1鋼鐵企業(yè)中壓縮空氣系統(tǒng)概述能技術(shù)、電力市場(chǎng)理論、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)仿真與預(yù)測(cè)等。

　　上海節(jié)能1.1鋼鐵企業(yè)中的空壓站配置在鋼鐵企業(yè)中空壓站的類型一般有離心機(jī)空壓站、螺桿機(jī)空壓站和混合式空壓站（離心式空壓機(jī)與螺桿式空壓機(jī)兼有）。個(gè)別鋼鐵企業(yè)尚有活塞式空壓機(jī)正在逐步淘汰更新之中。

　　離心機(jī)空壓站一般設(shè)置有2- 9臺(tái)離心機(jī)，排氣量一般從100m3/min―300m3/min居多。根據(jù)生產(chǎn)的需要，一般設(shè)定為多個(gè)排氣壓力，比如及1.3MPa，其中0.38MPa、0.5MPa機(jī)型多為煉鋼連鑄用空壓機(jī)，08MPa機(jī)型為動(dòng)力/儀表用空壓機(jī)，1.3MPa為高爐噴煤用空壓機(jī)。

　　螺桿機(jī)空壓站一般設(shè)置有2- 8臺(tái)螺桿機(jī)，排氣量較小多數(shù)為10m3/min-40m3/min以下。螺桿機(jī)多數(shù)作為離心空壓機(jī)的輔助氣源。

　　按照空壓站是否聯(lián)網(wǎng)，可分為分散布置與集中聯(lián)網(wǎng)兩種布置方式。伴隨著空壓機(jī)設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性和控制管理水平的提高，在新型的鋼鐵企業(yè)中，一般采用集中聯(lián)網(wǎng)這種方式在老的分散布置的鋼鐵企業(yè)中，也多正在進(jìn)行建立空壓站之間的聯(lián)網(wǎng)或分區(qū)域聯(lián)網(wǎng)的改造規(guī)劃。

　　12壓縮空氣主要用途及用氣特點(diǎn)在鋼鐵企業(yè)中壓縮空氣的使用包含在各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)之中。其主要用途可以分為：燒結(jié)氣力輸送、高爐噴吹、連鑄汽霧冷卻、轉(zhuǎn)爐底吹、鋼帶表面吹掃、各種氣動(dòng)儀表閥門(mén)、氣動(dòng)馬達(dá)、脈沖袋式除塵器等。

　　按照生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行劃分在煉鐵單元空壓站分布可分為為燒結(jié)區(qū)域、原料區(qū)域、焦?fàn)t區(qū)域、高爐區(qū)域在煉鋼單元壓縮空氣主要用于連鑄、轉(zhuǎn)爐的氣動(dòng)設(shè)備及吹掃及為連鑄提供氣霧冷卻用壓縮空氣在熱軋單元壓縮空氣主要用于軋機(jī)及加熱爐氣動(dòng)設(shè)備用氣及吹掃；在冷軋單元壓縮空氣主要用于軋機(jī)帶鋼吹掃酸洗、連退、熱鍍鋅機(jī)組氣動(dòng)設(shè)備及吹掃。

　　一般來(lái)說(shuō)，在鋼鐵企業(yè)的壓縮空氣系統(tǒng)中空壓機(jī)所產(chǎn)出壓縮空氣經(jīng)過(guò)冷干機(jī)處理后將含水量降低至壓力露點(diǎn)3-5C，作為動(dòng)力（普通）用壓縮空氣供給用戶；或經(jīng)過(guò)冷干機(jī)+吸附式干燥機(jī)處理后將含水量降低至壓力露點(diǎn)-20C以下滕塵除油至含塵粒度小于5m，含塵量小于5mg/m3，含油量不小于1mg/m3，作為儀表用壓縮空氣供給用戶。此外煉鋼連鑄汽霧冷卻用壓縮空氣對(duì)空氣的含水量無(wú)要求空壓機(jī)排氣直接供給連鑄使用。

