动力空压站（精选8篇）
动力空压站 篇1
1 编制依据及说明
编制依据:根据兰州寰球工程公司关于《第一空压站控制系统故障处理方案设计》 (L13510A~方案) 的内容。
工程特点:兰州石化公司动力厂空风车间第一套空气压缩机站 (简称一空) 由前苏联国家特殊构建物设计院设计, 于1958年建成并投用, 经过历年改造, 目前供风能力为72000Nm3/h。装置设备包括6台大型压缩机 (其中4台进口机组) , 其它辅助设备32台 (套) , 采用DCS系统控制。该装置供给炼油区各生产装置、辅助生产装置工艺空气和仪表空气。第一空压机站为兰州石化公司东区最主要的生产装置。在大检修时, 最后停工, 最早开工。
2 进度计划
具体施工进度根据石化公司大检要求和检修时间安排。
3 工程准备
3.1 原系统摸底
控制站:2套, RS3—DCS一套+MODICON PLC一套;
操作员站:5台, 2台内嵌Delta V系统的操作员站 (通过RS3与Delta V转换通讯接口RNI实现, 主机) +3台RS3系统的 (分别是22#、24#、26#, 主机为机笼板卡式;其中24#站目前故障, 不能正常工作) ;
工程师站:与RS3系统操作员站共用;
机组状态监测系统:1套, Bently3500 (密码保护) ;
露点显示仪:2台;
机柜:共7面, RS3_DCS 3面;PLC 3面;3500+露点仪1面;
4 施工内容
根据以上摸底情况, 施工方案的内容如下所示:
4.1 系统原位更新
旧系统机柜拆除, 新系统机柜安装。装置用户程序进行备份。拆除原控制系统和机柜室UPS机柜、操作台 (10面机柜, 4个操作台) ;机柜基础预制安装和接地铜板安装。
UPS安装说明:UPS厂家技术人员指导安装完成机柜和电池组的安装。完成UPS的安装和电气专业接线后, 由厂家技术人员现场确认后方可上电。UPS的调试要经厂家技术人员的协调, 仪表专业及电气专业配合完成, 各项测试结果合格后 (按照电气UPS相关验收标准执行, 做好记录) , 交电气专业保运。
4.2 3500系统机柜的改造
更新3500系统和露点显示仪的控制机柜, 机柜利旧。
4.3 控制方案的组态、调试和保运
4.3.1系统组态仪表专业需在系统拆除摸底时做好所有仪表的记录和备份, 特别是联锁报警、仪表参数、阀门故障位、复杂控制、补偿公式等, 负责解读原系统PLC的控制逻辑。最终的组态文件由工艺技术人员、设计确认后, 进行组态。
4.3.2系统调试完成系统的FAT和SAT测试, 配合电气专业完成UPS双电源冗余切换、断电续航能力的测试;完成仪表测试, 仪表回路、控制阀、联锁、程序逻辑的联校。
4.3.4确保一次性开车成功, 为装置的平稳运行保驾护航。
4.4 施工资料的整理和归档
装置开工正常后, 相关专业将施工资料进行整理。设计完成最终资料的汇总、整理和归档, 交由各维护单位进行保存和使用。
4.5 人员准备
组织专人熟悉系统设计图纸、资料, 对I/O点数、信号类型、功能和来源进行统计汇总, 参与设计交底和图纸会审, 编制施工方案。
4.6 器具、资质准备
参与人员 (包括特种作业) 要具备一定的合法资质, 在检修前准备好所有所需的标准检定器具、施工用工器具、材料;其中检定、校验用的标准仪器必须在有效期内。
5 施工方法及技术要求
5.1 仪表工程
要求组态前对所有仪表控制系统组态信息进行备份, 以备新系统组态时进行参考;拆除系统机柜上的原有仪表信号线缆, 同时对其做好标记, 进行整理。系统机柜、台开箱后, 应根据到货清单清点验收, 做好记录, 对设备缺件、损坏情况, 随机资料及证件等一并查清汇总。按照系统电源配置对其控制柜敷设电源线, 对原有接地系统进行检查 (需要电气专业人员配合) , 如有问题对其进行完善处理, 最终做好更新系统机柜的接地 (电阻≤4Ω兰州地区) 电阻测试。按照设计接线图恢复原有仪表信号电缆, 对其重新打号、压线鼻子。对新增仪表信号线缆进行检查 (用500MΩ表打线) , 敷设, 接线。对操作室的电缆进线孔洞封堵, 按照标准由专业技术人员制作。重新敷设操作台的电源 (APC双路供电) , 按照施工规范敷设工业网线 (DCS系统厂家技术人员负责完成) 。
5.2 安装工程
拆除UPS电源, 仪表机柜。先外面, 后里面, 先拆除UPS机柜, 后拆除仪表柜。拆除前需办理作业票, 在动力厂书面同意后, 方可进行拆除作业。防静电地板拆除完毕后, 摆放牢固预制好的临时作业平台。凡是液压小车经过的防静电地板区域, 全部更换为临时平台。机柜基础应使用往复锯冷切割拆除, 并做好仪表电缆的防护措施。不能使用明火割炬切割。
6 施工质量控制
