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综合探讨丨工艺用空压机的节能技术细节

2016-10-12 09:54:03    来源:   评论:0 点击:
  工艺用空气压缩机是石油化工企业的重要及关键的大型设备。在石油化工领域,工艺用空压机的能耗大,据统计约占企业总耗电量的12%-32%。
  工艺用空气压缩机是石油化工企业的重要及关键的大型设备。在石油化工领域,工艺用空压机的能耗大,据统计约占企业总耗电量的12%-32%。因此,提高工艺用空压机的生产能力,降低运行成本,达到提高产量、降低生产装置总能耗,对工艺用空压机节能挖潜是十分必要的。
 
  1.引言
 
  工艺用空压机是石油化工企业的重要及关键的大型设备。在石油化工领域,工艺用空压机的能耗大,据统计约占企业总耗电量的12%-32%。工艺用空压机运行的经济性和可靠性一直是国内外同行专业研究的前沿。但长期以来工艺用空压机的节能降耗,并没有引起国内石化企业的足够重视,企业技术人员、管理人员重视安全运行等可靠性的问题,不注重经济性的研究。因此,提高工艺用空压机的生产能力,降低运行成本,达到提高产量、降低生产装置总能耗,对工艺用空压机节能挖潜是十分必要的。
  2.运行工况特点及省功途径分析
 
  工艺用空压机运行工况与其他一般用途空压机相比有其特点:
 
  (1)运行的连续性。工艺用空压机是化工生产工艺中的重要的动设备,一般力求无故障长期连续安全运行8000h以上。
 
  (2)工质的腐蚀性和易燃性。压缩介质一般都具有一定的腐蚀性和有些工艺气体还具有易燃、易爆性,所以,排气温度有严格的限制。
 
  (3)工艺性。运行参数受工艺流程的制约,一般运行工况在低于额定工况下波动。
 
  (4)复杂性。为满足工艺要求,压缩介质的组分多种,空压机润滑方式不同、级间抽气、加气、净化等多种情况都可能存在。
 
  因此,工艺用空压机得节能必须结合实际运行工况,具体研究和分析。它的经济性和可靠性关系到化工生产的成本与效率。
 
  按理论分析,压缩气体耗功与压缩过程指数有关。降低压缩过程指数可节省空压机指示功率,为此,可通过气缸强化换热的方法,尽力改善换热条件,降低压缩过程指数。其二,尽力减少功率损失,也是节能的主要途径之一。影响功率损失因素主要包括:(1)进、排过程的气阀功率损失;(2)活塞环、填料等摩擦损失;(3)运动件的其他机械损失;其三,根据化工生产的长期性和连续性,提高易损件寿命,延长安全运行周期,减少因故障停车造成的损失是尤为重要的。其四,由于空压机的运行工况和设计工况长期不一致,也会影响空压机的运行效率。应根据空压机的实际运行工况,合理选择适宜的热力参数,提高运行效率。
  3.冷却系统对耗能的影响
 
  因化工生产的特点,工艺用空压机多属于大中型、高压、多级的水冷式空压机。冷却系统多数采用气缸夹套水冷和级间冷却器并联或混联结构。冷却系统的效果直接影响耗功和排气温度。根据理论分析,级间冷却效果下降,直接影响下一级的耗功。温度每增加3度,下一级的耗功约增加%1气缸冷却主要是为了降低压缩过程指数,达到省功和降低压缩气体终了温度的作用,并使气缸有较均匀的温度场。为此,运行中调整适当的冷却水流量及控制冷却水温度,使其有较好的冷却效果,达到省功的目的。
 
  根据实验结果,可以得出在一定的转速下存在一个佳的冷却水流量的问题。对于工艺用空压机一般容积流量、气缸直径相对较大,冷却水通过缸壁所导出的气体热量很少。特别是高转速时空压机的压缩过程指数和绝热压缩过程指数相差很小。但大型工艺用活塞式空压机的转速一般较低,多数在150-400r/min,所以,工艺用空压机应根据实际运行工况,按冷却水的佳流量,尽可能降低压缩过程指数,以节省功率消耗,并使气缸有较均匀的温度场,有利于润滑及提高摩擦易损件寿命。
 
  对于工艺空压机,还应注意到,并非冷却水流量愈大愈好。过大的冷却水量会导致气缸镜面上润滑油的温度过低,影响润滑油的性能,增加摩擦功率,比功率增加。
 

  4.气阀是影响工艺用空压机节能的关键
 
  气阀是空压机中重要核心部件。其质量和性能影响到空压机运行和耗能,直接关系到生产系统的正常生产秩序。气阀的寿命短是石化企业经常遇到制约生产的技术难题。解决好这一难题,对于石油化工等领域的大型空压机意义重大。根据化工生产的特点,工艺用空压机气阀对耗能的影响主要有两个方面,一是气阀的阻力损失对功率的影响;二是气阀的使用寿命过低,安全运行周期过短,造成由于经常故障停车带来对生产系统的损失和人工、物料、备件的损耗。特别是后者尤为重要。

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