1、英格索蘭離心式壓縮機節能調英格索蘭離心式壓縮機節能調整專案整專案報告人：2012年10月15日 第 2 頁一、專案基本情況二、專案實施方案三、專案指標完成情況四、專案成果固化情況五、專案經濟、社會、生態效益專案經濟、社會、生態效益分析分析 六、標準化標準化目 錄第 3 頁一、專 案 基本情況摘要：摘要： 空分設備的原料是空氣，其主要消耗的是能源，能源消耗占生產成本的80%，降低生產成本的主要措施是降低能耗。能源中心制氧作業區有兩個空壓站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荷生產，存在放空現象。 工藝流程見圖：4-20mACMC基本 控制模塊

2、PT啟動器CT電 機入口閥4-20mA壓縮機第 4 頁一、專 案 基本情況1、專案研究的來源、專案調研的目的、專案研究的來源、專案調研的目的： 能源中心制氧作業區有兩個空壓站5臺空壓機、3臺氮壓機共8臺英格索蘭離心式壓縮機，其中空壓機參數如下：壓力：kpa 流量：m3/min型號型號序列號序列號年份年份額定壓力額定壓力運行壓力運行壓力額定流量額定流量C95055MX3C117902004800800150C95055MX3C117912004800800150C95055MX3C117902004800800150C95055MX3S102422010800800150C95055MX3S10

3、2432010800800150氮壓機參數如下： 壓力：kpa 流量：m3/min：型號型號序列號序列號年份年份額定壓力額定壓力運行壓力運行壓力額定流量額定流量C80MX5N2V-6446200420001800200C80MX5N2V-6447200420001800200C80MX5N2V-7989201020001800200第 5 頁一、專 案 基本情況MTnKPPRTlV3600)1/2(離心式壓縮機的電耗（kw.h/h）與排氣量、環境溫度、壓力比及效率等因素有關，計算公式如下： W= 式中 為標準狀態下空氣密度，=1.293 kg/m3；Vk為空壓機的排氣量，m3/h；R為氣體常數

4、，R=0.278 kJ/（kg.K）；T 為環境溫度，K；P2 為排氣壓力，MPa；P1為進氣壓力，MPa；T 為空壓機的等溫效率；M為空壓機的機械效率。從公式可以分析：(1)環境溫度T，則電耗W。但環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；(2)進氣壓力P1，則電耗W。P1 由當地大氣壓力P0 和空壓機吸氣系統阻力（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計范圍內也是空壓機節能的重要途徑(3)空壓機的機械效率M，則電耗W。但M 主要是由壓縮機的設計、制造、安裝決定的，當壓縮機處于正常運行時，該參數變化不大；(4)空壓機的等溫效率T，

5、則電耗W。T 與操作條件有著非常密切的關系。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限制，在正常生產狀況下不可能進行較大幅度地調整；通常為充分發揮生產潛力，往往需要盡可能大的氣量以滿足生產。當產品過剩需減負荷運行時，也可適當關小空壓機導葉減少氣量來降低電耗。但受“喘振區域”的限制，當電流達到最小極限時，空壓機導葉將不再關小，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。空壓機排壓是由工藝需要和供氣系統阻力決定的，所以在滿足正常工作壓力前提

6、下，如何優化工藝、有效地降低系統阻力是節能的重要途徑。第 6 頁一、專 案 基本情況2、現狀描述；、現狀描述； 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葉開度電機電流放空閥開度入口導葉開度電機電流放空閥開度入口導葉開度電機電流放空閥開度入口導葉開度電機電流放空閥開度入口導葉開度電機電流放空閥開度入口導葉開度電機電流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%1

7、2578%27%1020%52%630%54%6240%29%50第 7 頁 一、專 案 基本情況 壓縮機運行需要電能驅動。當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) 第 8 頁一、專 案 基本情況3、問題分析；、問題分析； 壓縮機能耗大壓縮機能耗大人為人為設備設備材料材料環境環境空氣污染大造成機前過濾器阻塞涼水塔能力不足環境溫度過高空氣灰塵大葉輪掛灰換熱器結垢參數設置保守水質不好換熱器結垢達到卸載條件

8、操作技能差入口過濾器阻力大出口管道阻力大安裝質量不高第 9 頁 在壓縮機負荷減小時避免不必要的排空，排空點電流設置降低5%，即氮壓機節流極限TL設定值減小到97A.空壓機節流極限TL設定值減小到47.5A。每年可節約電能（0.913105+0.913102.5）8000=945888KWH如果每度電0.55元計算，則每年可節約電費945888KWH0.55=520238.4元4、專案預計達成的目標、專案預計達成的目標；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）第 10 頁二、專案實施方案二、專案實施方案1