6.1施工时, 严格按照《石油化工仪表工程施工技术规程》 (SH/T3521~2007) 执行, 严格按照施工图纸, 施工技术方案及措施施工, 对设备、材料的更改代用一律以工程设计修改单和工程联系单为准, 不得随意改动。
6.2施工所用设备、材料、配件在入库时应有合格证及说明书, 技术资料等, 并审查合格证和证明文件中各项指标是否齐全, 符合标准要求, 若不符合要求, 拒绝入库和使用。
6.3为了保证施工质量, 制定以下质量控制点, 供甲、乙双方或监理方检查验收。
6.4 UPS的后面板及侧板应与墙壁或相邻设备间保持20CM以上的距离, 同时请勿用物品遮盖前面板的进风口, 以免阻碍UPS风机排气孔的排气, 造成UPS内部温度升高, 影响UPS的寿命。
动力空压站 篇2
为加强空压站的消防安全管理，预防火灾事故，保障正常的生产程序，保障公司财产安全和员工生命安全，特制定本制度。
本制度适用于本公司所有空压站。规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。《建筑设计防火规范（GB50016-2006）》
《容积式空气压缩机安全要求（JB8524-1997）》内容与要求
3.1严格遵守安全操作规程，对电气设备应经常进行检查、维修、保养，保持设备正常运行。
3.2机房内严禁动用明火。严禁无关人员进入机房，经准许进入机房一律执行登记制度。
3.3凡遇油路堵塞或其他故障时，要及时排除。严禁在设备上椎放各类物品及易燃物，保持周围环境清洁。
3.4操作时要注意掌握机器和电动机运行情况，转动部分要经常检查，勤加油、勤保养，严防因摩擦发热而起火。
3.5做好安全防火工作，专人管理、专人负责，发现异常情况立即采取相应措施。
3.6在使用方便的明显位置设置相应的消防器材，并保持清洁完好。一旦发生火警会使用、会扑救、会报警（电话119）。
4考核
动力空压站 篇3
铸造工业园空压站由5台GA250W (排气量43.7m3/min) 及1台M200-2S (41m3/min) 螺杆机组构成, 后处理设备为6台处理能力44m3/min的PD4400冷冻干燥机, 干燥机配备前、后置过滤器。铸造车间最低使用压力0.50MPa。
空压机排气压力在0.65MPa～0.72MPa, 经干燥处理后外供压力在0.6 0M P a～0.6 5 M P a, 外供空气压力露点为3.8℃～7℃, 通过对铸造各车间内用气点检查, 未发现有水存在。
(1) 存在问题: (1) 冷冻干燥机压降大。外供压缩空气流量超过80m3/min时, 冷冻干燥机压降为0.03MPa, 当外供流量超过200m3/min时, 压降达到0.080.1MPa, 造成空压机排气压力必须比分气缸外供压力高0.08MPa方满足车间最低压力。 (2) 中件车间机械手压力波动影响正常使用。机械手的用气与射芯机同管路供应, 射芯机工作时因用气量大, 瞬时压力下降, 经常低于机械手最低压力, 造成机械手频繁出现报警停机, 因此必须提供远高于使用压力的压缩空气。这两个原因使空压机排气压力必须提高, 空压机排气压力一般为0.68MPa～0.73MPa, 空压站外供压力为0.6 0 M P a～0.65MPa, 高于最低使用压力0.5MPa。 (2) 空压站的能耗情况:此处需引入两个概念, 电风比和吨铸件压缩空气耗量。 (2) 电风比:每生产1km3压缩空气空压站消耗的电能, 单位kWh/km3。耗电量包括空压机耗电、冷冻干燥机耗电、水泵冷却塔耗电以及站房的照明等耗电总和。 (2) 吨铸件压缩空气耗量:生产每吨铸件所消耗的压缩空气量, 单位km3/t。为分析方便, 导入吨铸件空压站耗电的概念, 即吨铸件空压站耗电 (kWh/T) =电风比 (kWh/km3) ×吨铸件压缩空气耗量 (m3/T) /1000。电风比及吨铸件压缩空气耗量作为铸造工业园动能费用考核的两个重要指标每月统计考核。2008年1～7月份的统计结果见表1。
2降低电风比的措施
减小空压机排气与外供压力的差异:空压机排出的气体汇集后再通过冷冻干燥机处理后外供, 冷干机阻力造成空压机排气压力及外供压力存在一定的差异, 观察排气压力、外供压力、干燥机压力露点、电流电压等的变化。从理论上分析, 只要螺杆机的螺槽容积及转速确定, 吸气量即确定, 也就是说在不考虑余隙容积的情况下, 空压机的产气量是确定的。而排气压力越高, 螺杆压缩需要的力越大, 消耗的功也就越多。余隙容积的存在, 压缩过程结束时残留的空气在吸气过程要膨胀为常压气体而占据吸气空间, 压力越高占据的空间越大, 因此排气压力越高空压机的产气效率越低。从而可以得出结论, 空压机的排气压力越高, 生产单位压缩空气消耗的电能越多, 即电风比越高。
