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1、空压机能耗分析与解决方案螺杆式空压机已经广泛应用于工业生产的各个领域，是应用最广泛的动力源之一。但也存在着大量的能源浪费，主要是电能、热能的浪费。我公司通过合理管理，对设备的改造和余热有效的利用，每年可帮助企业节约能源消耗近90 万元，又能够间接减少 CO2 的排放，有着良好的经济、环境和社会效益。适宜推广。1 .空压机运行原理压缩机接近100%的轴功率都消耗在，压缩空气产生大量的热能上，在通过冷却器散发到大气中。2 .我公司站内空压机运行状况分析现空压站内共有6 台设备运行，其中 1 台为变频螺杆机， 5 台工频螺杆机，由于我厂对气体的稳定要求较高，现站内空压机开机台数为根据生产线运行数量，
2、人为预估开机。这种情况下，为保证用气端压力波动时压缩空气随时能够补充，需要在开机数量上开启备用机组待载。这样，多台设备会处于卸载状态。空压机的卸载状态为：由于出口压力达到出口需求的设定点，电脑程序自动关闭进口阀。此时电机处于无负载状态运转，以保证在后端压力建化时，随时进入加载状态。空压机卸载时电流较低，但仍有较大的电能消耗。以下为我公司空压机系统的运行数据：从数据可以看到：（ 1）若可以降低空压机卸载时间，将节约可观的电能消耗。（ 2）合理的设备组合（开启）可减少设备运行时间 直接减少卸载时间。（ 3）对空压机产生的热能进行回收，可间接的降低能耗。（ 4）合理的保养周期可降低维修成本。（ 5）
3、原厂备件最大限度的减少非正常停机的损失。3.空压机站房一站式管理3.1 智能集中控制3.1.1 DCS360 系统概述本控制系统是针对Atlas 压缩机的生产使用工艺要求设计制造的自动化控制系统。通过集中控制空压站系统，逻辑智能控制空压机及辅助系统的运行，达到节省能耗、精确控制、操作维护方便的功能。集控系统实现对压缩机参数、状态的显示及干燥机、过滤器等设备的在线控制和监视优化，保证整个压缩空气系统的长期安全、经济、合理和高效运行，并为制定最佳的保养周期提供可靠的依据。控制系统能将全面数据传送至工厂集控中心，实现全厂范围统一管理。3.1.2 控制的说明空压机由集控系统控制空压机6 台、干燥机6
4、台、阀门（共16 套）其它设备视情况添加到集控系统中。通过 COMBOX-S/P 模块， Modbus/Profibus 协议将数据传输到DCS360 系统上进行显示。将空压机数字量信号通过现场硬接线方式，接入到集控系统中。3.1.3 简图3.1.4 空压机集控系统功能和特性（FDS）控制系统压力控制。在空压机集控柜的触摸屏和上位机上，用户都可以设定目标压力范围。空压机控制柜使系统的压力控制在设定的范围之内。一旦系统检测到系统压力低于设定目标压力下限时，就会自动按照设定程序设计自动启动或加载相应的空压机；在系统压力高于设定目标压力上限时，控制系统将自动按照程序运行卸载相应的空压机，空压机长时间
5、卸载后将会自动停机，以节省能源消耗。（ 1）适用集中控制的空压机，必须保证其具备自动重起动功能，即在长时间卸载运行后空压机会自动停机，在接到加载信号会自动起动并加载。（ 2） DCS360 的程序将根据生产线的运行套数，顺序控制四台 ZD 设备的启停；如启动顺序为 1-2-3-4 ，停止顺序为 4-3-2-1 ；顺序逻辑可以根据用气需要设置有多个顺序排列组合，满足启动不同产线的用气需求下，启动不同组合的设备。（ 3）预先在集中控制系统将空压机的功率信息设定程序中，DCS360将根据后端压力测点变化，程序自动识别机组信息，进行运行顺序的切换，无需操作人员的手动干预。（4） DCS将每套系统内的各
