淡水河谷汤普森涡轮压缩机升级|压缩空气最佳实践manbetx王者荣耀

罗恩·马歇尔压缩空气挑战®

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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、磨矿、冶炼和精炼作业中重新配置了一个大型涡轮压缩机系统，并通过一系列改进项目获得了非常大的能源节约。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。淡水河谷是一家总部设在巴西的大型跨国矿业公司。淡水河谷的业务重点是铁矿石、煤炭、化肥、铜和镍的生产。汤姆逊曼尼托巴的业务包括镍的开采、冶炼、磨矿和精炼，占地250英亩，雇佣了1500名员工。

压缩空气审计员评估淡水河谷的设施

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。

在整个现场的生命周期中，操作条件发生了显著的变化。随着矿山的全面开发，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，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压缩空气审计员。当时，一个新的矿井正在启动，发电厂的负责人面临着一些新的负荷，这将超过他现有系统的能力。购买所需的新生产设备将花费数百万美元。

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）

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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

审核员还建议对涡轮压缩机进行控制升级，以提高操作效率。这些装置配备了先进的PLC控制器，增加了压缩机的调节范围。涡轮和离心式压缩机有一个运行区域，当压缩机产生的流量低于满负荷时，压缩元件中的内部流动变得不稳定。喘振会对压缩机造成损坏。更好的控制允许压缩机在没有喘振的情况下更低的转速，并使机组远离低效的吹气控制。吹气控制是指压缩机被误装以防止机组喘振。吹气是低效的，因为已经产生的压缩空气被释放到大气中，浪费了最初需要压缩它的动力。

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。

四个大型，两级，水冷压缩机与螺旋阀控制作为装饰能力。

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号机组遭受了灾难性的故障。当时的压缩空气需求是这样的，最大的涡轮压缩机和装饰容量刚好能满足压缩空气的需求。运行任何一个较小的涡轮都不能提供足够的容量，需要第二台大型涡轮压缩机上线。该操作较之前的操作方式有所倒退，降低了系统效率。5号机组的修理费用估计比新压缩机的价格要高。成本效益分析表明，购买新的压缩机是最具成本效益的解决方案。

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。

新机组启动后，压缩空气系统效率恢复正常。事实上，由于这两台新压缩机比旧机组效率更高，还获得了一些额外的节省。通过验证，额外节省了100千瓦的电力，符合电力公司20万美元压缩空气奖励的条件。

冬季操作需要混合干燥器

淡水河谷的工厂是90年代初首批安装混合式空气干燥机的工厂之一。混合式干燥机是一种混合制冷和外部加热鼓风机式干燥剂干燥机。淡水河谷公司购买的这种型号运行周期为8小时，由露点传感器控制。

一般厂房产生的压缩空气是不干燥的，但冶炼厂的管道在冬天暴露在冰冻的温度下，需要干燥剂干燥的空气。这种级别的压缩空气质量在温暖的天气中是不需要的。使用混合干燥机可以在春季、夏季和秋季使用较便宜的冷冻空气，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，但消除了冶炼厂的结冰问题。与固定循环无热干燥剂相比，露点控制将加热器和鼓风机的运行延迟到必要时，在部分负载期间大幅降低整体运行成本。

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。