从07年至08年6月份的运行情况看, 冷冻干燥机的除水效果较好, 外供空气露点基本控制在3.8℃～7℃的范围, 即外供的压缩空气只有在低于9℃时才会成为饱和湿空气, 才会有水分析出。实际使用中, 所有管道均在室内敷设, 冬季均有采暖, 使用环境均在12℃以上, 压缩空气根本达不到饱和状态, 换种说法, 空气露点提高到12℃以上使用点也不会有水分析出而影响使用。
基于此, 我们采取了如下措施:在压缩空气干燥前汇流管及干燥后汇流管之间安装连通阀, 阀门后端安装露点仪, 在压差大于0.03MPa时, 开启连通截止阀进行调节, 但将外供空气露点控制在20℃以内 (冬季控制在12℃以内) 。
3节能效果分析
3.1空压机的实际运行参数 (见表2、3)
3.2 1～9月份电风比趋势图
4结语
降低空压机排气压力, 不但使压缩空气的生产单耗下降, 而且单位产品的用气单耗也有了明显的下降, 节能效益显著。
摘要：空压机的排气压力对耗电量有直接影响, 采取措施降低空压机的排气压力, 不仅降低了空压机的电风比, 而且对总的压缩空气消耗量也有明显降低。
关键词：压缩空气,排气压力,电风比,吨铸件压缩空气耗量,压降
参考文献
动力空压站 篇4
我国许多工业企业均自建空压站或空压机房, 使用压缩空气作为重要动力源。南车四方机车股份有限公司动力分厂空压站5台空压机组 (2主3备) 采用单机控制。控制系统为半自动或手动操作方式, 人机界面由传统的按钮、指示灯、数码管等构成, 控制系统可靠性、安全性差, 机组出气压力控制精度低。空压机组Y形—△形减压启动时冲击电流较大, 严重影响电网稳定和空压站周围其他用电设备运行。主空压机组工频运行噪声大, 经常轻载或空载运行, 电能浪费严重。为此决定对空压站电气控制系统进行升级改造。
二、改造实施
1. 改造方案
结合生产工艺要求和技术指标, 确定改造方案。空压机组采用PLC作为系统主控制器, 扩展模拟量输入输出模块。平时一般由变频器拖动主空压机组运行, 当供气负荷大, 主空压机满负荷运行时, 可将主空压机从变频电源切换至工频电源运行, 变频器给备用机组1供电, 依次类推, 使任意时刻只有1台机组变频运行, 其余机组工频运行, 实现空压机组变频节能经济运行。PLC和变频器采用基于MODBUS总线协议的RS-485串行通信方式, 控制系统人机界面选用触摸屏。
压力传感器 (变送器) 、PLC、变频器、空气压缩机组等组成闭环反馈控制系统。模拟量输入输出模块将现场测量值 (压力、温度等模拟信号) 转换为成比例的数字值, 并与设定值进行比较, PLC对压力偏差进行PID控制, 通过MODBUS总线实时调节变频器输出频率, 自动调整空压机组转速, 使供气系统空气压力稳定在设定值, 实现空压站恒压控制。
2. 主要硬件配置
选用三菱FX1N-40MR PLC、FX0N-3A模拟量输入输出模块、ABB ACS800系列大功率全数字直接转矩控制型智能变频器, 变频器采用手动/自动宏控制模式。电气控制系统硬件接线见图1, ACS800变频器DI3输入端为自动/手动工作方式选择, SA14两位自保持选择开关平时在自动工作方式位置。DI1输入端为启动/停止信号, 连接KA11常开触点 (KA11线圈由PLC驱动输出) 。若MODBUS总线通信故障, 操作人员将SA14拨到手动工作方式位置, 通过R2电位器输入0~10V标准电压信号手动调速。
3. PLC和变频器通信
MODBUS通信协议是一种用于电子控制器控制和通信的工业网络协议, 使用MODBUS通信协议PLC可控制变频器启停、给定参考速度, 读取变频器的频率、电流、功率和电压等主要运行参数, 实现二者全数字、双向、高速串行通信。
(1) 通信硬件配置。PLC需加装FX1N-485-BD串行通信板, ACS800变频器需加装NMBA01 MODBUS总线通信适配器, 串行总线通信线需选用3芯带屏蔽层电缆。
(2) PLC通信格式设置。三菱FX系列PLC在进行计算机链接 (使用专用协议) 和无协议通信 (使用RS指令) 时, 均需要对串行通信格式特殊数据寄存器D8120进行设置。设定的通信格式包括通信速率、数据长度、奇偶校验、停止位长度和协议格式等。本例D8120设置为十六进制数H0C81 (二进制数00001100 1000 0001) , 即采用无协议通信, RS-485串口, 数据长度为8位, 1位停止位, 无校验, 波特率为9600bit/s, 无起始符和终止符, 不添加和校验码。
