專案結(jié)案報告121015

英格索蘭離心式壓縮機節(jié)能調(diào)整專案報告人：2012年10月15日一、專案基本情況二、專案實施方案三、專案指標(biāo)完成情況四、專案成果固化情況五、專案經(jīng)濟、社會、生態(tài)效益分析

六、標(biāo)準(zhǔn)化目錄一、專案基本情況摘要：

空分設(shè)備的原料是空氣，其主要消耗的是能源，能源消耗占生產(chǎn)成本的80%，降低生產(chǎn)成本的主要措施是降低能耗。能源中心制氧作業(yè)區(qū)有兩個空壓站5臺空壓機、3臺氮壓機共8臺英格索蘭離心式壓縮機。正常運行時空壓機和氮壓機各有一臺不能滿負(fù)荷生產(chǎn)，存在放空現(xiàn)象。工藝流程見圖：4-20mACMC基本控制模塊PT啟動器CT電機

入口閥4-20mA壓縮機一、專案基本情況1、專案研究的來源、專案調(diào)研的目的：能源中心制氧作業(yè)區(qū)有兩個空壓站5臺空壓機、3臺氮壓機共8臺英格索蘭離心式壓縮機，其中空壓機參數(shù)如下：壓力：kpa流量：m3/min型號序列號年份額定壓力運行壓力額定流量C95055MX3C117902004800800150C95055MX3C117912004800800150C95055MX3C117902004800800150C95055MX3S102422010800800150C95055MX3S102432010800800150氮壓機參數(shù)如下：壓力：kpa流量：m3/min：型號序列號年份額定壓力運行壓力額定流量C80MX5N2V-6446200420001800200C80MX5N2V-6447200420001800200C80MX5N2V-7989201020001800200一、專案基本情況離心式壓縮機的電耗（kw.h/h）與排氣量、環(huán)境溫度、壓力比及效率等因素有關(guān)，計算公式如下：

W=

式中ρ為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣密度，ρ=1.293kg/m3；Vk為空壓機的排氣量，m3/h；R為氣體常數(shù)，R=0.278kJ/（kg.K）；T為環(huán)境溫度，K；P2為排氣壓力，MPa；P1為進氣壓力，MPa；ηT

為空壓機的等溫效率；ηM為空壓機的機械效率。從公式可以分析：(1)環(huán)境溫度T↓，則電耗W↓。但環(huán)境溫度屬于自然條件，受人為因素影響小，基本上可以看作常數(shù)；(2)進氣壓力P1↑，則電耗W↓。P1由當(dāng)?shù)卮髿鈮毫0和空壓機吸氣系統(tǒng)阻力（主要是過濾器的阻力）決定，所以采用高效過濾器、操作上定期除灰使過濾器的阻力控制在設(shè)計范圍內(nèi)也是空壓機節(jié)能的重要途徑(3)空壓機的機械效率ηM↑，則電耗W↓。但ηM

主要是由壓縮機的設(shè)計、制造、安裝決定的，當(dāng)壓縮機處于正常運行時，該參數(shù)變化不大；(4)空壓機的等溫效率ηT↑，則電耗W↓。ηT

與操作條件有著非常密切的關(guān)系。所以在操作中重點是確保氣體在各級冷卻器得到充分冷卻，使壓縮機盡量趨近于等溫壓縮，有效提高壓縮機的等溫效率，降低空壓機電耗；(5)空壓機的排氣量Vk↓，則電耗W↓。但排氣量由于受生產(chǎn)限制，在正常生產(chǎn)狀況下不可能進行較大幅度地調(diào)整；通常為充分發(fā)揮生產(chǎn)潛力，往往需要盡可能大的氣量以滿足生產(chǎn)。當(dāng)產(chǎn)品過剩需減負(fù)荷運行時，也可適當(dāng)關(guān)小空壓機導(dǎo)葉減少氣量來降低電耗。但受“喘振區(qū)域”的限制，當(dāng)電流達(dá)到最小極限時，空壓機導(dǎo)葉將不再關(guān)小，需要打開放空閥放空。造成能耗的損失。

