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摘 要：文章就淮钢公司空压站布置、空压机能耗情况进行分析，阐述空压站改造的必要性，同时就改造方案、存在问题及采取的对策进行阐述和总结。
关键词：空压机机型落后、能耗大；空压站改造；水泵安装方案
中图分类号：TQ520.5 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）11-0018-03
江苏沙钢集团淮钢特钢股份有限公司目前拥有一条从意大利引进的具有国际先进水平的70 t超高功率电炉-精炼炉-连铸-连轧“四位一体”的短流程优钢中小型棒型材生产线和一条国内先进水平的100 t转炉-LF钢包精炼炉-RH真空脱气炉-连铸-配套中、小型棒型材连轧生产线各一条。一条从意大利引进的可生产直径380～600 mm的大圆坯生产线，及与之配套的直径90～250 mm特钢大棒材生产线，年产弹簧钢、轴承钢、船用锚链钢、合金管坯钢、汽车用钢等优特钢、材300万t。
由于各个项目建设时间不同，环境不同，当时仅考虑到某一项目而未作长远计划，导致每个项目都需要配套建设一套公辅设施，给下一次新项目的建设及生产带来一定的麻烦。本文就淮钢空压站的改造情况进行总结，力求为今后的改造带来新的思路。淮钢目前拥有的空压站数量及装备如表1所示。
上述电炉空压站、一轧空压站机型为活塞空压机，均为70年代产品，机型落后，效率低，故障频繁，机物料消耗高，属于淘汰产品，已不能满足正常生产的需要，因此必须对此空压站进行改造。
1 改造内容
1.1 方案选择
施工地点的选择，首先要考虑该地块所处的位置，拟靠近现有厂房或路边，尽可能不占用企业的发展用地或较大的地块。其次考虑设备冷却水、供电、压缩空气管道的走向。
根据淮钢现场实际情况，对电炉空压站改造提出2个方案：
方案一，在电炉空压站内原地改造。即拆除现有的5台活塞式空压机，新建3台300 m3/min离心机，一次性上2台离心机组（1用1备）。离心机低压电源利用原空压站电源，高压电源利用原高压室，从220 kV变电所重新敷设一路高压电缆可以满足要求。
该方案优点：冷却水可利用原空压站现有冷却水系统，不需要新建供水泵站；利用原厂房安装空压机，不再新建厂房，储气罐可以利用原停用的120 m3的氧气球罐（要进行改造），不再另外增加储气罐；环境较好，有利于空压机运行；供气管网距离使用点短，减少投资。
存在问题：如果电炉厂实施技术改造，该空压站位置可能对今后的改造成影响，有拆迁的可能；因为是原地改造，要保证不影响电炉、二轧厂的正常生产，难度很大。
方案二，在现大棒空压站东侧新建空压站，内设3台300 m3/min离心机，先上2台（1用1备）。
优点：新建空压站不影响生产；新建空压站可与原空压站统一管理；大棒空压站东侧地皮因为地点限制，即使以后再进行技术改造时，用不到该地皮，可永久设置。
存在问题：冷却水系统来自于转炉3#泵站，现3#泵站配电室没有空间再增加配电柜；高压电源来自转炉2#泵站高压室，高压室空间有限，可满足2台300 m3/min离心机高压电源；投资较大。
最后，经过公司领导及相关部门讨论并经集团公司批准，为了给今后电炉改造留有空间，决定按方案二实施。按2台300 m3/min离心机实施。
1.2 改造具体内容
①新建厂房。
②机械设备、电气设备采购。
③管道施工。由于新建1台300 m3/min离心空压机，该产气量大于电炉、二轧厂生产用气量，因此为保证设备正常运行（不放散），将新建管道与老管道之间通过阀门实现互通。
④设备安装、调试。新建的空压机按常规安装，因为不影响生产，不作详细说明。本文重点阐述对生产有影响的冷却水改造过程。
在设备冷却水改造过程中，由于原300 m3/min离心机冷却水泵流量不能满足新增空压机的要求，必须更换为大流量水泵。但在更换过程中不能影响原300 m3/min离心机的运行，经过对现场分析给出以下施工方案，如图1所示。
水泵基础不变，利用原水泵基础。
原300 m3/min离心机供回水管道不变，否则影响原300 m3/min离心机的运行。新增一路DN250、DN300的供回水管到新建空压站为设备提供冷却水。