(3) ACS800变频器通信参数设置。将参数98组 (可选模块) 中的参数9802 (通信模块连接) 设为4 (标准MODBUS) , 参数9807 (通信概要) 设为1 (ABB驱动) ;根据主站通信格式, 设置参数52组 (标准MODBUS连接) 中有关波特率、数据长度和校验方式的参数, 参数5201 (站号) 设为1 (1号站) , 参数5202 (波特率或通信速率) 设为9600 (9600bit/s) , 参数5203 (奇偶校验位) 设为1 (无校验位, 1位停止位) 。根据相应控制要求, 再具体设置变频器中1组、10组、11组、15和16组等其他参数组。
(4) 串行通信程序设计。MODBUS协议的开放性、可扩展性和标准化使不同厂商生产的控制设备能够简单、可靠地连成一个网络, 对系统进行集中监控。MODBUS控制器中的存储器寻址见表1。
使用ABB传动MODBUS通信协议控制字, PLC控制电机启停方法: (1) 设置变频器参数1001为10 (现场总线控制字) ; (2) 初始化变频器控制字, 即PLC向ABB传动通信协议控制字 (MODBUS存储器40001) 中写入1142 (16进制数476) ; (3) 延时100ms; (4) 启动电机, 即PLC向ABB传动通信协议控制字中写入1151 (16进制数47F) ; (5) 停止电机, 即PLC向ABB传动通信协议控制字中写入1143 (16进制数477) 。编写PLC通信程序需要使用串行通信 (RS) 和校验码 (CCD) 等指令, 校验通信数据的发送、接收, 具体程序略。
4. 人机界面设计
控制系统人机界面采用上海步科电气的eView触摸屏M510。通过触摸屏可设定、修改关键运行参数, 编辑配方, 显示空压站操作流程、运行状态和报警, 显示、打印实时数据曲线和数据报表。空压站电气控制系统触摸屏参数显示界面见图2。
空压站电气控制系统升级改造后, 系统运行安全、稳定、可靠, 提高了出气压力控制精度, 降低了空压机组能源消耗, 节约了大型设备运行成本。
摘要：针对空压站电气控制系统存在的问题, 对控制系统进行自动化升级改造, 从改造方案、硬件配置、PLC和变频器通信等方面阐述改造措施。
关键词：空压站,PLC,变频器,MODBUS通信,升级改造
参考文献
[1]钟肇新, 范建东.可编程序控制器原理及应用[M].华南理工大学出版社, 2003
[2]侯国峰.ACS600变频器应用一例[J].自动化博览, 2004
天然气处理厂空压站的设计 篇5
1 气源质量要求
仪表用气源一般采用洁净、干燥的压缩空气。
供气系统气源操作 (在线) 压力下的露点, 应比工作环境或历史上当地年 (季) 极端最低温度至少低10℃[1]。
用于仪表供气的气源, 必须进行净化处理。经净化装置, 在过滤器出口处, 要求仪表空气含尘粒径不大于3µm.含尘量应小于1mg/m3.当选用油润滑式空压机或者直接使用工艺压缩空气气源做仪表气源时, 必须配高效除油器, 将压缩空气中的油分含量控制在规定值以下, 并配以相应的过滤、干燥装置和备用储罐。
天然气处理厂的空压站选用无油螺杆机或微油螺杆机时, 为保证仪表空气的气源要求都设置了至少3级空气过滤器。
2 仪表空气的用量
仪表供气系统的负荷包括指示仪、记录仪、分析仪、信号转换器、气路电磁阀、继动器、变送器、电气阀门定位器、执行器等气动仪表和吹气液位计、吹气法测量用气正压防爆通风用气、仪表修理间气动仪表调试检修用气、仪表吹扫用气等。仪表空气设计容量即产气量应满足以上仪表用气的需要。对于为管道、设备、地坑等提供吹扫用的工厂风为非仪表用气负荷, 可另设一路管网。
仪表总耗气量计算, 可采用简便的方法估算耗气的总量, 即:按控制阀数汇总, 每台控制阀耗气量为1～2Nm3/h;控制室用气动仪表每台耗气量为0.5～1Nm3/h;现场每台气动仪表耗气量为1.0Nm3/h;正压通风防爆柜每小时换气次数大于6次[2]。
在计算耗气量时, 我们通常计算指为标准状态 (101.325k Pa, 0℃) , 仪表说明书中多为操作状态 (供气压力为140 k Pa, 20℃) , 必须经过换算:
式中Qc′-标准状态下的耗气量, Nm3/h;
Qc-操作状态下的耗气量, m3/h。
根据规范HGT20510-2000《仪表供气设计规定》和SH3020-2001《石油化工仪表供气设计规范》, 其仪表气源装置容量按下式计算:
式中:
QS—气源装置设计计算容量, Nm3/h;
Qc—各类仪表耗气总和, m3/h。
0.1～0.3—供气管网系统泄漏系数
3 压缩机组配置的确定
3.1 处理量的确定
空压机组的配置, 要考虑三种气量的消耗:仪表空气用量、吹扫点火某些装置鼓泡用的工厂风用量、正常生产时氮气用量。
压缩后的空气经过两级前置过滤器、吸附式干燥过滤器、一级后置过滤器成为达标的净化空气, 干燥损失率考虑10%～15%。