　　2鋼鐵企業(yè)壓縮空氣節(jié)能潛力及對(duì)策21壓縮空氣不合理使用典型的不合理現(xiàn)象現(xiàn)象a將高壓氣體供給低壓用戶使用。

　　如開(kāi)路吹掃噴射（廢水處理工藝中的曝氣、攪拌）給水霧化稀釋相運(yùn)輸（除塵灰氣力輸送）等情況。

　　上述工況所需空氣的壓力較低，可以考慮采用風(fēng)機(jī)供氣以減少壓縮空氣在減壓過(guò)程中造成的能源浪費(fèi)。

　　此外因個(gè)別用戶需要供氣壓力高或不合理的供氣壓力要求，會(huì)造成空壓站提高出口設(shè)置壓力從而提高了整體能耗。

　　：將儀表用壓縮空氣作為普通壓縮空氣使用。

　　如寶鋼按照寶鋼工程設(shè)計(jì)統(tǒng)一規(guī)定儀表氣源的要求為“氣體露點(diǎn)低于一20C（工況條件下）含塵粒度小于5口m含塵量小于5mg/m3含油量不小于1mg/m'儀表用壓縮空氣一般是通過(guò)空壓站內(nèi)冷凍干燥機(jī)及吸附干燥機(jī)處理后得到的采用儀表用氣供應(yīng)普通用氣的場(chǎng)合則造成能潘。

　　關(guān)于壓縮空氣不合理使用的情況不同的鋼鐵企業(yè)因管理水平的不同而有很大區(qū)別這方面無(wú)具體數(shù)據(jù)。僅根據(jù)美國(guó)電機(jī)系統(tǒng)挑戰(zhàn)項(xiàng)目和中國(guó)電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)作為，肖除不合理使用的原因可達(dá)到5%~10%的節(jié)能效果。（注：1、美國(guó)電機(jī)系統(tǒng)挑戰(zhàn)項(xiàng)目：1993年，美國(guó)能源部（USDOE）啟動(dòng)了電機(jī)系統(tǒng)挑戰(zhàn)項(xiàng)目月的是提高電機(jī)系統(tǒng)的上海節(jié)能能效和環(huán)境質(zhì)量其中壓縮空氣挑戰(zhàn)是這個(gè)項(xiàng)目的重要部分。2、中國(guó)電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能項(xiàng)目2001年，中國(guó)政府與聯(lián)合國(guó)工業(yè)發(fā)展組織（UNIDO）美國(guó)能源部（USDOE），能源基金會(huì)（EF）合作啟動(dòng)了中國(guó)電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能項(xiàng)目。項(xiàng)目技術(shù)支持由美國(guó)勞倫斯一伯克利（LBNL）國(guó)家試驗(yàn)室負(fù)責(zé)在上海市和江蘇省進(jìn)行實(shí)施，目的是開(kāi)發(fā)一系列電機(jī)系統(tǒng)培訓(xùn)資料分析工具和示范項(xiàng)目。）建議企業(yè)建立專業(yè)能源審計(jì)團(tuán)隊(duì)與制度定期（建議每年）對(duì)全廠各區(qū)域壓縮空氣使用情況進(jìn)行審計(jì)，并提出整改意見(jiàn)深用滾動(dòng)優(yōu)化改進(jìn)的方式減少壓縮空氣的不合理使用。

　　2.2壓縮空氣泄漏根據(jù)相關(guān)資料直徑的小孔在06MPa時(shí)壓縮空氣消耗量為0.98m3/mm，功率損耗約6.5kW由于泄漏而造成的能源浪費(fèi)相當(dāng)可觀。泄漏問(wèn)題普遍存在于氣缸、電磁閥門(mén)、氣動(dòng)閥門(mén)、空氣處理元件等處。

　　另夕h在很多鋼鐵企業(yè)中空壓站多數(shù)冷干機(jī)排水的同時(shí)都存在氣水混合的情況，也造成不同程度的浪費(fèi)更為嚴(yán)重的是現(xiàn)場(chǎng)管理人員遠(yuǎn)遠(yuǎn)低估了泄漏造成的損失。

