用離心壓縮機替代螺桿壓縮機節能

（杭州鋼鐵集團公司設備管理處，浙江 杭州 310022）

用離心壓縮機替代螺桿壓縮機節能

朱松俊

（杭州鋼鐵集團公司設備管理處，浙江 杭州 310022）

為推進企業節能降耗，采用離心壓縮機替代螺桿壓縮機達到節能的目的，并取得預期效果。

螺桿壓縮機；離心壓縮機；節能

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，壓縮機越節能。目前冶金行業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、離心式壓縮機優點

離心式空氣壓縮機是利用高速旋轉的葉輪使空氣受到離心力的作用產生壓力，同時獲得速度，離開葉輪后空氣經擴壓器等擴張通道將動能逐漸轉化成壓力能，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（按年產氣190m3/min計算）。

三、離心壓縮機替代螺桿壓縮機實踐應用

根據上述對比分析，為節省設備運行成本，杭鋼集團公司在煉鐵燒結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如下。

60m3/min：335kW、電壓380V、電流615A；

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

表1

表2

原計劃原樣更新性能狀態較差的6#40m3/min的螺桿式空壓機，現更新為170m3/min的離心空壓機。裝機容量及運行參數：高壓850kW、PT=60、CT=150/5，電表讀數每天用電量平均10.58kW.h。改造所涉及設備采購費用、配套設施費用合計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k）：

螺桿機=1.732×U.I.k×8 000=7 250 290kW.h；

離心機=表讀數.PT.T/24×8 000=6 348 000kW.h。

四、節能效益分析

1.電耗節?。?25-635萬kW.h×0.7元/kW.h=63萬元 。

2.維修費用節省：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，產氣成本為0.075元/m3，相比螺桿機單位產氣成本節省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，對外調拔或轉讓盤活資產，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，節能降耗效果明顯，年節電約63萬元，年維修費用節省約31萬元，設備大修與折舊費用節省50萬元，處理過剩容量設備回收資金約100萬元，總的改造效益244萬元。

五、結論

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能效果明顯。下一步杭鋼將考慮對電爐區域壓縮空氣站進行優化改造，電爐區域空壓站現有螺桿式壓縮機12臺，總裝機容量3 326kW，公稱最大產氣量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，最大產氣量為22 800m3/h，按90%的有效負載計算可產氣量為20 520 m3/h。估算年電耗節省約120萬元，維修費用節省約100萬元。改造總投資約590萬元，預期3年可收回投資成本。

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2014-03-20）