根据氮气用量计算出所需要的压缩空气的用量, 此用量与仪表风用量和工厂风用量之和为压缩机选型的依据。
在确定压缩机的处理量时, 还要根据当地大气压和环境温度对压缩机组的额定处理量进行校核。由于空压机的处理量一般是以20℃, 101.325kPa为标准状态确定的, 因此, 对于环境温度、压力与标况相差较大的地区, 特别是青海等高原地区, 其环境温度低 (年平均温度为5.5℃) , 大气压力低 (年均大气压约70KPa) , 应对空压机组的处理量进行校核。校核可采用下面公式:
式中:
V1—空压机组在20℃, 101.325kPa状态下的处理量, m3/h
P2—当地大气压, kPa
T2—当地环境温度, 20℃
V2—空压机组在当地的处理量, m3/h
3.2 空压机台数的确定
空气压缩机的型号、台数和不同空气品质、压力的供气系统, 应根据供气要求、压缩空气负荷, 经技术经济比较后确定。
压缩空气站内, 活塞空气压缩机或螺杆空气压缩机的台数宜为3～6台。对同一品质、压力的供气系统, 空气压缩机的型号不宜超过两种。离心空气压缩机的台数宜为2～5台, 并宜采用同一型号[3]。
净化厂的空气压缩机一般都会考虑备用, 防止空气压缩机出现故障使全厂的停产。
4 净化空气储罐的设计
仪表气源装置应设有足够容量的储气罐, 其容积按下列公式计算:
式中:V—储气罐容积 (m3) ;
t—维持时间 (min) ;
P1—正常操作压力 (kPa (a) ) ;
P2—最低输出压力 (kPa (a) ) ;
P0—大气压力, 通常P0=101.33k Pa (a) 。
维持时间t, 应根据生产规模、工艺流程复杂程度及安全联锁自动保护设计水平来确定。如果没有特殊要求, 可在15～30分钟内取值;净化厂净化空气储罐的设计, 一般都在此范围取值。
针对设计规模较大的净化厂, 净化空气的储罐宜全厂统一考虑个数和平面布置位置, 储罐后的净化空气管线一般采用不锈钢管线, 储罐的位置要考虑供气气量的同时, 尽量降低工程成本。碳钢的价格为1万/吨～1.5万/吨, 不锈钢的价格为2万/吨～2.5万吨, 净化空气管线在规模较大的净化厂中系统管架上的敷设距离能达到几公里, 空压站的净化空气储罐尽量布置在装置区附近, 减少不锈钢管线的用量。
5 结论
通过对仪表风气质要求的描述, 以及仪表风用量计算的介绍, 空压机选型的注意事项, 净化空气储罐的计算及平面布置的介绍, 勾勒出空压站设计的设计要点, 为净化厂空压站的设计提供参考。
摘要：通过对仪表气源质量要求及天然气处理厂空压机后仪表风干燥过滤设备要求的介绍, 引用了标准规范中计算仪表风量公式, 给出了工程中安全、可靠、合理的仪表风设计方案;再根据当地大气压及温度的影响、仪表风过滤损耗情况、氮气用量、非净化空气用量以及空压机台数配置要求等原则, 说明了空压机组设置;最后根据净化空气的仪表使用要求, 给出了仪表风罐的计算方法, 提出了安全、可靠的空压站配置要求, 同时为减少投资对仪表风罐的设计和布置提出建议。
关键词：天然气处理厂,仪表风质量,仪表风用量计算,压缩机的配置,净化空气储罐的设计
参考文献
[1]SH3020-2001, 石油化工仪表供气设计规范[S]
[2]HG/T20510-2000, 仪表供气设计规定[S].
动力空压站 篇6
1 吸附式干燥装置的发展
压缩空气吸附式干燥技术通过40~50年来的发展, 至今已进入第四代技术。由于空压机气电价格差距越来越大, 其升级的核心, 是着重于少用气或不消耗再生气。按目前实际计算, 电价仅占无油干燥压缩空气价值的40%左右。
2 新型余热再生零汽耗干燥技术
2.1 新型干燥器的基本原理
吸附式干燥器的再生方式一般分为变压、变温、清洗、置换四种工作方式, 在实际操作中, 并不按某一种单一模式运行, 都是两种以上方式的组合。根据压缩空气干燥计算公式:
式中:
E为再生系数;
P为出口气体中水蒸气分压;
P0P2分别为出口和再生温度对应的饱和水蒸气分压;
P1为再生气的水蒸气分压。
在上述过程中:无热再生工况即完全利用低分压成品气 (P1) ;微热再生工况即利用低分压成品气 (P1) 并提高温度 (P2) ;加热再生工况即充分利用高温 (P2) , 且不消耗成品气;冷干加吸附工况即降低出口温度 (P0) , 且大幅度降低进入吸附干燥器的水负荷。
2.2 新型干燥器的工作流程
流程简述及分析:
(1) 余热再生工况
离心空压机排出过热压缩空气进入B塔脱附水分后进入冷却器、分离器、A塔吸附水分后经后置过滤器排出。
(2) 混合再生工况
主气流同上, 循环风机开启, 抽取1 0%~1 5%的干气经加热器提温至180℃~220℃加入主气流以提升再生干燥能力20%以上。
(3) 电热再生工况
