综述制氧机的节能和措施

　　1空压机节能途径

　　11主冷液面与空压机节能

　　每台空分的主冷凝蒸发器（简称主冷）都有一个设计液面，低于此液面会减少换热面积，影响工况，高于此液面将增加空压机的能耗，其具体情况可由以下计算得知。

　　12冷却器与空压机节能

　　空压机的压缩一般分多级进行，本单位的ITY-57.5/5.5-型空压机有5级，分4级冷却，冷却器效果不佳，直接增加压缩机功耗，见图1（以二级压缩为例）。

　　压缩机在**级压缩后，立即进入一级冷却器进行冷却，若冷却器效果好，则温度可降至T1，若冷却器冷却效果差，则只能降至T%处，以上阴影部分面积则是冷却器冷却效果差所增加的空压机额外功，据资料介绍，出冷却器气体温度上升3&，则会引起下一级功耗增加1%.从这一实例中可见冷却器的关键作用，建议，每年对冷却器进行清洗一次，以减少空压机不必要的能耗损失。

　　13进气压力与空压机节能

　　空气在吸入空压机前，要经过两层过滤棉网，因此其进气压力一般为负压，若滤网不定期更换，则会引起进气压力进一步下降，从而使空压机压差扩大，引起空压机能耗上升，以6000Nm3 /h制氧机为例，按公式（3）计算其结果如表3.表3不同进气压力下空压机等温功项目P1（标准）（-900Pa）P2（-1000Pa）P3（-1100Pa）P4（-1200Pa）

　　空压机功耗，kWh/h01851从上表可知，进气压力每降低100Pa，则空压机功耗上升1.00kWh左右，运行时间越长，则空压机增加的能耗越多，可见空压机进气压力也是个不容忽视的问题，应定期更换滤网，以提高进气压力。

　　2合理操作的节能途径

　　21空压机变工况调节

　　炼钢的用氧特点是用量时大时小，这样就有可能导致氧气的放散，本单位有15%的氧气放散。所谓空压机变工况调节是指在用氧高峰期，开大空压机进口导叶，增大空气量，提高氧气产量，在用氧低谷期，减少空压机导叶开度，降低空气量，减少氧气产量。根据空压机特性曲线（图2）可知，空气量的减少使空压机作功减少，从而达到节能目的。

　　在实际操作中，应及时了解用户的用氧情况，根据时间长短决定调节空压机的导叶开度，实现空压机的变工况调节。

　　22利用液氧贮槽减少开机时间

　　空分大加温后的重新开机，是一个只耗能而无产品输出的过程，如果能减少开机时间，便能达到节能目的。

　　空分的第四阶段是积液过程，该过程所占时间为整个开机时间的50%，本单位6000 Nm3 /h制氧机积液时间为18h，若能在第四阶段，当塔内冷透以后，将贮槽中的液氧直接反灌于上塔主冷，则至少可以减少15h左右的积液时间。对于本单位制氧机来说，15h的电耗在5万kWh以上，由于制氧每年都要大加温，这样节能效果也十分可观。

　　23大小氧压机的合理使用

　　本站有两台4M16氧压机，电机功率为1250kW，设计气量为5600Nm3 /h，另有6台ZY-33/30型小氧压机，电机功率为400kW，设计气量为1980Nm 3 /h，正常运行时，一般开一台4M16机，或开3台ZY-33/30机，两者都能满足供氧要求，但大氧压机比小氧压机电耗多出约2000kWh，原因可作如下解释：

　　（1）大氧压机是异步电机，小氧压机是同步电机。

　　（2）炼钢用氧管道压力是不稳定的，时大时小，当用氧低谷时，4M16氧压机，只能通过机后放空或机后打回流入低压罐放空，其电耗不变，而ZY-33/30型小氧压机由于是多台同时运行，故可以在炼钢用氧减少时，停掉其中一台或两台，从而达到节能目的。

　　根据以上分析，我们在日常操作中，以开小氧压机为主，在多台小氧压机出现故障时，才考虑开动大氧压机。

　　3技术改造的节能途径

　　31提高充瓶氧压机的机前压力

　　充瓶氧压机的机前压力一般为常压，若能提高机前压力，则氧压机压缩比减小（机后150kgf/cm2不变），氧压机在气量不变的情况下，作功会减小，自然能够节电，我们的作法是：从球罐引压力氧进入充瓶氧压机，以提高进气压力，以达到减小压缩比目的。

