卷烟工业空压系统节能保供技术探究

卷烟工业空压系统节能保供技术探究摘要：本文以成都卷烟厂为例，通过系统分析空压系统能耗保供现状，并结合目前空压系统先进技术提出可行的节能保供改造措施，为企业节能降耗、提质保供提供思路和方向。关键词：卷烟工艺、空压系统、节能、保供一、背景空川机系统的费用的成（五年）空川机系统的费用的成（五年）压缩空气作为工业生产中的第四能源，在工业系统中有着广泛的应用。参考下图中空压机系统的费用组成可以发现：空压机系统的初期设备投资及设备维护费用占到总费用的18%，而电能消耗（电费）占到77%，几乎所有的系统浪费最终都是体现在电费上。二、现状描述目前，成都卷烟厂空压站，共有四台空压机，均为英格索兰离心式空压机，机组型号分别是C35022MX3（1#、2#于2003年投入使用）、CV18MX2（3#于1997年投入使用）、C70023MX3（4#于2011年投入使用），具体参数如下表：额工负荷气运年编品类机组定流量作压电机负荷气运年电比号牌别型号力功率[m3/KWh][bar][KW][m电比[m3/KWh]min]61.61.C3502格索兰9.42MX39000361.61.C3502格索兰9.4格索兰格索兰2MX3CV18MX2C70023MX39000352.7.99299762.10.8106011是2003年投入运行的，现在使用有4台型号为DDH-2100的组合式干燥机采用的是冷却吸附式工作原理。是2003年投入运行的，三、能耗保供现状1、主机系统分析（1）系统电能利用率低由于本站房配置的4台空压机均是离心式空压机，而且单机容量接近，没有形成梯度，负荷调节范围有限，在日常生产不饱和时，经常会出现供气大于生产用气，多余的气体只能通过卸载放空以维持正常的工作压力。这就导致空压机站的整体运行效率偏低，能源浪费严重。通过工厂能源管理系统查询2018年空压机组能耗数据，并进行数据分析如下：月份机组产气总量（m3）机组耗电量（KWH）机组气电比（m3/KWh）2018年1月39704405025057.902018年2月14948901862998.022018年3月34574204440737.792018年4月29554614660786.342018年5月停产技术改造2018年6月31616624933436.412018年7月40052035392047.432018年8月35239165056156.972018年9月35994115287016.812018年10月32785824559667.192018年11月36792435225127.042018年12月39612125251417.54总计3708744051694377.172018年全年（5月全厂停产进行技术改造）空压站四台空压机组共计产气3708.74万方，共计用电516.94万度，机组年度平均气电比为7.17.运行效率远低于全站满负荷气电比9.21。（9.4+9.4+7.96+10.06）/4=9.21m3/KWh（2）3#机组无法正常使用3#空压机存在严重问题，目前作为备机使用。主要原因如下：：3#是1997年投入运行，机型为2级压缩的离心式空压机，满负荷额定气电比仅有7.96，比目前市场上先进的机组低20%以上。：经过20多年的长期运行，高速气流的冲刷，导致机组的零部件磨损老化。如齿轮箱出现渗油、大齿轮齿面磨损、扩压器磨损、管道接头渗油，冷却器积垢导致换热效率下降等问题。：3#空压机采用的是老款的CMC控制器，采用的是20年前的控制技术。已经不适应现代自动化运行的要求，不支持远程集中控制的要求，只能采用人工操作。：3#空压机很多零部件由于原厂已经停产，只能采用定制，采购成本上升，交货期很长。（3）系统存在断料隐患目前使用状态下，存在导致生产断料的隐患。在的日常使用中，机组运行状态如下：运行时段实际需求投运机组说明冬120m3/2台60m3/min机组出力与实际使用基本季白班min机组一致冬80m3/m2台60m3/min机组出力大于需求，能耗季夜班in机组较大夏140m3/3台60m3/min机组出力大于需求，能耗季白班min机组大夏90m3/m2台60m3/min机组出力大于需求，能耗季夜班in机组较大说明：由于夏季空气密度低，相同的质量流量对应更多的体积流量，因此夏季同样的生产需求，需要更多的压缩空气供给。空压机的参数标定都是按照体积流量标定的，单位为m3/min，所以夏季比冬季的需求大。由于3号空压机存在以上缺陷，在日常生产中，为了严格保证车间生产用气，3号空压机几乎处于停用状态。在生产用气需求量大以及夏季受空气密度因素影响时会启用3台空压机同时投入生产，若此时1号、2号、4号空压机中的任意1台有故障或者在保养，3号空压机是不能完全保证投入使用的，这将严重影响车间生产用气，甚至发生断料或停产。（4）压空需求量增大近年来生产经营呈现良好的发展态势，产品市场不断扩大，产品销量增长，对压缩空气的需求也同步增长。预计在冬季白班可以达到140m3/min的需求量。（5）柔性化生产能力不足现有系统中没有大容量储气能力，导致突发用气状态时需要投运压缩机组，而压缩机组投运后满足突发用气后，却无法立刻停机，导致突发用气的不合理能耗产生。这部分为“不合理用气”，约占能耗的5%。2、干燥系统分析动力车间目前现有的4台DDH-2100组合式干燥机，目前干燥系统改造的必要性如下：（1）自身损耗大通过工厂能源管理系统查询2018年空压系统能耗数据，并进行数据分析如下：损耗率机组产干燥后系统损损耗率气总量（m3）产气总量总耗量（m3）

