石化企业离心空压机节能方案
一、概述
本方案涉及的空压机为800kW离心式空压机,属于较小的型号,其用途为仪表风及工业风。
1、空压机的基本使用情况
现在运行800kW空压机一台,供应车间的仪表及工业风,用气量存在波动。由于不同品种的用气设备的用气量不同,所以每个用气设备单独调节流量,不能统一调节管网流量,而是采用稳定管网压力的形式,各台用气设备自身调节流量,故总流量不确定。目前一般将管网压力稳定在5bar压力以上,现在压缩机出口压力为6.13bar。
在此情况下,压缩机的入口导叶开度在25%至60%之间变化,因此调节空间有限,吸入压缩机的空气压力存在真空度,故也有一定的节能空间。在上述条件下,压缩机系统稳定工作,但是离心式压缩机最重要的一点是防止喘振。喘振的主要诱因是小流量、大压力的工作状态,本现场采取的方法是对压力进行监视,当压力下降到警戒值时,逐渐打开放空阀,避免接近喘振线。
数据来源:现场采集。
二、存在的节能点分析
1、原有调节方式使得做功增加
由于实际需要的流量变化、气候变化等原因,离心式空压机的实际输出流量需要调节。由于离心式空压机的功率大,运行模式较为固定,其调节方式比较少,一般采用入口阀和放空阀进行调节。这种调节方式属于较为粗放的方式,其作用原理是吸入压缩机的空气变得稀薄,这会增加压缩机的增压量,提高了压缩机的功耗,节能范围在5%左右。
2、运行工作点的改变使得压缩机效率下降
这里我们定义效率的方法是同时考虑生产需要和能耗水平,定义效率为相同气压下的空气流量/电机功率。
离心式设备的效率曲线呈现中间高、两头低的形状,当其工作在最佳工况时,能够达到最佳效率,当工况点改变后,实际效率会有所下降。对应每一个不同的转速,具有一组效率曲线与之对应,即不同转速下的最佳效率也会有区别,这一点符合“相似原理”。
对于本现场,压缩机的扇叶的设计流量和设计压力超过了所需的值,根据相似原理能够进行降速运行,使得真实工作点的压力处于降速后的“新压缩机”的最佳运行点上。并且由于叶轮的转速下降,损耗比例会明显下降,最大效率会大于工频运行下的最大效率。按照现有条件估算,压缩机的产热功率非常大,此时效率非常低,预估效率提高15%左右,但详细的效率曲线需要从厂家获得。
三、节能空间的核算
根据前述,本现场空压机若将运行模式改变,则节能的范围是15%~20%。
根据现场实地测量,现场在运行的空压机实际耗电量接近额定功率,能耗基数应该在800*0.9=720kW,采用时代科仪的离心空压机节电王,我们可能实现的节能空间估算为:
节能空间估算
组别 | 台数 | 节能之前 功率估计 | 节能之后 功率估计 | 节能的 功率 | 估算 节能率 |
1 | 1台 | 720kW | 612kW | 108kW | 15%(年均) |
注意:实际执行之前应根据空压机真实特性曲线进行重复计算。 节能数据是根据现场数据估算,特别是根据采集数据当时情况估算;实际应以执行节能之后实测为准;本节能数据是特定工况之下的情况,实际中未必能随时达到。 |
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