由于原300 m3/min离心机供水管不变，因此在水泵出口到阀门间的管道需要调整，由原DN200调整为DN300，这样保证流量保证要求。
在具体实施过程中，逐台更换。一台更换好以后需要运行一段时间确认无问题后，再安排更换另外一台。
在更换水泵过程中，电气自动化同时协调到位，同步施工，同步运行。由于配电室无空间安装变频柜，安装在现场，动力电源取自2#泵站。
⑤电气自动化安装、调试。
⑥新建空压站投运后，对原大棒空压站内的13台空压机进行远程控制改造，将13台空压机的工作参数传送到新空压站的控制室内，实现远程操作和集中监控，大大减轻了操作工的工作量。
1.3 改造后效果
该工程经过8个月的施工，于2011年8月投入运行，解决了电炉、二轧厂的用气问题，同时将5台活塞式空压机全部拆除。另外，考虑到一轧空压站内的6台活塞式空压机问题，将新建空压站的压缩空气管道敷设到一轧厂，彻底淘汰活塞空压机。
该项目的实施，一方面缓解了公司用气紧张的局面，另一方面节约了能源和生产成本，由于新增一台300 m3/min离心机，目前已停用了11台40 m3/min的活塞式空压机（共减少装机容量为2 514 kW，与新增一台1 600 kW比较减少了914 kW，仅电费每年可节约300万元）。 2 几点思考
①由于淮钢地处苏北，经济条件现对落后，在建设项目过程中，不能很好地统筹、兼顾考虑企业远景规划，导致了公司内部空压站众多，而且每个空压站内都有1～2台的备用空压机，造成资源浪费。建议在建设新项目过程中，如条件许可，项目配套的公辅设施（空压站、水处理等）尽量集中布置，设备能力留有余量或留有再建的空间，以便于统一管理，从而减少资源浪费。
②淮钢在建设项目过程中，将普气与干燥气分开，尽管建设投资稍大些，但减少了生产运行成本，况且并非所有的用气点都必须采用干燥气（如连铸气雾用气），有利于节能减排。
普气与干燥气能耗比较，普气为空压机出口气体不经过干燥器处理的气体。而如果生产干燥气，则需配干燥器。目前公司采用的干燥器形式基本为微热再生吸附式干燥器和无热再生吸附式干燥器，其中微热再生需消耗7%～8%的压缩空气，无热再生需消耗13%～15%的压缩空气，现以300 m3/min离心机配300 m3/min微热再生干燥器为例说明（电耗按电机铭牌功率计算）：
300 m3/min离心机每小时生产普气量为300 m3/min×60 min=18 000 m3，电耗1 600 kW。普气电耗为：1 600÷18 000=
0.089 kw/m3。
300 m3/min离心机生产干燥气量为276 m3/min×60 min=16 560 m3，电耗为1 627.5 kW。干燥气电耗为：1 627.5÷
16 560=0.098 kW/m3（因为在再生过程中消耗气体8%，则消耗气体300×0.08=24 m3/min，即300 m3/min离心机生产的压缩空气经过干燥后可生产276 m3/min的干燥气。干燥气电耗除空压机电耗外，还有干燥器中的电加热器（110 kW）电耗，按每小时工作15 min计，所以总电耗为1 627.5 kW）。
可以得出结论：300 m3/min离心机生产干燥气较仅生产普气年多耗电129.6万kW·h（按8 000 h计），按0.6元/kW·h计算，年多支出约78万元（不包括干燥器维护费用及吸附剂消耗）。
从节能环保角度看，建议分两路供气，即普气、干燥气分别供应。
③在条件许可的情况下，对淮钢的气体空压站进行改造，陆续淘汰螺杆机，选择离心机。
螺杆机与离心机消耗进行比较：
螺杆机日常消耗主要为更换油滤、空滤、油封、润滑油，据了解1台40 m3/min的螺杆机（250 kW）年消耗约为13万元左右，66 m3/min螺杆机（400 kW）年消耗约为20万元左右。
离心机日常消耗主要为更换空滤，据了解1台300 m3/min离心机（1 600 kW）年消耗为25万元左右。
由于1台离心机出气量相当于7台40 m3/min螺杆机、4台66 m3/min的螺杆机，从机物料消耗、电耗方面比较，离心机较螺杆机机消耗小。
可以得出结论：在条件许可的情况下，应逐步淘汰螺杆机，采用离心机来代替螺杆机。
参考文献：
[1] 陈松泽，王连民，梁文特.空压站存在的问题及改造措施[J].燃料与化工，2007，（5）.
