空压机供风系统节能措施

郝须庆

(河南神火煤业公司永城铝厂，河南 永城 476600)

在电解铝企业生产中，压缩空气主要应用在氧化铝输送、电解、铸造、炭素生产及净化系统中.永城铝厂现有4 6万t/年的电解铝产能，生产用活塞式空压机1 5台，型号为D-1 0 0/1 0-a。压缩空气系统有3个空压站：1#空压站有5台空压机，2#空压站3台空压机，3#空压站7台空压机，电解为两个系列，分别是3 5 0 k A和4 0 0 k A共4个电解车间，两个氧化铝仓库，氧化铝输送采用浓相和超浓相两种输送方式，分为电解和料库供风2条线。空气压缩机组采用并网运行方式，结合调节负荷来控制气量及输出压力。空压站设备布置如图1所示。

一、压缩空气流动过程的节能分析

1.流动过程

解得

式中：ΔS——物流的熵变。对于和外界无热交换的稳流过程，物流的熵变即为总熵变，也是过程的熵产生，故流动过程的损耗功

式中V和T分别表示流体的体积和温度。无论液体或气体，因其流动过程中，温度和比容均无太大变化，故可简化为：

从式(2)可以看出，要降低流动过程的功损耗，就应当尽量减少流动过程的推动力，也就是减少压力降。因此在管路安装时，要尽量减少管路上的弯头、变经及节流装置。另外，压力降(P1-P2)大致与速度成平方关系，即流动过程的损耗功大致与流速的平方成正比，但是降低流速要加大管道直径，增加费用。

空气在压缩过程中状态参数间的关系式为PVn=c o n s t(常数)，所以P1V1不变时，P2越高，V2值越小。因此，当系统的运行压力降低时，功耗就下降，同时容积流量相应增加。在满足绝大部分使用单位用气压力的前提下，降低系统运行压力具有明显的节能效果。

2.传热过程

假设某换热器在不计散热损失时，高温流体A在温度为TA时将热量Q传给温度为TB的低温流体B，高、低温流体的温度TA，TB可以是恒温，也可以是变温TA>TB。根据热力学第一定律，高温流体放出的热量QA即为低温流体得到的热量QB，即|QA|=|QB|=Q。

罗哌卡因药物镇痛时间较长,其能够对离子通路起到良好的抑制作用,是临床上较为常见的麻醉药物。综合国内林临床研究看来,罗哌卡因的麻醉剂量争议较小,但是医疗界面对舒芬太尼的剂量争议较大。本研究结果显示,采用0.75%罗哌卡因复合5.0μg舒芬太尼腰麻的观察组综合麻醉效果显著高于0.75%罗哌卡因复合7.5μg舒芬太尼腰麻的对照组,两组差异性较大(P>0.05),具有统计学意义。这表明0.75%罗哌卡因复合5.0μg舒芬太尼腰麻镇痛效果良好,能够降低剖宫产产妇的心理负担,具有较高的临床应用与推广价值。

在传热前，热量Q(取绝对值)的最大作功能力为QA(1-To/TA,)；在传热后，热量QB的最大作功能力降为QB(1-To/TB)。因此，传热过程的功损耗应为

式中：Q——高、低流体的传热量，取正值。

式(3)表明，换热设备即使没有热损失，热量在数量上能完全回收，仍然有功损失。当环境温度To、传热量Q一定时，传热过程的功损失正比于传热温差(TA-TB)。说明，能耗费随传热温差减少而降低。但对一定的传热量，为减少传热温差必须增加传热面，从而导致设备投资费用的增大。投资费是一次性的，而能耗费却是长期性。通过能大量活塞空气压缩机和气体压缩机的研究表明，经冷却器冷却后空气温度每升高1℃，气体体积增加0.3 3%，相应地使下一级气体压缩功增加0.3 3%。

3.功的损耗

通过对压缩空气流动过程的热力学分析可以看出，功的损耗与温度差和压力差有很大的关系。因此在系统确定的前提下，合理选择系统运行各点的压力、温度和控制流量是压缩机系统节能的主要方向。

二、供风系统经济运行因素

1.合理规定总排气压力的上下限

(1)总排气压力的下限Pmin是根据用气设备规定的压力值以及管网的压力损失值确定的。总排气压力的上限Pmax与Pmin的差是Pmin的裕度。因为风动机械和吹风消耗的压缩空气量与进气压力成正比，所以减少压缩空气压力的裕度可以减少压缩空气的消耗量，实现节能。

煤业公司2 0 1 0年规定总排气压力0.6 2±0.0 3 M P a，2 0 1 1年根据实际需要把总排气压力改为0.5 5±0.0 3 M P a，节能效果非常明显。

(2)降低过程阻力，改善进气条件。通过操作制度及检修制度的完善，及时排除排水器中的污水，并及时清理滤清器、高效过滤器等附件，降低进气温度，减小滤清器的阻力，提高排气量，降低功耗。另外通过改造局部管网，匹配最佳管径，可以得到最佳的流动速度，减少管道阻力损失。

2.减少泄漏损失，控制压缩空气总流量

(1)减少空压机的泄漏损失。

①减少内泄漏。内泄漏是由于空压机汽缸两腔窜气而产生的。为减少内泄漏，应使活塞环和汽缸的间隙控制在规定值范围内；装配活塞环时应将各切口位置错开，并使所有切口位置与气阀口错开。活塞环使用前还应在汽缸内作漏光检查，要求整个圆周上的漏光不多于两处，每处弧长不超过2 5°，总弧长不超过4 5°，漏光处距切口应大于3 0°。

②减少外泄漏。外泄漏主要是压缩机填料密封不好而产生的。因此要求对填料进行定期检查和调整，使之具有良好的性能，各密封圈的装配位置也必须正确。

(2)减少管网泄漏，控制总流量。按实际需要适时调整总用气量。并使管网泄漏量为零，这样用气量等于压缩空气的总产量，空压机的能效最高。因此在实际的生产中，要定期检查供风管网的漏气情况和用风点用风情况，及时消除泄漏点，防止压风的浪费。

3.供风设备温度控制

(1)控制空压机进气温度。进气温度直接影响空压机运行效率。进气温度越高，空压机制气效率就越底，电耗相应地也就越高。建议在夏季进气口采取降温措施，如遮阳等。

(2)对冷却系统定期检查。空压机冷却装置表面形成水垢是影响冷却效果的主要原因。因此应该定期对冷却系统管网进行酸洗除垢。

(3)空压机冷却系统改造。D—1 0 0/1 0-a型空压机冷却系统原设计为内插件式冷却器，其水道易堵塞、易泄漏，造成冷却效率差，二级进气温度常在7 0℃左右，空压机二排超温现象频繁，压缩机运行存在严重隐患。2 0 0 7年以后逐年改造为外螺旋列管式冷却器，加大了热面积，使设备更易维护。改造后二级进气温度平均在4 0℃以下，压缩机运行稳定，超温、泄漏故障变少。

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