推進企業(yè)節(jié)能降耗，采用離心壓縮機替代螺桿壓縮機達到節(jié)能的目的，并取得預(yù)期效果。

螺桿壓縮機；離心壓縮機；節(jié)能

一、概述

空氣壓縮機其理想的壓縮過程是等溫壓縮，雖然事實上做不到這一點，但是越接近等溫壓縮，則效率越高。壓縮過程中溫升越低，壓縮機越節(jié)能。目前冶金行業(yè)普遍使用的是螺桿壓縮機，一般是一級壓縮，每年需更換潤滑油，每50 000h需對機頭進行大修，運行成本較高。螺桿壓縮機主機排出的壓縮空氣需要在內(nèi)部進行油氣分離，大約要消耗0.5kg的壓力。

二、離心式壓縮機優(yōu)點

離心式空氣壓縮機是利用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪使空氣受到離心力的作用產(chǎn)生壓力，同時獲得速度，離開葉輪后空氣經(jīng)擴壓器等擴張通道將動能逐漸轉(zhuǎn)化成壓力能，從而使壓力得到提高，一級壓縮完成后再進入下一級壓縮，至達到額定壓力后排出。離心式空氣壓縮機一般由多級組成，排氣壓力越高所需級數(shù)越多，一般常用壓力為三級壓縮。多級壓縮的目的是降低和控制壓縮過程的溫升，離心機采用油封和氣封，100%隔離油氣運行，不存在分離耗能損失，確保100%無油壓縮空氣，更潔凈更環(huán)保。

1臺0.7MPa、190 m3/min離心機和5臺40～60 m3/min螺桿機運行能耗對比分析如表1所示（按年產(chǎn)氣190m3/min計算）。

三、離心壓縮機替代螺桿壓縮機實踐應(yīng)用

根據(jù)上述對比分析，為節(jié)省設(shè)備運行成本，杭鋼集團公司在煉鐵燒結(jié)空壓站空壓機更新改造中，嘗試采用離心壓縮機替代螺桿壓縮機。燒結(jié)空壓站裝備有螺桿式空壓機6臺（40m3/min的2臺、60m3/min的4臺），正常運行模式為：運行2臺60m3/min、1臺40m3/ min，3臺備機。裝機容量及運行參數(shù)如下。

60m3/min：335kW、電壓380V、電流615A；

40m3/min：262kW、電壓380V、電流390A、功率因數(shù)0.85。

表1

表2

原計劃原樣更新性能狀態(tài)較差的6#40m3/min的螺桿式空壓機，現(xiàn)更新為170m3/min的離心空壓機。裝機容量及運行參數(shù)：高壓850kW、PT=60、CT=150/5，電表讀數(shù)每天用電量平均10.58kW.h。改造所涉及設(shè)備采購費用、配套設(shè)施費用合計202萬元。改造后運行模式 ；運行1臺170m3/min離心機，5臺螺桿機為備機。改造前后效能對比如表2所示。

電量計算（功率因數(shù)k）：

螺桿機=1.732×U.I.k×8 000=7 250 290kW.h；

離心機=表讀數(shù).PT.T/24×8 000=6 348 000kW.h。

四、節(jié)能效益分析

1.電耗節(jié)?。?25-635萬kW.h×0.7元/kW.h=63萬元 。

2.維修費用節(jié)省：34.62-3=31.62萬元。

3.螺桿機每5萬h需對機頭進行大修，每臺大修費用約35萬元，平均每年需大修1臺，5臺機固定資產(chǎn)折舊費用按3%計提，每年約15萬元，使用螺桿機每年運行成本需增加50萬元。

4.采用離心壓縮機，每年節(jié)省運行成本合計：63+31.62+50=144.62萬元。按2年成本期、平均電價0.7元/kW.h、年運行8 000h估算，產(chǎn)氣成本為0.075元/m3，相比螺桿機單位產(chǎn)氣成本節(jié)省0.02元/m3。

5.原4臺60m3/min螺桿機2開2備，2臺40m3/ min螺桿機1開1備，總能力320m3/min，實際需求160m3/min，裝機容量過剩。采用離心機后，僅需保留3臺螺桿機作為備機，至少可削減2臺60m3/min螺桿機，對外調(diào)拔或轉(zhuǎn)讓盤活資產(chǎn)，可回收資金約100萬元。

本次改造采用離心壓縮機替代螺桿壓縮機，節(jié)能降耗效果明顯，年節(jié)電約63萬元，年維修費用節(jié)省約31萬元，設(shè)備大修與折舊費用節(jié)省50萬元，處理過剩容量設(shè)備回收資金約100萬元，總的改造效益244萬元。

五、結(jié)論

通過上述實踐，對常壓（1MPa以下）、大氣量工況條件下，采用離心機替代螺桿機節(jié)能效果明顯。下一步杭鋼將考慮對電爐區(qū)域壓縮空氣站進行優(yōu)化改造，電爐區(qū)域空壓站現(xiàn)有螺桿式壓縮機12臺，總裝機容量3 326kW，公稱最大產(chǎn)氣量447m3/min，最大用氣壓力0.8MPa。擬采用2臺190m3/min、裝機容量1 100 kW的離心壓縮機替代全部螺桿壓縮機，最大產(chǎn)氣量為22 800m3/h，按90%的有效負載計算可產(chǎn)氣量為20 520 m3/h。估算年電耗節(jié)省約120萬元，維修費用節(jié)省約100萬元。改造總投資約590萬元，預(yù)期3年可收回投資成本。

TH452

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2014-03-20）