(m3)1月2018年3970440317561079483020.02%2月2018年1494890110986038503025.76%3月2018年3457420249213096529027.92%4月2018年29554611789450116601139.45%5月2018年停产技术改造6月2018年31616621963940119772237.88%2018年4005203304017096503324.09%7月

2018年8月3523916262565089826625.49%2018年9月3599411272521087420124.29%2018年10月32785822132510114607234.96%2018年11月3679243274287093637325.45%2018年12月39612122763290119792230.24%总计37087440265606901052675028.38%分析发现，2018年全年（5月全厂停产进行技术改造），空压站空压机组总计生产压缩空气3708.74万方，干燥后投入工厂生产的压缩空气2656.07立方，干燥过程共计损耗1052.68万方，损耗率达28.38%。2018年全年空压机组平均气电比为7.17，按每度电0.85元计算，共计浪费能源费用120.33万元。计算公式如下：10526750/7.17*0.85=124.79万元（2）难以满足工艺要求作为干燥机最重要的指标输出的压力露点，目前只能保持在0°C至-10°C,不能满足原工艺设计要求，也不能满足现有《四川中烟工艺技术标准》2.8.2.3“压缩空气露点温度应达到3级指标”的要求；设备老化严重现有干燥机系统因设备老旧，系统压力损失较大，导致后端用气压力波动不稳定，影响车间正常的生产。为了从根本上解决现有问题，必须对组合式干燥机系统进行优化改造，满足现有《四川中烟工艺技术标准》“压缩空气露点温度应达到3级指标”的要求；同时干燥机在运行过程中没有压缩空气损耗，保证系统压力损失小，输出压力稳定，不会对后端用气设备的正常工作造成影响。四、节能保供改造方向我厂一直致力于建设“绿色环保”工厂，坚持以科学发展观为指导，坚持贯彻落实环境保护基本国策，把节能减排作为一项重要工作来抓。3#机组已经是20年前的落后机型，近年来随着技术的发展，市场上已经有了效率更高，性能更好，自动化程度更先进的空压机机组，完全满足我们对空压机高品质的要求。为了严格保证车间生产用气，减少因供气不足带来的影响，拟将3号空压机更换为较大容量90m3的离心式空压机，以便调节空压机单机的排气量，从而控制整个管网的排气量，减少排空量。同时，通过改造可以改善加载和卸载频度。根据现有场地空间，拟采用与4号机