过热压缩空气经旁通直接进入冷却器、分离器、A塔、后置过滤器排出, 同时循环风机抽取部分干燥成品气经辅助加热器提温至180℃~220℃, 进入B塔进一步深度脱附水分后再与主气流汇合一并进入冷却器。
(4) 吹冷工况
加热器停止运行, 循环风机继续抽取部分干气经再生气冷却器进入A塔对吸附剂进行吹冷。
通过上述工况组合循环, 除了辅助电加热器和循环风机电耗以外, 再生不再消耗空气, 新型干燥装置将产生较大的运行经济效益。
3 干燥装置改造经济效益计算实例
某氧化铝厂空压站共有160Nm3/min的空压机4台, 三用一备运行。原配备微热再生干燥装置, 与空压机成单元制配置。
3.1 改造前微热再生装置年运行费用计算
计算基本参数包括电价:0.53元/k W·h;气价:0.13元/m3;年运行时间:300天 (7200小时) 。微热再生干燥装置参数包括处理气量:160Nm3/min;再生汽耗:12%;运行周期:4h;再生时间2h;再生微加热装置功率:76k W。
3.2 改造后新型干燥装置年运行费用计算
计算参数包括电辅加热器功率:96k W;循环风机功率:11k W×2台;运行周期:5h;电辅加热器工作时间:0.5h;单次循环风机工作时间:1.5h;其余基本条件同上。
从上述计算可以看出, 新型零气耗干燥装置较传统微热再生干燥装置的运行费用有大幅的节省, 年节省费用约:107.8+14.5-6.2=116.1万元。
结语
根据该厂改造实际运行数据, 改造后的干燥装置年运行费用基本符合上述计算, 改造取得了成功。但是, 新型干燥装置会对空压站的供气压力有影响。上述氧化铝厂改造后, 供气压力从0.8MPa降低为0.65MPa。因此, 在选择干燥装置时, 需要校核用气点的用气压力。
参考文献
[1]王华辉, 隋玉冰.机械行业常用压缩空气干燥装置分类及其经济性分析[J].建筑工程技术与设计, 2015 (12) :2597-2598.
[2]李申.压缩空气净化原理及设备[M].浙江:浙江大学出版社, 2005:347-351.
[3]赵斌.吸附式压缩空气干燥机的对比分析[J].玻璃, 2011 (8) :13-19.
动力空压站 篇7
项目投资控制的重点在于施工前的投资决策和设计阶段, 而在项目做出投资决策后, 控制项目投资的关键就在于设计。据了解:西方一些国家分析、设计费一般只相当于建设工程全寿命费用的1%以下, 但正是这少于1%的费用却基本上决定了几乎全部随后的费用。由此可见, 设计对整个建设工程的效益是何等重要。
仪用空气是为化工装置提供工厂仪表用空气而设置的, 作为全厂性公用工程部分, 几乎所有的工厂都有空压站。而空压站的建设除了涉及工艺专业本身的设备选型及管道布置外, 还涉及到土建、结构、水、暖、电、仪表等专业的设计及施工。因此, 空压站仪用空气工艺系统设计的优化对整个项目的成本核算和以后工厂的生产都有着重要的实际意义。
二、工艺系统设计
(一) 设备选型
仪表空气的质量要求按照行业标准《仪表供气设计规定》 (HG20510-92) 规定如下:露点———供气系统气源操作压力下的露点, 应比工作环境历史上当地年 (季) 极端最低温度至少低10℃;尘粒———经净化装置, 在过滤器出口处, 要求仪表空气中含尘粒径不应大于3μm;油份———气源装置送出的仪表空气中, 其油份含量与应小于10mg/m3, 8ppm (质量分数) 以下。介于以上要求, 一般情况下, 空压站仪表空气工艺流程图如图1所示。
1、空压机。
空压机的类型分为螺杆式 (风冷、水冷) 、离心式 (风冷、水冷) 、往复式 (风冷、水冷) 三种。近年来, 由于螺杆空气压缩机制造技术的进步, 其噪音和效率问题得到了解决, 噪声比活塞空气压缩机要低, 效率接近活塞空气压缩机。同时, 由于其集约化程度高、结构紧密、基础简单、减震效果好、自动化程度高, 同时也为装有这种机型的站房与其他建筑物毗连或设在其内的提供了有利条件, 因而得到优先选用。
空压机的设备参数是由排气量及排气压力组成的。空压站设计的关键在于合理考虑用气量和用气压力。若设计消耗量过小, 就会因气量不足影响生产, 甚至造成设计失败;若设计消耗气量过大, 就会造成设备, 电力能源, 管材等的浪费。因此, 设计中, 排气量及排气压力的计算直接决定设备选型, 是设计成败的关键。
排气量的确定, 除考虑厂区各用气点总用气量外, 还应考虑生产发展、漏气因素、选用干燥设备是否耗气及耗气量等因素。
排气压力的确定, 除考虑气动仪表压力外, 还应考虑设备及管道阻力降。一般情况下, 工厂空气的供气压力依工艺要求而定, 气动仪表可选用的极限压力范围分为:0.5MPa-0.8MPa (表) ;0.3MPa-0.5MPa (表) 。其中上限值为气源装置正常标准条件下的送出压力, 下限值指仪表或气动装置维护正常工作时, 气源装置的最低供气压力。
