Vale Thompson涡轮压缩机升级|压缩空气最佳实践manbetx王者荣耀

罗恩·马歇尔为压缩空气挑战赛而作®

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加拿大马尼托巴省汤普森市的淡水河谷公司在其采矿、铣削、冶炼和精炼作业中重新配置了大型涡轮压缩机系统，并通过一系列改进项目实现了巨大的节能。此外，这些项目有资格获得当地电力公司的一些重大财政奖励。淡水河谷是一家大型跨国矿业公司，总部设在巴西。淡水河谷的业务重点是生产铁矿石、煤炭、化肥、铜和镍。汤普森-马尼托巴省的业务包括镍的开采、冶炼、研磨和精炼，占地250英亩，拥有1500名员工。

压缩空气审计员评估淡水河谷公司的设施

现场的压缩空气由中央厂房产生，公用设施通过管道连接至综合体内的各个独立建筑。新建时，现场的100 psi压缩空气系统由五台大型轴流压缩机组成，大小介于5760 hp和2500 hp之间。过去，压缩空气总产量达到48000 cfm，耗电9.3 MW。

在整个现场使用寿命期间，操作条件发生了显著变化。随着矿井的全面开发，生产作业所需的压缩空气流量达到峰值，趋于平稳，然后开始下降。然而，由于管道老化和设备故障，泄漏量随着时间的推移而增加。在90年代中期，当时被称为INCO的淡水河谷公司怀疑他们的压缩空气系统没有以最佳效率水平运行，于是请来了一些专家的压缩空气审计员。当时，一座新矿井正在启动，发电站负责人面临一些新负荷，这些负荷将超过其现有系统的容量。所需新生产设备的购买价格将花费数百万美元。

图1：原始审计的摘录显示了非常大的原始系统的规模（由Scot Foss完成的审计）

图1.

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令人惊讶的审计结果提高了对压缩空气使用的认识

发电厂管理层对审计结果感到非常惊讶。在平均流量中，一半以上由于泄漏和使用不当而被浪费。除其他事项外，审计员建议制定一项战略，以发现和修复各个区域的泄漏，并安装监测仪器，跟踪压缩空气流向各个使用区域。发电站主管更进一步；他开始向用户收取压缩空气的费用，这立即提高了其他监管人员对压缩空气成本高昂的认识。为了降低成本，开始了泄漏修复工作，并取得了立竿见影的效果。几个月内，平均压缩空气流量下降了一半，显著降低了系统总成本，同时释放了压缩空气生产能力。这一努力使淡水河谷推迟了为新矿山购买非常昂贵的压缩机。

通过更好的控制和新的微调压缩机消除排放

审核员还建议使用控制升级为涡轮压缩机，使操作更加高效。这些单位配备了复杂的PLC控制器，可以增加压缩机调节范围。涡轮和离心式压缩机具有操作区域，其中当压缩机产生小于满载的流量时，压缩元件中的内部流动变得不稳定。汹涌澎湃可能对压缩机造成损坏。更好的控制允许压缩机在不浪涌的情况下缩短，并使单位远离低效的吹除控制。吹掉控制是压缩机的虚假装载，以防止单位飙升。吹掉效率低下，因为已经生产的压缩空气被释放到大气中，浪费最初需要压缩所需的功率。

淡水河谷的系统有三台容量在25000至18300立方英尺/分之间的大型压缩机。这些压缩机被配置为基本压缩机，供给大部分所需的压缩空气。另外两个较小的9000 cfm压缩机用作微调压缩机。如果工厂需要的压缩机容量大于生产的一台大型基础压缩机，则启动较小的微调装置，这比启动另一台大型压缩机消耗的功率要少得多。不幸的是，随着时间的推移，微调压缩机开始出现故障，唯一剩下的替代方案是运行两台大型压缩机，机组以排放模式运行。这种低效的操作大大增加了压缩空气的成本。

四台带有螺旋阀控制的大型两级水冷压缩机用作配平容量。

两个比一个好：更换淡水河谷最大的涡轮压缩机

该系统以非常高效的方式运行了一段时间，直到最大的涡轮压缩机5号机组发生灾难性故障。当时的压缩空气需求是这样的，最大的涡轮压缩机和配平能力刚好足以满足压缩空气需求。运行任何一台较小的涡轮增压器都无法提供足够的容量，需要第二台大型涡轮增压器压缩机投入运行。此操作是对以前操作模式的倒退，降低了系统效率。5号机组的维修费用估计高于新压缩机的价格。成本效益分析表明，购买新压缩机是解决该问题最具成本效益的方法。

淡水河谷发电厂负责人没有购买一台新的大型压缩机作为替代品，而是决定购买两台较小的机组，其总当量输出略低于5号机组。购买这些装置时，应配备能够协调装置之间操作的控制装置，以便它们分担负载，并使操作远离浪费排放区域。选择进口导叶作为选项，这扩大了机组的调低范围，使整个系统效率更好。为消除压缩空气浪费，购买的装置在每个阶段都配备了无空气排水管。这些压缩机的入口从外部吸入冷压缩空气，从而在寒冷天气运行期间增加压缩机的吞吐量。这些装置配备了单独的流量计，因此可以监控装置的性能，以确保条件保持最佳状态。

用两台新压缩机替换旧的Turbo 5节省了大量维修费用，并使系统更加高效。

一旦新单位启动，压缩空气系统效率就会恢复正常。事实上，由于两个新的压缩机比旧单元更有效，因此获得了一些额外的节省。验证了额外的100千瓦的省电，资格获得200,000美元的电力公用事业的压缩空气激励。

冬季操作需要混合干燥器

淡水河谷工厂是90年代初第一批安装混合式空气干燥器的工厂之一。混合式干燥器是冷冻式和外部加热式鼓风机式干燥剂干燥器的组合。淡水河谷公司购买的型号运行周期为8小时，由露点传感器控制。

发电厂房产生的一般压缩空气未干燥，但冶炼厂的管道在冬季暴露在冰冻温度下，需要干燥空气。在较温暖的天气下，不需要达到这种压缩空气质量水平。混合式干燥器的使用使得价格较低的冷冻优质空气可以在春季、夏季和秋季使用，在这些季节不会遇到冰冻温度。在冬季，干燥剂干燥器被激活，增加了用于再生干燥剂的加热器和鼓风机的电力成本，但消除了冶炼厂的冻结问题。露点控制延迟加热器和鼓风机的运行，直到必要时，与固定循环无热干燥剂式布置相比，在部分负荷期间大幅降低了总体运行成本。

混合式干燥器用于现场调节冶炼厂的空气。这是组合式制冷/加热/鼓风机除湿装置的额定制冷量为10000 cfm的部件。