大型压缩机节能改造新技术应用分析

2021-04-03狄建森

中国设备工程 2021年11期

狄建森

（河南国鑫环保科技有限公司，河南三门峡 472500）

在号召节能减排的当下，压缩机的节能改造工作也在不断的深入，在这过程中设备不断升级改进，能源浪费的情况有所缓解，但是节能减排工作还需要不断的深入。

1 大型压缩机的运行问题

（1）压缩能力低、能耗高。一些大型压缩机考虑到了节能的需求，会限制压缩机的功率。在这种情况下，压缩机的压缩能力就会低于设计值，也就无法充分的发挥压缩能力。到了夏季，由于温度过高，压缩机无法很好的散热，也就无法和其它的生产线或是设备满荷运行，这就会影响到生产效率。此外，还存在着压缩机双机并联的运行情况，这种情况虽然能够增加总流量，但是，在并联的情况下，单机工作流量却有所降低，不仅工作效率受到了影响，还会产生管道阻力损失。

（2）运行状态不佳，维护成本高。部分压缩机在夏季无法稳定，运行经常会出现故障，运行的周期也无法满足设计的要求。即使事后维修，也无法有效地解决这些故障问题，机组依然无法长时间的稳定运行，这些都会给生产安全带来影响。由于故障较多，所以维修和改进工作也会比较频繁。在这种情况下增加了维护的成本。

2 压缩机能量调节和能耗

一般情况下，人们会根据具体需求选择使用不同类型的压缩机。考虑到大型的压缩机一般都是全年运行的，所以会跨越四季，可能会遇到一些极端天气或者是比较复杂的外部情况。由于施工设计不可能完全符合实际情况，所以设计压缩机工作功率时应当留有富余。

一般情况下，间歇运行是大型压缩机较为常见的能量调节类型之一。压缩机会提前设定好温度，这一温度会低于环境温度。如果压缩机在启动的过程中外界环境温度逐渐下降低于了这个设定温度，那么压缩机就会停止工作。这个过程就是间歇运行。稳定的环境温度是这种类型的理想工作环境。但在具体应用时，这种情况非常少。工作环境可能会因为温度变化极端、极端天气环境等多方面的，因素变得复杂。压缩机的每一次启停都会消耗大量的电能，甚至会污染到电网，影响到压缩机的寿命。在这种情况下，就必须要针对大型压缩机应用节能改造技术。

3 节能改造技术的具体应用

（1）优化工艺参数。优化工艺参数可以从两个方面入手，第一就是调整吸入压力。吸入压力也会影响到压缩机的功耗，如果吸入压力比较小，那么压缩机就会产生过大的能耗。所以必须要调节压缩机的吸入压力。为了消除内部阻力，可以把高效旋风入口分离器设置在其中，这个过程就能够有效地增加吸入压力。第二，降低压缩机段间压降。压缩机之所以会产生大量的能源消耗，是因为段间压降过高。为了解决这一问题，可以在极间冷却器的基础上，进行升级，应用新的高效换热器，这样管路设备和弯头也能够得到精简，冷却器结垢问题也能够得到解决。

（2）优化结构设计。第一，当前大型压缩机大多数采用了叶轮结构的形式。在此基础上可以针对叶轮进行改造，增加三元流叶轮的特点，调整整体的性能。三元流叶轮和普通的叶轮相比工作效率要更高一些，改造的过程也不需要花费较多的成本，相对于传统叶轮来说，能够获得更多的经济效益，以及更好的节能效果。第二，叶轮的表面粗糙度会给轮组带来影响。所以要抛光打磨叶轮的表面。这过程中，可以选择多种方式，例如：精车打磨或是精铸等。此外，也应当根据不同的叶轮类型采取不同的抛光打磨方式。如果叶轮外形较为规整，整体的体积也比较大，就可以使用砂带振动研抛这种方法。如果外形不够规整，甚至结构较为复杂，就可以选择液体抛光这种方式。第三，控制回流量。压缩机在运行时经常会出现喘振的情况，面对这一情况可以安装防喘振控制机构，这样就能够实时监控喘振情况并对压缩机的回流量进行严格的控制。此外，还要在回流手动控制的基础上，转化为自动控制，并完善当前的防喘振控制系统，这样压缩机在运行时就不会产生过多的能耗，节能性也能够得到提升。第四，优化管路布局。管路内的压降会直接影响到压缩机的运行。所以一定要优化管路布局这个过程，可以利用压损来评价布局方案的科学合理性。如果入口压力与出口压力之间产生的压差小于5%，那么就能够表明这种方案布局较为合理。此外，要对容易产生压损的多个构件进行计算，提高压损的精确性。日常也要加强压缩机的维护保养，这样才能够保持正常性能正常运转，并充分的发挥其节能优势。

（3）变频调节技术优化结构设计。一般情况下，为了减少压缩机的能耗，满足节能的需求，人们会采用控制流量和压力工艺等不同的方法。例如：阀门节流或是排空等，虽然这些方法也能够产生一定的效果，但是会损耗管网，造成能源浪费。在这种情况下，人们提出了变频调节技术，利用这种技术来控制压缩机的电机转速，这样流量质量就会发生改变，也就不会出现阀门节流损失，确保压缩机在运行的过程中实现节能减排。在应用这种技术的过程中，需要依靠传感器发出的信号，来对压缩机的运行转速进行调节，确保压缩机能够正常的输出回流量，并校准直接流量，也就是调节流量的精度，这种方法能够让压缩机运行得更加安全稳定。在节约能源的过程中还能够提高压缩机的卸载能力，减少运行过程中产生的噪音，减少设备的磨损速度。这个过程从两个方面入手，实现了节能，降低了电机的运转频率，减少了电机轴的输出功率；压缩机不会因为频繁的启停，消耗过多的电能。

（4）集中控制技术。即使是大型的压缩机也不是单机工作的模式，往往是由多台联合在一起共同运行的，单机工作模式比较少见。所以在节能改造时可以应用集中控制这种技术，这样就能够集中控制多台压缩机，从而有效的实现能源的节约。一般所开启的压缩机台数是固定的，在用气量下降到某个点时就可以应用集中控制技术来调整压缩机的工作时间，以及转速。用气量下降越低，那么性能就会越好，这时如果机器的功率比较大，那么就会停止。这种方式能够有效地减少工作中不必要的能耗，控制多台压缩机，确保能够处在统一的运行状态。还可以根据具体的工作需求扩大功率范围，尽可能的减少所使用的压缩机台数，这样也能够降低能耗。这种技术主要是从两个方面来实现节效果的，第一个方面就是根据具体的需求来调整压缩机的卸载时间，可以适当的缩短。第二个方面就是降低系统压力宽带。

（5）热回收技术。这种方式十分的节能环保，这个过程就是利用热交换技术，把压缩机的高温油所产生的热量传递到冷水里，在热量的作用下，冷水会被加温变热之后储存在保温贮水桶中，这个过程就实现了热回收。由于由中储存了大量的热量，在技术的处理下，又转换成了热，所以就会产生源源不断的热水。压缩机也能够在恒温的状态下工作，这些热水也能够满足生活或者工厂的生产需求。在热回收技术下产生的热水不需要花费其他的费用，所以在一定程度上也能够节约制造热水的资金。这种技术能够解决压缩机存在的散热问题，在具体应用时，还需要对压缩机主机排气口的温度进行监测。如果温度超过了80℃，那么热回收装置就可以开始工作，压缩机也不会出现过热的情况。