　　鶘壓縮空氣系統(tǒng)的漏氣點(diǎn)提高管理人員對(duì)于壓縮空氣泄漏損失的意識(shí)。i對(duì)冷干棚汽存在氣水混合的情況改用先進(jìn)的不翻內(nèi)膽的汽水分離器與液位控制排水器達(dá)到冷干機(jī)排水不HP氣的效果。通過(guò)上述改進(jìn)同時(shí)考慮實(shí)際操作情況取50%系數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估計(jì)壓縮空氣的電耗可降低約3%.泄露點(diǎn)的監(jiān)測(cè)方法相對(duì)簡(jiǎn)單對(duì)泄露位置的整治可以通過(guò)能耗與投資的對(duì)比分析來(lái)決定是否整改。建議通過(guò)制定考核獎(jiǎng)懲制度來(lái)定期治理。

　　23壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)有待優(yōu)化現(xiàn)象螺桿機(jī)空壓站多數(shù)按照壓力梯度對(duì)空壓機(jī)進(jìn)行加載、卸載設(shè)置或者人工對(duì)空壓機(jī)進(jìn)行加載、卸載設(shè)置缺少智能化集控設(shè)施及節(jié)能控制的手段造成能源的浪費(fèi)。

　　對(duì)策及潛力分析新型的螺桿機(jī)集控器可設(shè)置單壓帶使能源效率達(dá)到最大同時(shí)通過(guò)優(yōu)化的控制少空壓機(jī)的卸載時(shí)間節(jié)約能耗。

　　現(xiàn)象由于不斷新增技改項(xiàng)目壓縮空氣的需求量不斷增加，而由于壓縮空氣管網(wǎng)沒(méi)有改造過(guò)，管網(wǎng)的輸送壓縮空氣的能力已不能適應(yīng)新的需求情況壓縮空氣輸送過(guò)程中阻力損失較大。

　　對(duì)策及潛力分析通過(guò)對(duì)需求量分析，管道設(shè)計(jì)流速選擇，合理的設(shè)置管路少壓縮空氣管路損失節(jié)約能耗；通過(guò)聯(lián)通管道，調(diào)節(jié)不同空壓站內(nèi)空壓機(jī)負(fù)荷少空載及放散節(jié)約能耗。

　　現(xiàn)象根據(jù)某鋼鐵企業(yè)冷軋單元空壓機(jī)比功率進(jìn)行的測(cè)算，單獨(dú)空壓機(jī)的比功率為65kW/（m3/min），加上干燥裝置為8.7kW/（m3/min），而通過(guò)傳輸壓降后變?yōu)?.6kW/（m3/min）。結(jié)合實(shí)際情況認(rèn)為冷凍干燥機(jī)的排水存在氣水混合及微熱再生吸附干燥機(jī)的再生耗氣（約7%）是造成了比功率大幅度增加的主要原因。

　　對(duì)策及潛力分析采用壓縮熱干燥機(jī)（再生耗氣約2%）代替微熱再生式干燥機(jī)可節(jié)省約5%的耗氣量，但往往由于壓縮熱干燥機(jī)出口空氣露點(diǎn)（含水量）不能穩(wěn)定需輔助電加熱。考慮到采用壓縮熱干燥機(jī)代替微熱再生式干燥機(jī)存在較大的節(jié)能潛力應(yīng)盡快推廣。