关键词：空压机机型落后、能耗大；空压站改造；水泵安装方案
中图分类号：TQ520.5 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）11-0018-03
江苏沙钢集团淮钢特钢股份有限公司目前拥有一条从意大利引进的具有国际先进水平的70 t超高功率电炉-精炼炉-连铸-连轧“四位一体”的短流程优钢中小型棒型材生产线和一条国内先进水平的100 t转炉-LF钢包精炼炉-RH真空脱气炉-连铸-配套中、小型棒型材连轧生产线各一条。一条从意大利引进的可生产直径380～600 mm的大圆坯生产线，及与之配套的直径90～250 mm特钢大棒材生产线，年产弹簧钢、轴承钢、船用锚链钢、合金管坯钢、汽车用钢等优特钢、材300万t。
由于各个项目建设时间不同，环境不同，当时仅考虑到某一项目而未作长远计划，导致每个项目都需要配套建设一套公辅设施，给下一次新项目的建设及生产带来一定的麻烦。本文就淮钢空压站的改造情况进行总结，力求为今后的改造带来新的思路。淮钢目前拥有的空压站数量及装备如表1所示。
上述电炉空压站、一轧空压站机型为活塞空压机，均为70年代产品，机型落后，效率低，故障频繁，机物料消耗高，属于淘汰产品，已不能满足正常生产的需要，因此必须对此空压站进行改造。
1 改造内容
1.1 方案选择
施工地点的选择，首先要考虑该地块所处的位置，拟靠近现有厂房或路边，尽可能不占用企业的发展用地或较大的地块。其次考虑设备冷却水、供电、压缩空气管道的走向。
根据淮钢现场实际情况，对电炉空压站改造提出2个方案：
方案一，在电炉空压站内原地改造。即拆除现有的5台活塞式空压机，新建3台300 m3/min离心机，一次性上2台离心机组（1用1备）。离心机低压电源利用原空压站电源，高压电源利用原高压室，从220 kV变电所重新敷设一路高压电缆可以满足要求。
该方案优点：冷却水可利用原空压站现有冷却水系统，不需要新建供水泵站；利用原厂房安装空压机，不再新建厂房，储气罐可以利用原停用的120 m3的氧气球罐（要进行改造），不再另外增加储气罐；环境较好，有利于空压机运行；供气管网距离使用点短，减少投资。
存在问题：如果电炉厂实施技术改造，该空压站位置可能对今后的改造成影响，有拆迁的可能；因为是原地改造，要保证不影响电炉、二轧厂的正常生产，难度很大。
方案二，在现大棒空压站东侧新建空压站，内设3台300 m3/min离心机，先上2台（1用1备）。
优点：新建空压站不影响生产；新建空压站可与原空压站统一管理；大棒空压站东侧地皮因为地点限制，即使以后再进行技术改造时，用不到该地皮，可永久设置。
存在问题：冷却水系统来自于转炉3#泵站，现3#泵站配电室没有空间再增加配电柜；高压电源来自转炉2#泵站高压室，高压室空间有限，可满足2台300 m3/min离心机高压电源；投资较大。
最后，经过公司领导及相关部门讨论并经集团公司批准，为了给今后电炉改造留有空间，决定按方案二实施。按2台300 m3/min离心机实施。
1.2 改造具体内容
①新建厂房。
②机械设备、电气设备采购。
③管道施工。由于新建1台300 m3/min离心空压机，该产气量大于电炉、二轧厂生产用气量，因此为保证设备正常运行（不放散），将新建管道与老管道之间通过阀门实现互通。
④设备安装、调试。新建的空压机按常规安装，因为不影响生产，不作详细说明。本文重点阐述对生产有影响的冷却水改造过程。
在设备冷却水改造过程中，由于原300 m3/min离心机冷却水泵流量不能满足新增空压机的要求，必须更换为大流量水泵。但在更换过程中不能影响原300 m3/min离心机的运行，经过对现场分析给出以下施工方案，如图1所示。
水泵基础不变，利用原水泵基础。
原300 m3/min离心机供回水管道不变，否则影响原300 m3/min离心机的运行。新增一路DN250、DN300的供回水管到新建空压站为设备提供冷却水。
由于原300 m3/min离心机供水管不变，因此在水泵出口到阀门间的管道需要调整，由原DN200调整为DN300，这样保证流量保证要求。
