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 引言：鋼廠空壓站多為大型站，每分鐘排氣量一般為500 m³~1000m³，超大型站則達到 2000m³左右。據中通協統計，各類壓縮機所耗電量約占全國發電量的近10%，與之配套的吸附式干燥器又消耗了空壓機輸入功率的15%~20%，這類干燥器產品采用的仍是四十年前技術，即被行業稱之為一代機的無熱、微熱再生干燥器（包括冷干+吸附的所謂組合機）。除高能耗之外，京城周邊的減排降霾壓力也使河北地區鋼廠壓力倍增，所以雖然鋼鐵行業整體效益下滑，但節能挖潛，環保減排仍為眾多鋼廠、尤其是國企所重視。由于大型空壓機站一般采用無油離心式空壓機，其排氣溫度高達80~120℃，作為空壓系統余熱可為新型壓縮熱再生干燥所利用，若結合等壓再生零氣耗技術幾乎可達到超級節能效果，相比一代干燥器節省運行費用達90%以上，因此成為空壓站節能技改的優選產品和優勢項目。

1、唐鋼一期空壓站節能技改：

1.1簡況：唐鋼一期空壓站節能技改于2014年3月啟動，包括兩座空壓機站：冷板和3200高爐，技改內容包括兩項：高低壓分流和拆舊換新，淘汰老式高能耗吸附式干燥器，以西安超濾的余熱零氣耗（第四代機）取而代之，商業運作模式為合同能源管理。唐鋼二期（中厚板空壓站）于2014年年底啟動，采用與一期相同的技術路線、關鍵設備和運營模式。

1.2節能技改新增設備：
1.2.1冷板空壓站：新增三臺低壓離心式壓縮機（p=4.5bar，Q=200Nm³/min）
拆舊換新：新增4臺余熱零氣耗干燥器，其中180Nm³兩臺，300Nm³兩臺





1.2.2 3200空壓站：拆舊換新，新增四臺余熱再生零氣耗干燥器
（p=6.5bar，Q=370m³/min）










1.2.3中厚板空壓站拆舊換新，新增：p=6.5bar，Q=350m³/min三臺
p=4.5bar，Q=280m³/min三臺







1.3新老設備工作原理、基本結構：
1.3.1微加熱設備工作原理：




微加熱流程簡述及分析：離心空壓機排出的高溫無油氣體，經后冷卻器冷卻至常溫，進入吸附塔吸附水份后排出；同時抽取15%左右的產品氣經減壓后進入加熱器升溫至180~220℃輸入再生塔進行脫附后排入大氣。
微加熱再生原理初衷是減少成品氣消耗，輔之于廉價的電力，即取無熱再生14%的一半，并將其加熱至180~220℃。所以銘牌上想當然的標示為“再生氣耗7%”，但卻忽視了三個基本常識：一是加熱后的吸附劑還需被吹冷至常溫；二是等流速原理即吸附和再生須有相近的流速才能實現可逆循環；三是加熱再生時采用的是高溫差輸入熱量，而吹冷時采用的是低溫差帶出熱量。從理論計算到實際運行均證明合適的再生氣耗與無熱再生相近約為15%。唐鋼各空壓站對運行中的微加熱再生設備實測再生氣量高達15%~20%，這也是各空壓站下決心淘汰老式微加熱設備的根本原因。


1.3.2壓縮熱零氣耗設備工作原理：



流程簡述及分析：
①B塔余熱再生/A塔吸附階段：離心空壓機排出的過熱壓縮空氣進入B塔脫附水分后進入冷卻器、分離器、A塔吸附水分后經后置過濾器排出。
②B塔混搭加熱再生/A塔吸附階段：主氣流同上，同時循環風機開啟，抽取10~15%的干氣經加熱器提溫至180-220℃加入主氣流以提升再生干燥能力20%以上。
③純電加熱再生/吸附階段：過熱壓縮空氣經旁通直接進入冷卻器、分離器、A塔、后置過濾器排出，同時循環風機抽取部分干燥成品氣經輔助加熱器 提溫至180-220℃，進入B塔進一步深度脫附水分后再與主氣流匯合一并進入冷卻器。
④吹冷階段：加熱器停止運行，循環風機繼續抽取部分干氣經再生氣冷卻器（消除吸附熱和壓縮熱產生的溫升，強化吹冷效果）進入A塔對吸附劑進行吹冷。
   
