1、空气压缩机其理想的压缩过程是等温压缩，虽然事实上做不到这一点，但是越接近等温压缩，则效率越高。压缩过程中温升越低，压缩机越节能。目前冶金行业普遍使用的是螺杆压缩机，一般是一级压缩，每年需更换润滑油，每 50 000h 需对机头进行大修，运行成本较高。螺杆压缩机主机排出的压缩空气需要在内部进行油气分离，大约要消耗 0.5kg的压力。二、离心式压缩机优点离心式空气压缩机是利用高速旋转的叶轮使空气受到离心力的作用产生压力，同时获得速度，离开叶轮后空气经扩压器等扩张通道将动能逐渐转化成压力能，从而使压力得到提高，一级压缩完成后再进入下一级压缩，至达到额定压力后排出。离心式空气压缩机一般由多级组成，排气
2、压力越高所需级数越多，一般常用压力为三级压缩。多级压缩的目的是降低和控制压缩过程的温升，离心机采用油封和气封，100%隔离油气运行，不存在分离耗能损失，确保 100%无油压缩空气，更洁净更环保。1 台 0.7MPa、190 m3/min 离心机和 5 台 4060 m3/min 螺杆机运行能耗对比分析如表 1 所示（按年产气 190m3/min 计算） 。品牌 IHI-SULLAIR 离心式压缩机 SULLAIR 螺杆式压 缩机型号 TRE-950kW 5 台 LS25S-300L气量/压力/（m3/min）/Mpa 190/0.7 单台 41.8/0.7台数 1 5装机功率/kW 950 1
3、 120(2245)轴功率/kW920 冬天和夏天的气密度不一样，从离心机的设计原理要求，必须保证电机有 5%左右的余量1 235(2475) 电机普遍使用 15%的服务系数运行，使 用年份较长的螺杆机产气量有所下降效率更低比功率 4.84 5.9节能率计算/% 离心机比螺杆机节电约 18电费/(万元/年) 515 628维修成本/(万元/年) 3 65（不含机头大修 费用）合计节省 /(万元/年) 140改前螺杆机 改后离心机 备注总装备/台 6 1 实际运行/台 3 1 总装机容量 /kW 1 682(低压) 850(高压) 年耗电量/万 kW.h 725（3 台） 635 按 8 000
4、h/a 计算，功率因素 0.85公称产气量/(m3/ min) 160 170 螺杆机实际利用率仅50%60%、离心机 90%年维修费用/(万元/年) 34.62 3 取消总包，备机维修按 1 台费用估算总投资成本/万元 504 202 螺杆单价 60（40m3）、96（60m3）三、离心压缩机替代螺杆压缩机实践应用根据上述对比分析，为节省设备运行成本，杭钢集团公司在炼铁烧结空压站空压机更新改造中，尝试采用离心压缩机替代螺杆压缩机。烧结空压站装备有螺杆式空压机 6 台（40m3/min 的 2 台、60m3/min 的 4 台） ，正常运行模式为：运行 2 台 60m3/min、1 台40m3
5、/min，3 台备机。装机容量及运行参数如下。60m3/min：335kW、电压 380V、电流 615A；40m3/min：262kW、电压 380V、电流390A、功率因数 0.85。原计划原样更新性能状态较差的 6#40m3/min 的螺杆式空压机，现更新为 170m3/min 的离心空压机。装机容量及运行参数：高压 850kW、PT=60、 CT=150/5，电表读数每天用电量平均 10.58kW.h。改造所涉及设备采购费用、配套设施费用合计 202 万元。改造后运行模式 ；运行 1 台 170m3/min 离心机，5 台螺杆机为备机。改造前后效能对比如表 2 所示。 电量计算（功率因
6、数 k）： 螺杆机=1.732 U.I.k8 000=7 250 290kW.h；离心机=表读数.PT.T/248 000=6 348 000kW.h。四、节能效益分析 1.电耗节省：725-635 万 kW.h0.7 元/kW.h=63 万元 。2.维修费用节省：34.62-3=31.62 万元。 3.螺杆机每 5 万 h 需对机头进行大修，每台大修费用约 35 万元，平均每年需大修 1 台，5 台机固定资产折旧费用按 3%计提，每年约 15 万元，使用螺杆机每年运行成本需增加 50 万元。 4.采用离心压缩机，每年节省运行成本合计：63+31.62+50=144.62 万元。按 2 年成本
7、期、平均电价 0.7 元/kW.h、年运行 8 000h 估算，产气成本为 0.075 元/m3，相比螺杆机单位产气成本节省 0.02 元/m3。 5.原 4 台 60m3/min 螺杆机 2 开 2 备，2 台 40m3/min 螺杆机 1 开 1 备，总能力320m3/min，实际需求 160m3/min，装机容量过剩。采用离心机后，仅需保留 3 台螺杆机作为备机，至少可削减 2 台 60m3/min 螺杆机，对外调拔或转让盘活资产，可回收资金约100 万元。 本次改造采用离心压缩机替代螺杆压缩机，节能降耗效果明显，年节电约 63万元，年维修费用节省约 31 万元，设备大修与折旧费用节省
8、50 万元，处理过剩容量设备回收资金约 100 万元，总的改造效益 244 万元。 五、结论 通过上述实践，对常压（1MPa以下） 、大气量工况条件下，采用离心机替代螺杆机节能效果明显。下一步杭钢将考虑对电炉区域压缩空气站进行优化改造，电炉区域空压站现有螺杆式压缩机 12 台，总装机容量 3 326kW，公称最大产气量 447m3/min，最大用气压力 0.8MPa。拟采用 2 台 190m3/min、装机容量 1 100 kW 的离心压缩机替代全部螺杆压缩机，最大产气量为 22 800m3/h，按 90%的有效负载计算可产气量为 20 520 m3/h。估算年电耗节省约 120 万元，维修费用节省约 100万元。改造总投资约 590 万元，预期 3 年可收回投资成本。