依据以上排气量和排气压力即可选出相应的空压机设备型号。
2、缓冲罐和储气罐。
活塞式空气压缩机后宜设缓冲罐, 各空压机不宜共用缓冲罐。螺杆和离心空气压缩机可不设缓冲罐, 但考虑到缓冲罐可稳定气压, 减少气体对设备的脉冲, 建议与压缩机配套使用。仪表空气系统应设储气罐, 储气罐的储存时间选用如下:有完善自动保护设计的大型装置为10min-15min;无完善自动保护设计的大型装置为15min-20min;中小型生产装置为5min-10min。
当要求有更长的储存时间时, 可考虑设置增压储存系统。
另外, 为保证缓冲罐和储气罐的安全操作, 应在罐上部装设安全阀和压力表, 用以泄压防爆。为使缓冲罐和储气罐内积水能顺利排除, 罐底应设排污阀, 在寒冷地区, 排污管应设有可靠的防冻措施。
3、干燥器。
仪表空气系统对空气中水分含量要求较高, 因此, 应在空气缓冲罐后设置空气干燥器, 其总能力应与向干燥器供气的空压机总排气量相适应。
通常, 仪表空气系统采用无热再生或加热再生吸附式干燥器, 露点要求不高的供气系统可采用冷冻式干燥器。采用吸附式干燥器时, 宜选用无油润滑空压机。当采用有油润滑空压机时, 必须在干燥器前加设高效除油器。进入吸附式干燥器的压缩机温度不得超过40℃。
4、空气过滤器。
为防止灰尘、铁锈等杂质进入系统, 影响仪表精确度及灵敏度, 仪表空气在进入储气罐前应通过过滤器进行过滤, 过滤器型号应与压缩机的排气量及排气压力相适应。
(二) 设备布置
空压站内设备布置应遵循《压缩空气站设计规范》 (GB50029-2003) 的有关规定, 站内空压机的机组型号不宜超过2种。活塞空气压缩机和螺杆空气压缩机的台数以3台-6台为宜;离心空压机组的台数以2台-5台为宜。空压机宜布置在室内通风良好的位置, 同时要考虑与墙及其他设备的安装、检修间距及操作距离;有条件的地方, 缓冲罐宜与储气罐一起布置在室外。储气罐与墙之间净距的确定原则是不影响通风和采光。其下限净距1.0m是基于储气罐与墙基础不应相互干扰且安装、检修需要最小距离而确定的。
(三) 管道设计
1、管道。
空压站的吸气管适宜每台独立设置, 吸气口高度视周围空气的清洁程度和用户对空气的质量要求而定。对于独立设置的单层空压站厂房, 进气口应高于厂房屋面, 在吸气口应设有防雨罩和铁丝网, 以防止雨滴和杂物进入管内。单机能力≤10Nm3/min的空压机, 室内空气清洁时, 可不设吸气管, 直接从室内取气。为减少吸气阻力, 避免管道震动, 应尽量缩短吸气管水平长度, 少拐弯。
空压机的排气管应考虑热补偿, 除与设备管口连接处采用法兰连接外, 其他地方均采用焊接连接。管道布置在不影响检修及操作的前提下, 避免冗长, 力求美观合理, 操作检修方便。
2、阀门。
系统管道应根据操作及开停车要求设置切断阀。公称直径大于50mm时, 宜采用闸阀;公称直径小于50mm时, 宜采用球阀或截止阀。
活塞空气压缩机与储气罐之间, 应装止回阀。在压缩机与止回阀之间, 应设放空管, 放空管应设消声器;活塞空气压缩机与储气罐之间, 不应装切断阀, 当需装设时, 在压缩机与切断阀之间, 必须装设安全阀。
离心空气压缩机的排气管上, 应装止回阀和切断阀, 压缩机与止回阀之间, 必须设置放空管, 放空管上应装防喘振调节阀和消声器。
3、管材。
管道设计压力为操作压力的1.1倍, 管道压力等级根据管道设计压力而定。考虑到阻力损失, 系统供气主管道中压缩空气的流速V=8-12m/s, 管径可由下式确定:
公式 (1) 中, d———管内径单位:m;Q工作———供气主管道压缩空气体积流量单位:m3/min。
对于仪表用空气, 管道材质根据用户及工艺要求可选用镀锌钢管、不锈钢管或铜管;阀门及管件与管道材质及等级相一致。
三、结论
在设计工作中, 工艺方案决定整个项目的设计及施工, 工艺专业所选择的设备及管材 (管道、管件及阀门) 对土建、结构、水、暖、电、仪表等各专业的设计都起着指导性的作用。因此, 仪用空气工艺系统优化设计对节约成本有着重要意义。
摘要：文章阐述了空压站设计中仪用空气工艺系统的设备选型、设备布置、站区内管道布置、管道材料选择等特点及经济意义, 以期为同类型站房的设计和技术改造提供参考。
关键词：仪用空气 (仪表风) ,空压站,工艺,设计,经济
参考文献
[1]、中国建设监理协会.全国监理工程师培训考试教材:建设工程投资控制[M].知识产权出版社, 2008.
[2]、中国华泰工程公司.仪表供气设计规定 (HG20510-2000) [S].2001-06-01.