2、節能技改效益測算：
2.1空壓系統高低壓分流：空壓機輸出壓力每升高1bar，能耗將升高7~8%，按原（6.5~4.5）×7.5%，則可節省電能15%。
2.2整機停運：由于采用零氣耗再生方式，避免了15~20%的再生氣耗，由于大型空壓機電機功率巨大，當湊巧達到使一臺機停運，則能獲得最大省電效果.冷板兩組空壓機，基本上達到開一備一；3200高爐空壓站在投入新干燥器以后，立即實現了開三停一，從空壓站日用電耗感觀上得到了明顯效果和滿足。
2.3干燥器節能技改效益計算：
2.3.1原則：
①干燥器本身無論采用何種再生方式原則上是不可能“節能”的，即在吸附過程中付出多少吸附能，就得在再生過程中補充多少解析能。所謂的節能實質上是采用了更低品質的能，如一代機是以昂貴的無油干燥產品氣為代價，二代機以電為主，氣為輔，三代機耗電不耗氣，而四代機“余熱零排放”則采用85~100%的空壓機壓縮熱，其余為電能。而對處于頂極最高品質的成品氣絕無消耗，尤其在吹冷過程中，四代機避免了前兩代機將成品氣既作為吹冷載體，又作為冷源而消耗排放，而是采用了僅作為吹冷載體，從冷卻水（最終為環境空氣）中獲取冷源，這種在加熱過程中采用系統中的廢熱，在吹冷過程中采用環境冷源模式，幾乎達到了零能耗境界。②綜上分析，在節能計算中，需執行能耗分級計算原則，即電/氣不等價原則，電費通常僅占無油干燥壓縮空氣成本的四成左右，其余為固定資產折舊，財務、管理費用以及運行過程產生的水、汽、油，易損易耗件等運行、維護費用。    
2.3.2 節約運行費用計算：（以中厚板廠為例）
2.3.2.1原有設備參數：

	位號	處理氣量 Nm3/min	額定壓力 MPa	額定功率 KW	數量 臺
高 壓	1~3＃	160	0.8	76.5	3
	4＃	250	0.8	93	1
	5＃	250	1.0	93	1
低壓	6、7＃	250	0.45	165	2

其中高壓5臺干燥器原廠家：杭州博大；低壓2臺干燥器原廠家：杭州漢克


二、技改后參數：
1、高壓系統：P=0.65MPa，Q=4.0萬Nm³/h=667Nm³/min，
選350Nm³/min×3（開二備一）
2、低壓系統：P=0.45MPa，Q=3.0萬Nm³/h=533Nm³/min，
選250Nm³/min×3（開二備一）
三、技改前后運行費用計算：
帶自備電廠企業電價：0.5/Kw.h，氣價：0.12元/Nm³，工作周期：吸附/再生 4/2+2
1、微加熱設備運行費用計算：
高壓：P=0.8MPa，再生氣耗10%，Q=160 m³/min×3臺，加熱功率76.5KW， 
Q=250 m³/min×2臺，加熱功率93KW
電費：0.5元×（76.5KW×3+93KW×2）×2h×6次×30天×12=89.7萬元/年
氣費：0.12元×(160×3+250×2)m³/min×10%×60min×24h×30天×12=609.3萬元/年
合計：700萬元/年
低壓： P=0.45MPa，再生氣耗15%，Q=250 m³/min×2臺，加熱功率165KW  
電費：0.5元×165KW×2×2h×6次×30天=5.94萬元/月×12=71.28萬元/年
氣費：0.12元×250×2×15%×60min×24h×30天=25.92萬元/月×12=466.5萬元/年
合計：538萬元/年
高、低壓總計：1238萬元/年
2、技改后余熱再生零氣耗運行費用計算：
高壓：
電費：0.5元×（132KW×0.5h+11KW×2.5h）×2臺×6次×30天×12=20.2萬元/年
低壓：
電費：0.5元×（142KW×0.5h+11KW×2.5h）×2臺×6次×30天×12=21.276萬元/年
高、低壓總計：41.5萬元/年
節省運行費用：1-（41.5/1238）=96.7%
1、結論與體會：唐鋼空壓站節能技改從2014年初啟動至今已有一年半時間，先期投運的一期項目運行時間已達6000~8000h，取得了重大節能效益。隨后進行的唐鋼中厚板空壓站節能技改采用了一期相同的技術戰線、關鍵設備和運營模式。目前唐鋼不銹鋼廠空壓站已完成了前期測評，值得注意的是該空壓機已經采用了壓縮熱再生干燥器，即采用了壓縮機系統的余熱作為再生能源，但由于該批設備的設計、制造方并未掌握核心技術及相適應的制造能力，導致該批設備不僅能耗大（將12%左右的產品氣吹冷后排空），而且遠不能達到性能指標，形同虛設，基本處于癱瘓狀態。 
    作為第四代吸附式干燥器的杰出代表—壓縮熱零氣耗吸附式干燥器將余熱利用和等壓再生零氣耗技術結合達到超級節能效果，對大型空壓站的節能技改可獲得超高的投資回報率，經測算和實際運行效果證明該設備的投資回收期為半年左右，在眾多的節能技改項目中實為少見。目前該產品的推廣、應用已漸入高潮，唐鋼周邊的河北鋼業其它廠以及河北眾多的民營鋼廠已開始進行考察、了解并相繼采用該項技術和該種運營模式，相信該項技術將會在全國鋼廠及其它行業得到更大范圍的推廣。