【壓縮機網】1、壓縮空氣在鋼鐵企業中的應用

　　空氣具有可壓縮性，經空氣壓縮機做機械功使本身體積縮小、壓力提高后的空氣叫壓縮空氣。壓縮空氣是一種重要的動力源，與其它能源比，它具有下列明顯的特點：清晰透明，輸送方便，沒有特殊的有害性能，沒有起火危險，不怕超負荷，能在許多不利環境下工作，且空氣在地面上到處都有，取之不盡。

　　在鋼鐵企業中，壓縮空氣的使用包含在各個生產環節之中。其主要用途可以分為:燒結氣力輸送、高爐噴吹、連鑄汽霧冷卻、轉爐底吹、鋼帶表面吹掃、各種氣動儀表閥門、氣動馬達、脈沖袋式除塵器反吹、氣力輸灰等。

　　2、壓縮空氣系統的耗能分析

　　2.1壓縮過程中的能量損失

　　在壓縮空氣過程中，空氣的壓縮由于部件之間的摩擦，往往會伴隨著熱量的產生，這些熱量以散熱形式排放到環境當中，對壓縮空氣系統的能源損失來說是主要的一個原因。以螺桿式壓縮系統為例，壓縮過程產生的熱能可高達44%左右。

　　2.2系統入口空氣的溫濕度影響

　　壓縮空氣系統里，在相同條件下，濕空氣的壓縮由于水分子的勢能較大，壓縮起來所需要消耗的能量是比較大的。此外，如果空氣的濕度太大，會在壓縮過程中產生凝結的現象，對設備的損傷比較大，也會增加能源的損耗。在同樣的條件下，空氣的溫度越高，所需的能量也越大，能量的損耗也越大。經實驗表明：空氣的溫度每降低3℃，可以減少2%的能源損耗。[1]

　　2.3傳輸管道的能源損耗

　　一般而言，對于一個壓縮空氣系統而言，管道方面的能源消耗存在兩種問題。一種是壓縮空氣系統的管道由于使用時間過久，加之企業對設備管理維護的不重視，管道老化而導致管道的泄漏，造成能源的損失；另一種是由于傳輸管道的分布不合理，出現較多壓力沿程損失、局部損失等問題，這些問題主要由于管道存在過多的彎頭、三通、變徑、過濾網、閥門等問題，造成路徑壓力的損失，從而導致壓縮空氣系統的能源損失。[1]

　　3、壓縮空氣系統的節能分析

　　在壓縮空氣系統的節能研究上，美日等國走在了世界的前列，其針對壓縮空氣系統設計、運行、維護和評估等方面進行了系統地研究，取得了較大的經濟效益。我國尚未形成全國性的科研組織，其研究還處于獨立、初期探索階段。對于我國空壓機年電耗近3000億kWh的規模來講，推進壓縮空氣系統節能有望年節約用電600億kWh，將是一個新興的產業鏈。

　　3.1.空壓站平面布局決策

　　根據用戶分布情況及使用特點，空壓站應根據實際情況采用適宜的布局策略。如用氣點比較單一、用戶之間距離較遠，且用氣品質不同時可采用就近單站布置原則；當用氣點比較散亂、用氣壓力規格相近時，則可考慮集中供應原則。

　　單站布置原則，側重于用戶就近使用，優點是能夠減少輸送管網的投資，降低壓縮設備輸送能耗。缺點是壓縮設備產能需與用戶消耗量相匹配，一旦工況發生變動，易造成空壓機放散，或低負荷遠離風機最佳工況點運行，造成壓縮效率下降。

　　集中布置原則，適合成群用戶點使用，優點是空壓機運行效率較高、管網壓力波動較小。缺點是輸送管網初始投資大，因為要降低輸送能耗比，需要較大的管徑來減少流速，以降低管網沿程阻力損失。

　　兩種布置原則各有優缺點，前期規劃決策時，應先通過調研和經濟分析，再折算成歷年的能耗效益指標進行對比，來確定鋼鐵企業空壓站布局方案。

　　3.2壓縮空氣系統生產工藝優化

　　根據壓縮空氣生產流程，空壓機將空氣的體積進行壓縮，提高其壓力后，作為一種動力源進行使用。針對壓縮空氣系統的節能減排，可以從壓縮機做功效率、干燥凈化損耗、空壓機出口管路設計等方面進行研究，以提高設備能效比，降低運行成本。

　　3.3壓縮空氣余熱應用

　　空壓機是通過電能將機械能轉換成壓縮能的設備，壓縮能耗僅占空壓機總電耗的15%，剩余85%的能量以壓縮熱被冷卻的方式消失于環境中，而這部分能量還有約60%可以被回收利用。一般來講，高于60℃就有利用的價值。對于空壓機出口近100℃的壓縮空氣，其余熱利用空間很大，既可以直接換熱得到45℃的熱水作為生活衛生用熱水，還可以采用溴化鋰吸收式熱水機制取更高溫度的熱水用于供暖等用途，極大地提高了二次能源的利用率。

　　3.4壓縮空氣儲能新技術的應用

　　基于電網峰谷電價差，在電力低谷時段用壓縮機產氣并儲存至大型儲能設施內，到電力高峰時段將儲能設施內的氣體釋放至用戶管網，不僅可以緩解我國大部分地區電力的緊張情況，而且對鋼鐵企業來講，充分利用了分時電價的政策，也是一個高收益的節能項。

　　4、結論

　　隨著國內環保形勢日益嚴峻，鋼鐵企業逐漸步人清潔生產模式，以更低的生產成本和能源消耗來促成企業經濟效益的新增長點。壓縮空氣系統，作為僅次于電力的第二大動力源，其所消耗電量在企業總電耗中占據著重要的比重，進行節能優化研究，將會有效地減少鋼鐵企業運行成本，對企業來說具有顯著的經濟效益和社會效益。

　　參考文獻

　　[1]于菲.壓縮空氣系統耗能與節能分析.建材發展導向，2017，02

　　[2]劉興.步彬.壓縮空氣系統節能優化技術.冶金動力，2018，02