用离心压缩机替代螺杆压缩机节能

（杭州钢铁集团公司设备管理处，浙江 杭州 310022）

用离心压缩机替代螺杆压缩机节能

朱松俊

（杭州钢铁集团公司设备管理处，浙江 杭州 310022）

为推进企业节能降耗，采用离心压缩机替代螺杆压缩机达到节能的目的，并取得预期效果。

螺杆压缩机；离心压缩机；节能

一、概述

空气压缩机其理想的压缩过程是等温压缩，虽然事实上做不到这一点，但是越接近等温压缩，则效率越高。压缩过程中温升越低，压缩机越节能。目前冶金行业普遍使用的是螺杆压缩机，一般是一级压缩，每年需更换润滑油，每50 000h需对机头进行大修，运行成本较高。螺杆压缩机主机排出的压缩空气需要在内部进行油气分离，大约要消耗0.5kg的压力。

二、离心式压缩机优点

离心式空气压缩机是利用高速旋转的叶轮使空气受到离心力的作用产生压力，同时获得速度，离开叶轮后空气经扩压器等扩张通道将动能逐渐转化成压力能，从而使压力得到提高，一级压缩完成后再进入下一级压缩，至达到额定压力后排出。离心式空气压缩机一般由多级组成，排气压力越高所需级数越多，一般常用压力为三级压缩。多级压缩的目的是降低和控制压缩过程的温升，离心机采用油封和气封，100%隔离油气运行，不存在分离耗能损失，确保100%无油压缩空气，更洁净更环保。

1台0.7MPa、190 m3/min离心机和5台40～60 m3/min螺杆机运行能耗对比分析如表1所示（按年产气190m3/min计算）。

三、离心压缩机替代螺杆压缩机实践应用

根据上述对比分析，为节省设备运行成本，杭钢集团公司在炼铁烧结空压站空压机更新改造中，尝试采用离心压缩机替代螺杆压缩机。烧结空压站装备有螺杆式空压机6台（40m3/min的2台、60m3/min的4台），正常运行模式为：运行2台60m3/min、1台40m3/ min，3台备机。装机容量及运行参数如下。

60m3/min：335kW、电压380V、电流615A；

40m3/min：262kW、电压380V、电流390A、功率因数0.85。

表1

表2

原计划原样更新性能状态较差的6#40m3/min的螺杆式空压机，现更新为170m3/min的离心空压机。装机容量及运行参数：高压850kW、PT=60、CT=150/5，电表读数每天用电量平均10.58kW.h。改造所涉及设备采购费用、配套设施费用合计202万元。改造后运行模式 ；运行1台170m3/min离心机，5台螺杆机为备机。改造前后效能对比如表2所示。

电量计算（功率因数k）：

螺杆机=1.732×U.I.k×8 000=7 250 290kW.h；

离心机=表读数.PT.T/24×8 000=6 348 000kW.h。

四、节能效益分析

1.电耗节省：725-635万kW.h×0.7元/kW.h=63万元 。

2.维修费用节省：34.62-3=31.62万元。

3.螺杆机每5万h需对机头进行大修，每台大修费用约35万元，平均每年需大修1台，5台机固定资产折旧费用按3%计提，每年约15万元，使用螺杆机每年运行成本需增加50万元。

4.采用离心压缩机，每年节省运行成本合计：63+31.62+50=144.62万元。按2年成本期、平均电价0.7元/kW.h、年运行8 000h估算，产气成本为0.075元/m3，相比螺杆机单位产气成本节省0.02元/m3。

5.原4台60m3/min螺杆机2开2备，2台40m3/ min螺杆机1开1备，总能力320m3/min，实际需求160m3/min，装机容量过剩。采用离心机后，仅需保留3台螺杆机作为备机，至少可削减2台60m3/min螺杆机，对外调拔或转让盘活资产，可回收资金约100万元。

本次改造采用离心压缩机替代螺杆压缩机，节能降耗效果明显，年节电约63万元，年维修费用节省约31万元，设备大修与折旧费用节省50万元，处理过剩容量设备回收资金约100万元，总的改造效益244万元。

五、结论

通过上述实践，对常压（1MPa以下）、大气量工况条件下，采用离心机替代螺杆机节能效果明显。下一步杭钢将考虑对电炉区域压缩空气站进行优化改造，电炉区域空压站现有螺杆式压缩机12台，总装机容量3 326kW，公称最大产气量447m3/min，最大用气压力0.8MPa。拟采用2台190m3/min、装机容量1 100 kW的离心压缩机替代全部螺杆压缩机，最大产气量为22 800m3/h，按90%的有效负载计算可产气量为20 520 m3/h。估算年电耗节省约120万元，维修费用节省约100万元。改造总投资约590万元，预期3年可收回投资成本。

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：1671-0711（2014）10-0033-02

2014-03-20）