9、、管理與研究人員情況；、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 名現從事崗位責任分工完成時間第一責任人負責專案的全面組織、協調及設備調試2012.5.10成員負責專案的調研、設計2012.3.19成員檢測電流互感器的精度2012.4. 15成員壓縮機入口導葉及放空閥調整， 2012.4.20成員壓力、溫度及控制信號校驗2012.4.10第 11 頁2、專案實施的基本路線、對策實施計劃；、專案實施的基本路線、對策實施計劃； 二、專案實施方案二、專案實施方案階階段段工作內容工作內容時間控制（時間控制（2012年年2月月10日日-2012年年10月月1日）日）2月月3月月4月月5

10、月月6月月7月月8月月9月月10月月11月月中中 下下 上上 中中 下下 上上 中中 下下 上上 中中 下下 上上 中中 下下 上上 中中 下下 上上 中中 下下 上上 中中 下下 上上 中中 下下 上上 中中 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基本資料統基本資料統計與分析計與分析問題分析與問題分析與對策研討對策研討確定初步改確定初步改善方案善方案D改善方案實改善方案實施施C效果驗證與效果驗證與方案修正方案修正A標準化標準化第 12 頁3、對策實施描述；、對策實施描述； 二、專案實施方案二、專案實施方案 壓縮機防喘

11、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運行。此方法的優點是控制簡單，缺點是當機組變負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，調節器是以防喘振操作曲線為設定值控制進口導葉的開度。我公司制氧作業區的COOPER壓縮機防喘振控制采用的是變極限流量法，INGERSOLL RAND壓縮機防喘振控制采用的是定極限流量法。如圖所示：壓力最小負荷用戶設定值流量/電流/功率設定值（SP）15% 10% 壓力最小負荷用戶設定值流量/電流/功率設定值（SP）15%

12、 喘振線節流喘振點喘振線控制線第 13 頁 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表示電流極限設定值；第二個是壓縮機保護，是確定旁通閥開始調節的點，即用TL表示節流極限。HLL保護電機不超載，當達到這個值時將限制進氣閥進一步打開。TL是調節進氣閥轉換為調節旁通閥的電流值，轉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、專案實施方案第

13、14 頁二、專案實施方案二、專案實施方案 節流極限TL決定了機器在加載時的最小電流，是CMC調節進氣閥轉換為調節旁通閥的電流值，轉換的原因是防止空壓機喘振。當TL到達時空壓機繼續保持送出一恒量的空氣，部分排到用戶系統，其余全部放空，即使用戶系統僅接收一小部分，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值是節能的關鍵。為了找到TL值，要將機器運行到額定壓力，預設一個TL值并逐步減小直至發生喘振，記錄喘振時的電流值，再加上15% 即可設定為TL值。如果將此值減小5%將節約能源。該值減小后為保證機器設備的安全運轉，為保證設備安全，適當的提高喘振敏感度設定值，喘振靈敏度設定值為10

14、，即壓力變化設定值為1psi，電流變化設定值是2.5A，如這兩個參數在一個掃描周期內同時變化超過此設定值，CMC會認為機組發生喘振，會自動遞增喘振電流即TL的設定值，如果十分鐘內檢測到三次，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 電流變化設定值/掃描周期Pressure_Rate_SP 壓力變化設定值/掃描周期當下列兩個條件同時成立時，CMC認為機組發生喘振，會自動遞增最小負荷程序/控制設定值。m_rate_c

15、urrent Current_Rate_SP m_rate_pressure Pressure_Rate_SP 第 15 頁壓縮機6至8月運行記錄如下： 三、專案指標完成情況三、專案指標完成情況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葉開度電機電流放空閥開度入口導葉開度電機電流放空閥開度入口導葉開度電機電流放空閥開度入口導葉開度電機電流放空閥開度入口導葉開度電機電流放空閥開度入口導葉開度電機電流0%45%1250%45%12551%26%970%60%620%62%6225%30%47.50%46%1240%45%12653%26%970%56%620%57

16、%6226%29%47.50%44%1250%45%12550%25%970%52%630%54%6223%29%47.51、專案是否取得預期的目標； 第 16 頁三、專案指標完成情況三、專案指標完成情況改善前改善后最大負荷第 17 頁四、專案成果固化情況四、專案成果固化情況 通過專案實施效果分析，離心式壓縮機是可以在喘振電流的基礎上加百分之十作為最小負荷控制電流，在負荷波動不是很大的工作環境下是能夠平穩、安全運行的。空分空壓機是美國COOPER的產品，雖然防喘振控制采用的是變極限流量法，但其最小負荷控制電流是在喘振電流加百分之十五后確定的，如果改為百分之十，空壓機穩定運行應該沒有問題。第 18 頁五、專案經濟、社會、生態效益分析五、專案經濟、社會、生態效益分析 從專案實施后從專案實施后3個多月的記錄看，完全達到了專案實施前的預期。設備運行平穩，個多月的記錄看，完全達到了專案實施前的預期。設備運行平穩，沒有出現喘振現象。沒有出現喘振現象。 如果壓縮機自結案日期（如果壓縮機自結案日期（12年年6月月1日）至年底運行按日