钢铁企业压缩空气系统节能潜力分析及对策

　　根据国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要，十二五“期间，非化石能源占一次能源消费比重提高到114%单位国内生产总值能耗和二氧化碳排排放分别降低16%和17%.在这个大形势下，在十二五期间，钢铁企业节能减排任务更加艰巨，法律法规要求更加严格。

　　作为典型的高耗能的大型工业企业，钢铁企业大力进行节能减排工作，既是必须芫成的任务也是重要的社会责任。

　　在钢铁企业所有能源消耗中压缩空气能源消耗占相当比重（约占企业总耗电的5%-15%）压缩空气作为钢铁企业普遍使用的能源介质，从生产、输送到使用各个环节更应注意严格管理和技术改进以适应节能减排的形势。

　　本文主要针对钢铁企业压缩空气系统的节能潜力与对策展开论述以供同行进行交流与。

　　1钢铁企业中压缩空气系统概述能技术、电力市场理论、数据挖掘、数据仿真与预测等。

　　上海节能1.1钢铁企业中的空压站配置在钢铁企业中空压站的类型一般有离心机空压站、螺杆机空压站和混合式空压站（离心式空压机与螺杆式空压机兼有）。个别钢铁企业尚有活塞式空压机正在逐步淘汰更新之中。

　　离心机空压站一般设置有2- 9台离心机，排气量一般从100m3/min―300m3/min居多。根据生产的需要，一般设定为多个排气压力，比如及1.3MPa，其中0.38MPa、0.5MPa机型多为炼钢连铸用空压机，08MPa机型为动力/仪表用空压机，1.3MPa为高炉喷煤用空压机。

　　螺杆机空压站一般设置有2- 8台螺杆机，排气量较小多数为10m3/min-40m3/min以下。螺杆机多数作为离心空压机的辅助气源。

　　按照空压站是否联网，可分为分散布置与集中联网两种布置方式。伴随着空压机设备运行稳定性和控制管理水平的提高，在新型的钢铁企业中，一般采用集中联网这种方式在老的分散布置的钢铁企业中，也多正在进行建立空压站之间的联网或分区域联网的改造规划。

　　12压缩空气主要用途及用气特点在钢铁企业中压缩空气的使用包含在各个生产环节之中。其主要用途可以分为：烧结气力输送、高炉喷吹、连铸汽雾冷却、转炉底吹、钢带表面吹扫、各种气动仪表阀门、气动马达、脉冲袋式除尘器等。

　　按照生产环节进行划分在炼铁单元空压站分布可分为为烧结区域、原料区域、焦炉区域、高炉区域在炼钢单元压缩空气主要用于连铸、转炉的气动设备及吹扫及为连铸提供气雾冷却用压缩空气在热轧单元压缩空气主要用于轧机及加热炉气动设备用气及吹扫；在冷轧单元压缩空气主要用于轧机带钢吹扫酸洗、连退、热镀锌机组气动设备及吹扫。

　　一般来说，在钢铁企业的压缩空气系统中空压机所产出压缩空气经过冷干机处理后将含水量降低至压力露点3-5C，作为动力（普通）用压缩空气供给用户；或经过冷干机+吸附式干燥机处理后将含水量降低至压力露点-20C以下滕尘除油至含尘粒度小于5m，含尘量小于5mg/m3，含油量不小于1mg/m3，作为仪表用压缩空气供给用户。此外炼钢连铸汽雾冷却用压缩空气对空气的含水量无要求空压机排气直接供给连铸使用。

　　2钢铁企业压缩空气节能潜力及对策21压缩空气不合理使用典型的不合理现象现象a将高压气体供给低压用户使用。

　　如开路吹扫喷射（废水处理工艺中的曝气、搅拌）给水雾化稀释相运输（除尘灰气力输送）等情况。

　　上述工况所需空气的压力较低，可以考虑采用风机供气以减少压缩空气在减压过程中造成的能源浪费。

　　此外因个别用户需要供气压力高或不合理的供气压力要求，会造成空压站提高出口设置压力从而提高了整体能耗。

　　：将仪表用压缩空气作为普通压缩空气使用。

　　如宝钢按照宝钢工程设计统一规定仪表气源的要求为“气体露点低于一20C（工况条件下）含尘粒度小于5口m含尘量小于5mg/m3含油量不小于1mg/m'仪表用压缩空气一般是通过空压站内冷冻干燥机及吸附干燥机处理后得到的采用仪表用气供应普通用气的场合则造成能潘。

　　关于压缩空气不合理使用的情况不同的钢铁企业因管理水平的不同而有很大区别这方面无具体数据。仅根据美国电机系统挑战项目和中国电机系统节能的实践经验作为，肖除不合理使用的原因可达到5%~10%的节能效果。（注：1、美国电机系统挑战项目：1993年，美国能源部（USDOE）启动了电机系统挑战项目月的是提高电机系统的上海节能能效和环境质量其中压缩空气挑战是这个项目的重要部分。2、中国电机系统节能项目2001年，中国政府与联合国工业发展组织（UNIDO）美国能源部（USDOE），能源基金会（EF）合作启动了中国电机系统节能项目。项目技术支持由美国劳伦斯一伯克利（LBNL）国家试验室负责在上海市和江苏省进行实施，目的是开发一系列电机系统培训资料分析工具和示范项目。）建议企业建立专业能源审计团队与制度定期（建议每年）对全厂各区域压缩空气使用情况进行审计，并提出整改意见深用滚动优化改进的方式减少压缩空气的不合理使用。