(6)排氣壓力P2↓，則電耗W↓?？諌簷C排壓是由工藝需要和供氣系統(tǒng)阻力決定的，所以在滿足正常工作壓力前提下，如何優(yōu)化工藝、有效地降低系統(tǒng)阻力是節(jié)能的重要途徑。一、專案基本情況2、現(xiàn)狀描述；

壓縮機10至12月運行記錄如下：1號氮壓機2號氮壓機3號氮壓機1號空壓機4號空壓機5號空壓機放空閥開度入口導(dǎo)葉開度電機電流放空閥開度入口導(dǎo)葉開度電機電流放空閥開度入口導(dǎo)葉開度電機電流放空閥開度入口導(dǎo)葉開度電機電流放空閥開度入口導(dǎo)葉開度電機電流放空閥開度入口導(dǎo)葉開度電機電流0%45%1250%45%12589%27%1020%60%620%62%6253%35%500%46%1240%45%12670%28%1020%56%620%57%6247%31%500%44%1250%45%12578%27%1020%52%630%54%6240%29%50

一、專案基本情況

壓縮機運行需要電能驅(qū)動。當(dāng)壓縮氣體被排向大氣時，總的能量利用效率被降低。由上表可知，空壓機平均每小時放空的氣量為1330m3，氮壓機平均每小時放空氣量7650m3，造成了大量的能源浪費。(見空壓機壓力/流量、閥位/通過率及氮壓機壓力/流量、閥位/通過率對比表)一、專案基本情況3、問題分析；壓縮機能耗大人為設(shè)備材料環(huán)境空氣污染大造成機前過濾器阻塞涼水塔能力不足環(huán)境溫度過高空氣灰塵大葉輪掛灰換熱器結(jié)垢參數(shù)設(shè)置保守水質(zhì)不好換熱器結(jié)垢達(dá)到卸載條件操作技能差入口過濾器阻力大出口管道阻力大安裝質(zhì)量不高

在壓縮機負(fù)荷減小時避免不必要的排空，排空點電流設(shè)置降低5%，即氮壓機節(jié)流極限TL設(shè)定值減小到97A.空壓機節(jié)流極限TL設(shè)定值減小到47.5A。每年可節(jié)約電能（0.91×√3×10×5+0.91×√3×10×2.5）×8000=945888KWH如果每度電0.55元計算，則每年可節(jié)約電費945888KWH×0.55=520238.4元4、專案預(yù)計達(dá)成的目標(biāo)；一、專案基本情況97102097102115126改善前改善后45.550045.5505562改善前改善后（氮壓機）（空壓機）二、專案實施方案

1、管理與研究人員情況；

專案組成員分工及計劃表：專案組成員姓名現(xiàn)從事崗位責(zé)任分工完成時間第一責(zé)任人負(fù)責(zé)專案的全面組織、協(xié)調(diào)及設(shè)備調(diào)試2012.5.10成員負(fù)責(zé)專案的調(diào)研、設(shè)計2012.3.19成員檢測電流互感器的精度2012.4.15成員壓縮機入口導(dǎo)葉及放空閥調(diào)整，2012.4.20成員壓力、溫度及控制信號校驗2012.4.102、專案實施的基本路線、對策實施計劃；

二、專案實施方案

階段工作內(nèi)容時間控制（2012年2月10日---2012年10月1日）2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月中下上中下上中下上中下上中下上中下上中下上中下上中下上中旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬旬P基本資料統(tǒng)計與分析