　　24螺桿機(jī)變頻有待推廣螺桿機(jī)變頻技術(shù)為較為成熟的技術(shù)通過(guò)變頻節(jié)能的改造，改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速產(chǎn)氣量根據(jù)系統(tǒng)壓力值進(jìn)行平滑調(diào)節(jié)節(jié)能效果明顯。根據(jù)寶鋼二期焦?fàn)t空壓站改造的經(jīng)驗(yàn)?zāi)芎慕档图s20%. 25空壓機(jī)潤(rùn)滑油通過(guò)將礦物油改為合成油，在寶鋼2彩涂空壓站，1420空壓站進(jìn)行試點(diǎn)，已經(jīng)取得了很好的效上海節(jié)能果，目前螺桿機(jī)能耗降低約5%，離心機(jī)能耗降低3寶鋼壓縮空氣節(jié)能的實(shí)踐寶鋼壓縮空氣系統(tǒng)大量應(yīng)用粗略估算年用電量至少5億kWh以上。寶鋼的壓縮空氣系統(tǒng)在各廠區(qū)相對(duì)獨(dú)立主要機(jī)型為螺桿式壓縮機(jī)和離心式壓縮機(jī)甩機(jī)的總裝機(jī)容量達(dá)到13萬(wàn)kW.盡管寶鋼的壓縮空氣系統(tǒng)總體運(yùn)行狀況良好，可以滿足生產(chǎn)用氣需要。但是，依舊存在較大的節(jié)能潛力。根據(jù)筆者調(diào)查，目前存在的主要問(wèn)題如下：終端用氣設(shè)備用氣不合理；供氣壓力與用氣壓力合理匹配；0壓縮空氣系統(tǒng)能源計(jì)量考核；上述問(wèn)題的存在都會(huì)對(duì)壓縮空氣系統(tǒng)能耗產(chǎn)生較大影響，但是通過(guò)采取一定的技術(shù)措施和管理手段可以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

　　寶鋼壓縮空氣系統(tǒng)的節(jié)能主要從四個(gè)層面考慮：在終端用氣設(shè)備上進(jìn)行“省氣”除了在管理上增強(qiáng)用氣人員的節(jié)能責(zé)任心，避免不合理用氣、用氣浪費(fèi)等還有對(duì)終端用氣設(shè)備（如噴嘴）的改進(jìn)提高用氣的使用效率；機(jī)組性能的提高，包括壓縮機(jī)本體優(yōu)化設(shè)計(jì)和壓縮機(jī)系統(tǒng)的變速調(diào)節(jié)技術(shù)以及輔助設(shè)備技術(shù)的改進(jìn)，聞滑油系統(tǒng)改進(jìn)等；）壓縮空氣系統(tǒng)的管網(wǎng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行參數(shù)的匹配以及曰常管理和維護(hù)；4）先進(jìn)節(jié)能技術(shù)的使用比如壓力流量控制技術(shù)、空壓機(jī)集中控制技術(shù)和空壓機(jī)余熱回收技術(shù)等。

　　目前寶鋼已經(jīng)專門(mén)組建了壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能團(tuán)隊(duì)通過(guò)大量的調(diào)研與技術(shù)交流對(duì)全廠的壓縮空氣系統(tǒng)的節(jié)能潛力進(jìn)行梳理，十余個(gè)節(jié)能改造項(xiàng)目正在形成年節(jié)電量將達(dá)到2000萬(wàn)kWh以上。這項(xiàng)工作正在進(jìn)行之中。

　　4結(jié)論壓縮空氣系統(tǒng)在鋼鐵企業(yè)中是能耗大戶壓縮空氣從其成本上講是一種“昂貴”的能源。壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能潛力巨大應(yīng)該引起國(guó)家與企業(yè)的足夠重視。

　　對(duì)于高耗能的壓縮空氣系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造提高其運(yùn)行效率是一個(gè)系統(tǒng)工程主要包括高效電動(dòng)機(jī)與壓縮機(jī)的優(yōu)化匹配空壓機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)的提升以及空壓機(jī)調(diào)節(jié)技術(shù)的更新優(yōu)化壓縮空氣運(yùn)行參數(shù)和減少壓縮空氣的浪費(fèi)等等技術(shù)應(yīng)用。

　　做好空壓機(jī)系統(tǒng)的降耗工作對(duì)降低鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行成本緩解我國(guó)電力供應(yīng)緊張具有一定作用和意義。