6、台空压机产气量数据采集，程序逻辑为根据后端压力变化趋势，自动选择最匹配的空压机启动或待载，在后端压力变化时随时启动；若压力在逻辑设置检测时段内处于较平稳状态，程序控制待载设备停机。1 ）当某台机器出现故障时，能够按照预选顺序启动下一台机器。2 ）重要参数设置（如目标压力，运行顺序）。3）系统母管压力显示。4 ）空压机运行/ 故障状态显示。5 ）空压机的加载/ 卸载状态显示。6）空压机主机温度、排气压力显示。空压机集控优点。（ 1）设备无人值守，减少操作运行成本。应用了空压机集控系统，空压站房可实现自动运行，现场无需配置操作人员，可节约人力运行成本。（ 2）系统压力稳定，节约能量，可为用户创造经
7、济效益。（ 3）未使用集控系统时， 6 台空压机的加卸载顺序是通过在空压机本机上的加 / 卸载压力带设置一个梯度来实现，这样系统压力波动较大（带宽大） ，且造成能源浪费。使用集控系统以后，集控系统根据系统母管实时压力来集中控制多台空压机的加卸载，为单点压力控制，可以稳定系统压力在一个比较小的压力带内，为用户提供稳定压力，节约能量。（ 4）自动故障处理，减少潜在的生产损失。（ 5）强大的上位机管理功能：监控室远程监视站房设备运行状态和数据，故障信息记录，有利于企业优化管理。3.1.5 节能收益直接收益：根据现我公司的设备运行状况，在满足必要待载设备数量，并通过减少不必要卸载备机的电能消耗，可以每
8、年节省电量为：*KW hpo间接收益：通过降低设备运行时间，可以减少设备的无功运行时间，降低设备故障率，提高设备使用寿命。3.2 热能回收改造热能在东北的应用很广泛，冬季取暖（热水空调、暖气片取暖） 、生活用水（洗澡、洗手、食堂） 、生产用水加热、锅炉水预热。之前我们一提到热能，就会考虑到锅炉、电加热等大能耗设备，反观我们的工厂其实有很多的设备运转时都会产生大量的热，如果能把这些热量回收回来，不但响应了国家节能减排的号召，对于现在竞争越来越激烈的市场，降低我们的生产成本也有实际意义。我们公司的耗能大户就是空压机，我们就从空压机入手，进行改造。3.2.1 热能回收改造概述我们采用阿特拉斯.科普柯
9、提供的热能回收装置。他是一个完整成熟的产品，在欧美国家早已广泛使用。主要由以下设备组成：水泵2 台（ 1开 1 备） ，膨胀罐、换热器、 控制系统，显示系统、温度压力传感器等。可显示进水温度出水温度，冷却水进水温度、出水温度，回水压力、出水压力。采用电动三通比例阀， 2 台水泵采用机电互控，一台出现故障，另一台自启动，采用PLC控制、触摸屏显示，所有一次仪表采用传感器和变送器。整体带防护罩。采用纯水或蒸馏水循环，减少由于水结垢对能量回收装置造成的损坏当换热器损坏时，应用端的加热介质会被污染可更好的控制空压机的运行温度。3.2.2 空压机热能回收改造示意图我们是玉米深加工行业，我们生产中需要大量
10、的热水。我们将空压机收回来余热应用在我们公司的锅炉预热上，效果非常好。我公司 6 台 ZR250 的空压机装机总功率1500KW ，平均加载率70%，平均年运行* 小时，根据几年的回收经验回收功率在总功率的90%左右。一年就回收了成本。3.2.3 节能收益通过 AtlasCopco 公司的专业热能回收改造，免费获得大量的热水，节省其他加热费用，降低企业的运行成本。减少冷塔热负荷，减少冷塔的循环水量，减少冷塔的维护费用、减少冷塔蒸发水量等。可有效防止空压机冷却器的结垢，影响空压机的运行。响应国家的节能减排号召，获得国家节能减排的奖励，减少CO2 排放，减少大气的污染。绿色环保，一次性投资，长久受益。3.3 设备的创新型管理在公司从粗狂性向节约型转变时，我们作为基层的管理者，要有新思路，着眼与细节。从细节中看整体，一个工厂就是一个整体。一站式管理，让所有的不合理无处藏身。 科