　　2.2压缩空气泄漏根据相关资料直径的小孔在06MPa时压缩空气消耗量为0.98m3/mm，功率损耗约6.5kW由于泄漏而造成的能源浪费相当可观。泄漏问题普遍存在于气缸、电磁阀门、气动阀门、空气处理元件等处。

　　另夕h在很多钢铁企业中空压站多数冷干机排水的同时都存在气水混合的情况，也造成不同程度的浪费更为严重的是现场管理人员远远低估了泄漏造成的损失。

　　鹕压缩空气系统的漏气点提高管理人员对于压缩空气泄漏损失的意识。i对冷干棚汽存在气水混合的情况改用先进的不翻内胆的汽水分离器与液位控制排水器达到冷干机排水不HP气的效果。通过上述改进同时考虑实际操作情况取50%系数，根据经验估计压缩空气的电耗可降低约3%.泄露点的监测方法相对简单对泄露位置的整治可以通过能耗与投资的对比分析来决定是否整改。建议通过制定考核奖惩制度来定期治理。

　　23压缩空气系统设计有待优化现象螺杆机空压站多数按照压力梯度对空压机进行加载、卸载设置或者人工对空压机进行加载、卸载设置缺少智能化集控设施及节能控制的手段造成能源的浪费。

　　对策及潜力分析新型的螺杆机集控器可设置单压带使能源效率达到*大同时通过优化的控制少空压机的卸载时间节约能耗。

　　现象由于不断新增技改项目压缩空气的需求量不断增加，而由于压缩空气管网没有改造过，管网的输送压缩空气的能力已不能适应新的需求情况压缩空气输送过程中阻力损失较大。

　　对策及潜力分析通过对需求量分析，管道设计流速选择，合理的设置管路少压缩空气管路损失节约能耗；通过联通管道，调节不同空压站内空压机负荷少空载及放散节约能耗。

　　现象根据某钢铁企业冷轧单元空压机比功率进行的测算，单独空压机的比功率为65kW/（m3/min），加上干燥装置为8.7kW/（m3/min），而通过传输压降后变为9.6kW/（m3/min）。结合实际情况认为冷冻干燥机的排水存在气水混合及微热再生吸附干燥机的再生耗气（约7%）是造成了比功率大幅度增加的主要原因。

　　对策及潜力分析采用压缩热干燥机（再生耗气约2%）代替微热再生式干燥机可节省约5%的耗气量，但往往由于压缩热干燥机出口空气露点（含水量）不能稳定需辅助电加热。考虑到采用压缩热干燥机代替微热再生式干燥机存在较大的节能潜力应尽快推广。

　　24螺杆机变频有待推广螺杆机变频技术为较为成熟的技术通过变频节能的改造，改变电机的转速产气量根据系统压力值进行平滑调节节能效果明显。根据宝钢二期焦炉空压站改造的经验能耗降低约20%. 25空压机润滑油通过将矿物油改为合成油，在宝钢2彩涂空压站，1420空压站进行试点，已经取得了很好的效上海节能果，目前螺杆机能耗降低约5%，离心机能耗降低3宝钢压缩空气节能的实践宝钢压缩空气系统大量应用粗略估算年用电量至少5亿kWh以上。宝钢的压缩空气系统在各厂区相对独立主要机型为螺杆式压缩机和离心式压缩机甩机的总装机容量达到13万kW.尽管宝钢的压缩空气系统总体运行状况良好，可以满足生产用气需要。但是，依旧存在较大的节能潜力。根据笔者调查，目前存在的主要问题如下：终端用气设备用气不合理；供气压力与用气压力合理匹配；0压缩空气系统能源计量考核；上述问题的存在都会对压缩空气系统能耗产生较大影响，但是通过采取一定的技术措施和管理手段可以达到节能降耗的目的。

　　宝钢压缩空气系统的节能主要从四个层面考虑：在终端用气设备上进行“省气”除了在管理上增强用气人员的节能责任心，避免不合理用气、用气浪费等还有对终端用气设备（如喷嘴）的改进提高用气的使用效率；机组性能的提高，包括压缩机本体优化设计和压缩机系统的变速调节技术以及辅助设备技术的改进，闻滑油系统改进等；）压缩空气系统的管网设计、运行参数的匹配以及曰常管理和维护；4）先进节能技术的使用比如压力流量控制技术、空压机集中控制技术和空压机余热回收技术等。

　　目前宝钢已经专门组建了压缩空气系统节能团队通过大量的调研与技术交流对全厂的压缩空气系统的节能潜力进行梳理，十余个节能改造项目正在形成年节电量将达到2000万kWh以上。这项工作正在进行之中。

　　4结论压缩空气系统在钢铁企业中是能耗大户压缩空气从其成本上讲是一种“昂贵”的能源。压缩空气系统节能潜力巨大应该引起国家与企业的足够重视。

　　对于高耗能的压缩空气系统进行节能改造提高其运行效率是一个系统工程主要包括高效电动机与压缩机的优化匹配空压机的设计制造技术的提升以及空压机调节技术的更新优化压缩空气运行参数和减少压缩空气的浪费等等技术应用。

　　做好空压机系统的降耗工作对降低钢铁企业生产运行成本缓解我国电力供应紧张具有一定作用和意义。

　　本文主要分析了钢铁企业中压缩空气的产生、用途与使用特点，针对在钢铁企业中普遍存在的压缩空气系统进行节能潜力分析，并提出了相应的对策。分析表明在钢铁企业中压缩空气系统节能潜力非常巨大有必要在钢铁企业中大力推广压缩空气系统节能技术低企业的能源消耗水平。