动力空压站 篇8
关键词：空压站,电气控制,改造
1 空压站电气控制系统存在的问题
1.1 可靠性差、精度低
我国很多工业生产企业都大量采用压缩空气, 并且控制形式是单机的, 机组出气压力控制精度非常低。控制系统以人工操作为主, 这种控制在故障发生时不易被发现, 并且人工操作可控性差, 控制精度低, 导致可靠性能差。
1.2 安全性大、噪声大
空压机在以前使用时, 内部电流负荷过大, 因此在人为对电路实施操作时, 会出现一些不稳定的安全因素。此外, 电路本身就存在安全隐患, 如果不实施改造, 空压站内的硬件配置、变频器通信等设备安全性能会大大降低。空压站电气控制系统中的主控压机在运行时会发出巨大的噪声, 并且还时常出现空载运行的状况, 使企业浪费了大量能源。
2 空压站电气控制系统技术改造措施
2.1 改造方案
在生产过程中, 改造方案要按照生产工艺和技术特点实施, 工业空压机一般应用的主控制器为PLC系统控制器, 还有一块扩展模块, 负责模拟量的输出和输入。运行方式则依靠变频器, 如果空压机内的供气负荷超过规定指标, 主控压运行超过规定标准, 控制人员可以对空压机的主控电源进行调整, 可将当前的变频电源切换到工频电源模式, 变频器供电的设备转为机组1, 后面的供电设备使用同样的方法供电, 确保空压站内的每一台机组都能通过变频形式运行。控制器面PLC与变频器通信方式主要依托RS—485串联形式, 控制界面应用的人机界面形式, 而且屏幕可触摸。
空压站内的变送器和变频器以及空压压缩机共同作用可以形成一个控制系统, 这个控制系统为闭环反馈形式的。空压站的模拟量模块会将现场测量值包括压力、温度等输入和输出, 并将其全部装换为有一定比例的数值, 再将这些数值与事先设定好的数值进行比较, PLC主控制器可以对测量值中的压力实施控制, 并通过总线协议对变频器的输出频率进行调整, 对空压机组的运行速度实施自动转控, 以此保证空压站的自动控制值能一直处于设置范围内, 最终实现恒定控制。
2.2 硬件配置
空压站自动电气控制系统输入和输出的模块主要应用的PLC和FXON—3A, 这些系统都是全数字智能变频形式的控制器, 变频多采用自动化模式。空压站电气系统的组成硬件线路接地方式如图1所示。
图1中变频器ACS800输入端口为自动或手动形式的, SA14始终保持在选择开关的自动工作位置上。而DII输入端口为启动信号模式, 如果一旦总线出现故障, 线路操作人员可以手动将SA14调到运行位置, 在输入了电信号以后用手动方式对电路电压信号速度实施调节。
2.3 PLC变频技术应用
空压站电子控制和通信工业的网络协议是MODBUS通信协议, 该通信协议可以在一定程度上对变频器实施控制, 包括机器启动、运行速度、变频器频率、通过的电流量、电流实际功率、电压值等数值, 在实施控制以后可以实现多方位、全数字的通信方式。变频器具体的组成有:
(1) 通信硬件装置。该变频器可以在运行时加装一块串行的通信板面, 和一个总线通信的串联配置器, 对总通信线路实施串行需要应用一条电缆, 电缆为2芯电缆, 还带有一个屏蔽层。
(2) 变频器的通信设置模式。该变频器是通过计算机实现连接的, 因此, 操作人员要对通信的特殊格式进行设置, 需要设置的格式有通信频率、数据大小、数据检验、拉长和协议格式等。
(3) 变频器通信参数设置。可以将变频参数设置为87组, 可将组内通信模块连接设置为3;通信概率设置为1;按照变频器的通信格式, 可以将参数的51组内的波长、数据值设置为1。再根据参数控制的相关要求, 对变频器中的1组、9组、10组等参数进行设置。
(4) 通信的串行模式设计。总线协议具有一定开放性和扩展性, 因此, 厂家在生产时可以对设备进行简单操作, 并且依靠各级线路形成一个统一的网络, 可对整个系统实施监控, 并且监控应用集中形式, 显著提高了管理的效率和准确性。
2.4 人机界面的升级和改造
空压站电气自动控制系统还应用了人机界面, 对界面的设计更加完善, 可使应用性效果大大提高。控制系统的人机界面一大特征是可触屏, 应用上海电气生产厂家的M510触摸屏。通过这种触摸屏可以更加方便对参数实施设计、编辑、修改。并能及时对报警、操作流程、打印效果准确显示。
依据空压站电气控制系统的屏幕显示界面的主要内容可知, 这种触屏显示界面可以清晰的对各种电路参数进行显示, 在空压站电气控制系统升级方、改造结束以后, 变频系统和电气控制系统在运行时会比以前更加稳定、安全, 可以在一定程度上提高空压站内电气控制系统的控制精度, 还能使空压站内的能源消耗大大降低, 为企业节约了很多设备运行的成本。
3 结语
本文主要对空压站的自动化电气控制的主要特征和缺陷进行了论述, 并对空压站自动电气系统的技术改造方法进行了分析和探讨, 表现了通过这种技术改造可以使空压站电气系统运行更加安全稳定, 在一定程度上减少了生产能耗, 对工业生产意义重大。
参考文献