螺杆空压机焦化行业节能改造案例
【买空压机网】一、应用特点
压缩空气作为第二大动力源，因其安全无害、环保清洁、环境适应性强、防过载等特点，在工业中得到广泛应用。以笔者公司二期空压站为例，其提供的压缩空气主要应用于脱硫工艺、气动机具等环节，压缩空气系统另有以下特点：
1、集中为主，分散为辅
主要用气供给都是集中规划在空压站内，部分用气点如推焦车等单独配备空压机。
2、能源管理系统完善
空压站能源管理系统完善，电量、气量等能源数据长期监测并定期形成报告，给后期做节能提供了重要的依据。
3、高电压，大容量
集中供气用气量大，因此选用设备容量大，如二期空压站采用的就是额定功率为355kW的空压机。为了节约运行费用，设备全部选用10kV高电压。
二、改造前空压站概况
以二期空压站为例，站内共有6台喷油螺杆空气压缩机、2台微热吸干机和多个储气罐等配套设备。设备列表如表1，布局如下图所示。
微热吸干机由于处理后的压缩空气露点不达标，目前停用，因此现有空压系统较为简单，空压系统能效几乎由空压机本身能效决定，后处理影响不大。
以2022年全年能效数据来看：
其中，单耗=耗电量/耗气量，即产生每立方压缩空气消耗的电能，是评价空压系统能效的标准之一。
日常的用气一般开3台设备，其余设备为备用。
单耗呈现稳中有波动。全年有7个月的单耗在0.125左右，其余5个月在0.108-0.190之间波动，以典型值0.125为基准，波动幅度达65%。其波动未找到明显的规律，波动的原因是，空压机全为工频设备，其气量调节方式为on-off，即单台的供气量为0或额定供气量，无中间值，所以用气量与供气量之间无法准确匹配。
整体能效稍差。根据《TCGMA033002-2020压缩空气站节能设计指南》提供的计算方法，以典型单耗0.125计算，综合输功效率约46.2%，属于4级能效空压站。
三、改造思路与原理
由于整个空压系统比较简单，所以主要从空压机本身的能效上着手进行改进。具体通过以下方法：
1、增加变频设备，消除卸载，提高整体效率
缺乏变频调节时，为了保持用气安全，系统压力会在一个相对较高的区间波动。引入变频设备之后，可以增加设备高效调节区间，使供气量与用气量匹配，压力能够维持在极小的波动范围内，从而避免压力的爬坡，且设备不会进入卸载状态，因此可节约大量能源。
2、采用两级压缩设备，提高单台设备效率
两级压缩螺杆机头通过两个机头串联，使单级机头的压力比降低，减少内泄漏，提高容积效率，最高可提高15%的能效。
四、改造效果显著
结合实际运行需要，将原4-6号三台空压机，更换为1台变频加2台工频两级压缩螺杆空压机。
改造完成后，经过相同的仪表测算，得到以下数据：
1、节能效果显著
改造后的单耗降低到0.109kWh/m3，综合输功效率53%，达到二级能效空压站标准。以2022年全年数据为基础，节能率可达20%，年节约电费107余万元。即使以2022年典型数据为基准，节能率也超过10%。
2、压力稳定，提高系统可靠性和供气质量
供气压力从原来的0.65MPa-0.75MPa之间波动到现在稳定在0.7MPa，供气质量大大提高，且系统避免了反复的压力变动，设备可靠性也大为提高。
五、总结
本次改造达到了预期效果，具备一定的典型示范作用。本次成功改造，除了前期充分的调研和沟通外，还要归功于近些年国产螺杆压缩机和国产高压变频器的性能巨大提升，使整个项目的投资回报率大大提高。
参考文献
中车压缩机压缩机使用手册
以上为正文!
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