在具体实施过程中，逐台更换。一台更换好以后需要运行一段时间确认无问题后，再安排更换另外一台。
在更换水泵过程中，电气自动化同时协调到位，同步施工，同步运行。由于配电室无空间安装变频柜，安装在现场，动力电源取自2#泵站。
⑤电气自动化安装、调试。
⑥新建空压站投运后，对原大棒空压站内的13台空压机进行远程控制改造，将13台空压机的工作参数传送到新空压站的控制室内，实现远程操作和集中监控，大大减轻了操作工的工作量。
1.3 改造后效果
该工程经过8个月的施工，于2011年8月投入运行，解决了电炉、二轧厂的用气问题，同时将5台活塞式空压机全部拆除。另外，考虑到一轧空压站内的6台活塞式空压机问题，将新建空压站的压缩空气管道敷设到一轧厂，彻底淘汰活塞空压机。
该项目的实施，一方面缓解了公司用气紧张的局面，另一方面节约了能源和生产成本，由于新增一台300 m3/min离心机，目前已停用了11台40 m3/min的活塞式空压机（共减少装机容量为2 514 kW，与新增一台1 600 kW比较减少了914 kW，仅电费每年可节约300万元）。 2 几点思考
①由于淮钢地处苏北，经济条件现对落后，在建设项目过程中，不能很好地统筹、兼顾考虑企业远景规划，导致了公司内部空压站众多，而且每个空压站内都有1～2台的备用空压机，造成资源浪费。建议在建设新项目过程中，如条件许可，项目配套的公辅设施（空压站、水处理等）尽量集中布置，设备能力留有余量或留有再建的空间，以便于统一管理，从而减少资源浪费。
②淮钢在建设项目过程中，将普气与干燥气分开，尽管建设投资稍大些，但减少了生产运行成本，况且并非所有的用气点都必须采用干燥气（如连铸气雾用气），有利于节能减排。
普气与干燥气能耗比较，普气为空压机出口气体不经过干燥器处理的气体。而如果生产干燥气，则需配干燥器。目前公司采用的干燥器形式基本为微热再生吸附式干燥器和无热再生吸附式干燥器，其中微热再生需消耗7%～8%的压缩空气，无热再生需消耗13%～15%的压缩空气，现以300 m3/min离心机配300 m3/min微热再生干燥器为例说明（电耗按电机铭牌功率计算）：
300 m3/min离心机每小时生产普气量为300 m3/min×60 min=18 000 m3，电耗1 600 kW。普气电耗为：1 600÷18 000=
0.089 kw/m3。
300 m3/min离心机生产干燥气量为276 m3/min×60 min=16 560 m3，电耗为1 627.5 kW。干燥气电耗为：1 627.5÷
16 560=0.098 kW/m3（因为在再生过程中消耗气体8%，则消耗气体300×0.08=24 m3/min，即300 m3/min离心机生产的压缩空气经过干燥后可生产276 m3/min的干燥气。干燥气电耗除空压机电耗外，还有干燥器中的电加热器（110 kW）电耗，按每小时工作15 min计，所以总电耗为1 627.5 kW）。
可以得出结论：300 m3/min离心机生产干燥气较仅生产普气年多耗电129.6万kW·h（按8 000 h计），按0.6元/kW·h计算，年多支出约78万元（不包括干燥器维护费用及吸附剂消耗）。
从节能环保角度看，建议分两路供气，即普气、干燥气分别供应。
③在条件许可的情况下，对淮钢的气体空压站进行改造，陆续淘汰螺杆机，选择离心机。
螺杆机与离心机消耗进行比较：
螺杆机日常消耗主要为更换油滤、空滤、油封、润滑油，据了解1台40 m3/min的螺杆机（250 kW）年消耗约为13万元左右，66 m3/min螺杆机（400 kW）年消耗约为20万元左右。
离心机日常消耗主要为更换空滤，据了解1台300 m3/min离心机（1 600 kW）年消耗为25万元左右。
由于1台离心机出气量相当于7台40 m3/min螺杆机、4台66 m3/min的螺杆机，从机物料消耗、电耗方面比较，离心机较螺杆机机消耗小。
可以得出结论：在条件许可的情况下，应逐步淘汰螺杆机，采用离心机来代替螺杆机。
参考文献：
[1] 陈松泽，王连民，梁文特.空压站存在的问题及改造措施[J].燃料与化工，2007，（5）.