1.项目概述

宝钢股份冷轧薄板厂有南、北区两个空压站，并在同一空压管网，对整个厂区进行供气。经现场调研，发现各空压站存在大量压缩空气损失，主要表现在微热再生吸附式干燥机、组合式干燥机再生气损和疏水器排放泄漏和电能浪费。

南区空压站有3台150m³/min（功率：1250HP）的离心式空压机，开2备1；北区空压站有3台100m³/min(功率:1000HP)的离心式空压机，开2备1；其级间冷却器与后处理设备冷凝排水原采用机械浮球阀和旁通常排的组合式方式，本项目将南、北区空压站共24个排水口改为电子液位自动排水器及除渣器，并将报警信号接入我公司提供的配套报警灯箱。

南、北区空压站共6台离心式空压机，空压机内存在大量疏水排点，为空压机级间冷却器排水每台空压机3级，每级一个排点，6台空压机共18个排点，后处理设备冷凝排水点6个，二个空压站共24个排水口。空压站排水原采用电磁阀和旁通的组合式方式，考虑到设备安全，旁通阀常开，部分排点仅有手动阀常开的排放方式，手动排水阀的开度，根据系统排水量的多少由人工调节，一般控制在1/4~1/2的开度，上述排水方式造成在正常排水的同时大量成品压缩空气泄漏。

2.改造内容

具体改造方案如下：

1)    原排水口连接形式为主管+旁通，主管接有机械浮球阀，机械浮球阀前设有切断阀，旁通管设旁通切断阀。

2)    首先，将现有南、北区空压站总计24个机械浮球阀+旁通（常开）的排水方式改为我公司提供的CST电子液位自动排水器+旁通（常闭），同时每个自动排水器前各配置1个除渣器，过滤系统中可能出现的大颗粒铁锈杂质，保护排水器正常工作。达到实时准确排放冷凝液，改善管路和设备腐蚀问题，更重要的是保证了压缩空气能源的零损耗，满足节能要求。

3)    实施方案：

先将旁通阀打开，然后将机械浮球阀前面的切断阀关闭，将原有的机械浮球阀拆除，先装上除渣器，后面再装CST电子液位自动排水器，然后再接一段管道至地沟或合适的排放点。系统安装完毕后，先打开除渣器前面的切断阀，然后慢慢关闭旁通阀，并观察到CST自动排水系统完全正常工作，方案才算实施完毕。

在南、北区空压站排水器区域各配小型报警显示灯箱1个，共2个。每个报警显示灯箱分别对相应区域内的CST电子液位自动排水器进行供电和故障报警显示。每个报警显示灯箱的进线电源取自相应区域内的现有配电箱。利用部分现有电缆桥架，然后穿管铺设至CST电子液位自动排水器。

CST电子液位自动排水器的故障信号接入报警箱，在空压站醒目的地方安装报警灯箱，绿灯代表运行正常，红灯代表故障报警，并具有复位功能。

提供电源规格为：空压机区域AC220V。

2.技术原理描述

（1）空压机中间冷却器和后冷却器的作用

空气在压缩机压缩过程中会产生大量热，如果不冷却体积量会很大，那么第二级压缩叶轮必须做大，能耗也大。另外，气体温度高，对叶轮的材质和密封等有更高的要求，机器制造成本也高，第二级压缩消耗的功率就会增大，为此，须要配中间冷却器。

一般大气都有一定的湿度，平均湿度在79%左右，黄梅季节会达到90%以上。压缩空气经冷却达到饱和后，冷凝水就会凝结下来，最后出冷却器的压缩空气是饱和压缩空气。冷凝水如果不及时排除，会发生液击，造成叶轮的损坏。

（2）目前常用的排水器：

1）机械浮球阀：机械浮球阀的浮子对杂质特别敏感。如果冷凝液中杂质较多，并且很粘稠，则浮子非常容易被卡住，造成冷凝水无法排除，冷凝水带到叶轮，造成叶轮损坏。

2）时间控制电磁阀：时间控制电磁阀是根据时间间隔开启阀门排水的，冷凝液的产生量是根据大气湿度变化而变化的，理论上应该根据冷凝水量调节阀门开启时间，但实际上你很难确定排放多长时间是正确的，所以这种排水方式有可能导致冷凝液无法及时排放或者开启时间过长。另外，电磁阀的口径普遍很小，冷凝液在压力的作用下排出时，非常容易进入乳化状态。这种情况下，会造成冷凝水无法排除，导致液击事故的发生。

（3）为了防止液击事故发生，操作工将旁通阀打开一定开度，进行常排。排水的同时，排出了大量的压缩空气，造成一定程度的能源浪费。

（4）CST电子液位控制冷凝液自动排除器，可以达到实时准确排放冷凝液，同时真正达到“零气损”，满足节能减排要求。CST冷凝液自动排除器具有的优势，具体表现在：

1)    根据冷凝液的实际产生量进行有效排放，没有不必要的压缩空气损失；

2)    传感器适合任何种类冷凝液；

3)    配备故障信号输出功能；

4)    排放口径大，避免乳化液的形成，配备CST专用DC-CZ除渣器效果更佳；

5)    不受冷凝液中的杂质影响；

6)    低维护；

7)    全自动监控；

8)    当排水器堵塞，传感器会自动切换电磁阀状态，每4分钟开启7.5秒保障冷凝液及时排放；

9)    现场无噪音。

（5）CST产品特点

1)    运行经济：智能控制系统可避免不必要的压缩空气泄露损失，节约能源；

2)    功能可靠：电容式传感器无任何磨损，它能测量包括纯油在内的任何冷凝液，即使用来排放高粘度冷凝液也绝无问题；

3)    易于安装：CST冷凝液排除器的入口和出口是平行的，而且都是普通管螺纹连接，非常简单。冷凝液的排出使用软管或硬管连接均可；

4)    操作安全：CST冷凝液排除器具有可靠的自检测系统，由LED指示灯显示当前的工作状态，可通过按动测试按钮来试验其功能是否正常。无源输出触点可将报警信号传送至中心控制室。此外，所有操作元件及电子控制部分均为防溅水设计，防护等级达到IP65防护标准；

使用方便：电子系统包括集成电源和控制系统均使用24V直流电。只需拔掉插头即可将控制系统和电源断开，保证维护工作没有任何危险。

3.节能效益

根据现场实际调研情况，现场排水点旁通阀开度在1/4~1/2之间波动，双方约定，排水阀开度按照平均开度为1/4进行计算。冷轧薄板厂压缩空气冷凝水排水管径均为DN20，采用手动调节阀，通流面积如下图阴影部分所示，依据公式：

其中圆的半径r=10mm，依上式，可计算出阴影部分面积（通流面积）为61.37m㎡，约为直径8.8mm圆的面积，双方约定，冷凝水排点常开旁通阀开度经通流面积折算，平均开度折合成口径为8mm的圆形孔径，按照国家计量检定规程《临界流文丘里喷嘴》JJG620--2008，计算出通用《压力-孔径压缩空气损失表》（附表三），按照空压站各设备年运行时间8500小时，计算得出二个空压站排水器泄漏成品压缩空气量分别为：南区空压站年泄漏约1504.296万立方米；北区空压站年气损约1504.296万立方米。（计算过程见附表五）24个冷凝水排点每年造成成品压缩空气泄漏3008万立方米。折合标煤1203吨，效果良好。

改造前排水器

改造后排水器