　　将改造前，后的数据代入上式其结果是：改造前充瓶氧压机每小时功耗34.4kWh，改造后为13.3kWh，其节电效果显着。

　　32减少故障停机

　　空压机每次停机都会引起空分中断生产，而要重新恢复需2~3h，在这恢复启动的时间内，由于没有产品输出，故这部分电能白白浪费，据粗略估计，本站6000Nm3 /h制氧机重新恢复启动电耗为1万kWh左右，停机次数越多，电能损耗越大。造成空压机停机的原因主要是仪表和电气故障，仪表故障中轴向位移故障出现的频率*高，电气故障中以励磁柜故障*频繁。

　　（1）轴向位移计改造6000Nm 3 /h空压机原轴向位移采用的是液压式轴位移计。

　　来自油站的压力油经过喷嘴节流后，喷向轴端面，轴端面与喷嘴的距离（间隙）决定了仪表的示值，这种轴位移计受油压的波动影响较大，甚至误动作造成联锁停机，我们的改造方法是：将液压轴位移计拆除，安装一套RDZW型轴位移保护监视装置，该装置由DWQZ型涡流传感器和RDZW-ZN型轴向位移监视仪两大部分组成，利用涡流原理对空压机的轴向位移进行非接触式监视，测量和保护，完全不受油压影响。

　　改造后一直未出现过轴位移计故障。

　　（2）励磁柜改造本站6000Nm3 /h空压机的拖动电机（3700kW）所配制的励磁装置故障频繁，曾造成过开机时需多次启动或正常运行时多次停机。我们的改造方法为：采用RCL系列晶闸管集成化控制单元，该集成电路调节器，触发电路及直流电源集中在一块电路板上，其结构紧凑，再加上其电路设计水平一流，因此，改造后励磁柜工作十分稳定，从未出现过因励磁问题而引起空压机故障停机的现象。

　　生产实践显示，空压机的稳定运行也应引起高度重视，减少停机次数，就意味着减少电耗的白白浪费。本站1998年停机次数达12次，其中故障停机在5次以上，改造后1999年只发生1次故障停机，减少电能损耗4万kWh.

　　33压力氮的巧妙利用

　　（1）用于空压机碳刷冷却本站6000Nm3 /h空压机共有2只碳刷块，皆为本公司生产的，由于质量差，其温度很高，夏季*高时达到80&左右，曾出现碳刷融毁的现象，为防止碳刷温度过高，引起空压机停机，我们一度采用3台1.2kW的风机24h不停地对准碳刷加强冷却。后来，我们采用低温压力氮气和常温压力氮气配合调节气源温度，并用12根分管将压力氮气源分别送到各个碳刷点，对碳刷强行吹冷，由于冷气集中，所以冷却效果很好。从而取代了3台风机。

　　（2）低温压力氮取代氟里昂预冷器

　　氟里昂预冷器在氩净化系统中主要用于冷却工艺氩，使工艺氩由40&，降为5&~ 10&，以达到除水份目的。氟里昂冷冻机属连续运转设备，故障多，又容易产生泄漏，维修量大，若用低温压力氮气取代冷冻机的话，则不仅免去维修，而且还节约了电能。

　　为使压力氮冷量得以充分利用，压力氮*好从板式中部抽取，此处温度为-100&，低温氮气用量的大小，随着工艺氩量的增加而增加，由于量小，对塔内影响微乎其微，再加上塔内冷量主要来源于效率较高的膨胀机，其制冷效果明显优于冷冻机，从而决定了改造可以节约电能。

　　4结束语

　　制氧机在工艺上的复杂性，设备上的多样性，决定了其节能途径有很多，倘若在实际运作中，能多从节能降耗的角度去考虑问题，则会找出很多适合本单位特点的节能措施，取得的效果也很明显，本单位1999年的氧气综合电单耗，由1998的0.87kWh/Nm3 O2，降低到0.81kWh/Nm3 O2，节约用电约270万度，节能效果明显。