問題分析與對策研討

確定初步改善方案

D改善方案實施

C效果驗證與方案修正

A標(biāo)準(zhǔn)化

3、對策實施描述；

二、專案實施方案

壓縮機防喘振控制常采用以下兩種方法：（1）定極限流量法：就是使壓縮機的流量始終保持大于某一定值流量，從而避免進入喘振區(qū)運行。此方法的優(yōu)點是控制簡單，缺點是當(dāng)機組變負(fù)荷運行時喘振控制投用過早，造成能耗加大。（2）變極限流量法：在壓縮機運行過程中極限喘振流量是一個變量，在壓縮機的不同工況下，調(diào)節(jié)器是以防喘振操作曲線為設(shè)定值控制進口導(dǎo)葉的開度。我公司制氧作業(yè)區(qū)的COOPER壓縮機防喘振控制采用的是變極限流量法，INGERSOLLRAND壓縮機防喘振控制采用的是定極限流量法。如圖所示：壓力最小負(fù)荷用戶設(shè)定值流量/電流/功率設(shè)定值（SP）15%10%壓力最小負(fù)荷用戶設(shè)定值流量/電流/功率設(shè)定值（SP）15%喘振線節(jié)流喘振點喘振線控制線電機電流用安培表示，在CMC上有兩個作用，第一個是主電機過流保護，即用HLL表示電流極限設(shè)定值；第二個是壓縮機保護，是確定旁通閥開始調(diào)節(jié)的點，即用TL表示節(jié)流極限。HLL保護電機不超載，當(dāng)達(dá)到這個值時將限制進氣閥進一步打開。TL是調(diào)節(jié)進氣閥轉(zhuǎn)換為調(diào)節(jié)旁通閥的電流值，轉(zhuǎn)換的原因是防止壓縮機喘振。

1#氮壓機1#氮壓機1#氮壓機1#空壓機1#空壓機1#空壓機1#空壓機1#空壓機壓力180018001800800800800800800喘振電流8788854342434243喘振試驗記錄表：壓力單位：KPa電流單位：安培二、專案實施方案

二、專案實施方案

節(jié)流極限TL決定了機器在加載時的最小電流，是CMC調(diào)節(jié)進氣閥轉(zhuǎn)換為調(diào)節(jié)旁通閥的電流值，轉(zhuǎn)換的原因是防止空壓機喘振。當(dāng)TL到達(dá)時空壓機繼續(xù)保持送出一恒量的空氣，部分排到用戶系統(tǒng)，其余全部放空，即使用戶系統(tǒng)僅接收一小部分，但壓縮機功率保持恒定。所以不到最后一刻不要打開旁通閥。因此TL值是節(jié)能的關(guān)鍵。為了找到TL值，要將機器運行到額定壓力，預(yù)設(shè)一個TL值并逐步減小直至發(fā)生喘振，記錄喘振時的電流值，再加上15%即可設(shè)定為TL值。如果將此值減小5%將節(jié)約能源。該值減小后為保證機器設(shè)備的安全運轉(zhuǎn)，為保證設(shè)備安全，適當(dāng)?shù)奶岣叽衩舾卸仍O(shè)定值，喘振靈敏度設(shè)定值為10，即壓力變化設(shè)定值為1psi，電流變化設(shè)定值是2.5A，如這兩個參數(shù)在一個掃描周期內(nèi)同時變化超過此設(shè)定值，CMC會認(rèn)為機組發(fā)生喘振，會自動遞增喘振電流即TL的設(shè)定值，如果十分鐘內(nèi)檢測到三次，到第四次時壓縮機將卸載。。英格索蘭工廠的默認(rèn)公式如下Current_Rate_SP

＝27.5*(11-喘振靈敏度)/11(A)Pressure_Rate_SP＝11-喘振靈敏度(psi)Current_Rate_SP電流變化設(shè)定值/掃描周期Pressure_Rate_SP壓力變化設(shè)定值/掃描周期當(dāng)下列兩個條件同時成立時，CMC認(rèn)為機組發(fā)生喘振，會自動遞增最小負(fù)荷程序/控制設(shè)定值。m_rate_current

＞Current_Rate_SPm_rate_pressure＞Pressure_Rate_SP

壓縮機6至8月運行記錄如下：三、專案指標(biāo)完成情況

1號氮壓機2號氮壓機3號氮壓機1號空壓機4號空壓機5號空壓機放空閥開度入口導(dǎo)葉開度電機電流放空閥開度入口導(dǎo)葉開度電機電流放空閥開度入口導(dǎo)葉開度電機電流放空閥開度入口導(dǎo)葉開度電機電流放空閥開度入口導(dǎo)葉開度電機電流放空閥開度入口導(dǎo)葉開度電機電流0%45%1250%45%12551%26%970%60%620%62%6225%30%47.50%46%1240%45%12653%26%970%56%620%57%6226%29%47.50%44%1250%45%12