在鋼鐵企業,壓縮空氣是必不可少的能源介質,而空氣壓縮機的運行會消耗大量的電能。如何科學管理壓縮空氣系統、降低空壓機能耗,已成為各大鋼鐵廠能源系統技術人員研究的熱點問題之一。京唐公司共有5座空壓機站,分布于煉鐵、燒結等五個區域,由兩根并列的母管將27臺離心式空壓機聯通,形成全公司壓風主管網,各個站所的運行數據均上傳于煉鋼空壓機站,依靠較完備的聲光報警系統實現了人員集中遠程監控功能。然而,由于所有空壓機都是獨立控制,空壓機啟停時機、運行個數完全由職工根據現場經驗做出判斷,而且為保證生產系統的安全穩定,壓縮空氣都是按照過盈原則進行供應。當運行人員發現壓力過高時,需要到現場進行操作,壓力調整的實時性、準確性較差,造成一定程度的能源浪費。
為降低空壓機的能源消耗,能環部先后組織實施了空壓機及干燥裝置遠程控制改造、高壓需求用戶獨立供氣等多項措施,同時采取人為控制壓縮機間歇運行以降低壓風管網壓力,取得初步成效,但和行業先進水平相比還有一定差距。
充分利用智慧能源的管理理念,持續深入實施技術改造是供氣專業人員追求的目標。去年,在與先進企業對標過程中,該部技術人員發現當前有一種集中空壓機群智能管控系統能對空壓機站做到系統化、精細化、實時性、準確性集中智能管控。供氣高級工程師趙劉強帶領團隊深入研究國內外空壓機智能控制系統,為京唐公司的系統改造探尋依據。通過調研,他們欣喜地發現所對標的企業應用的系統能夠讀取所有空壓機的參數,通過構建網絡實現對空壓機的遠程啟停、負荷調整等所有操作,同時實時監測用戶端的壓縮空氣壓力,自動匹配壓縮機運行模式,平衡和優化每臺空氣壓縮機的產量。由此,能夠對廠區所有空壓機的運行進行實時、自動化控制,可以有效降低壓風的消耗,達到節能的效果,最重要的是完全可以應用于京唐公司空壓機系統的改造。
團隊成員就像得到了法寶一樣,立即聯系廠家制定實施計劃。同時,綜合工藝、電氣、機械、質量各方面知識,不斷完善空壓機智能集中管控系統技術方案,全力推進智能化改造項目的實施。然而,整個過程并沒有想象的那么順利。由于集中管控系統涉及到全部27臺空壓機改造,生產、施工交叉頻率高,作業難度大。為了避免生產對施工進度的影響,避免實際生產的各種異常影響項目的實施進度,趙劉強創新施工方法,準確把控項目實施的關鍵點,采用安裝一臺、調試一臺,集群聯調施工策略,減少空壓機操作,盡可能地縮短施工時間。
在系統聯調階段,由于這套先進控制系統要求實時控制空壓機參數,控制頻度在1秒以內,但是目前能源網絡系統在數據傳輸延時、傳輸帶寬上,都不能滿足系統控制的高要求。為了解決這一問題,團隊重新優化網絡通信方案,系統整合一、二期能源網絡通信系統,重新鋪設光纖,建立了新的獨立通信網絡,使系統控制頻度提升至毫秒級,系統控制效果大幅提升。
網絡的鋪設占用了大量時間,為了搶回新建網絡所耽誤的工期,趙劉強帶領大家日夜趕工。因外方專家嚴格執行每周五天、8小時工作制,為了盡早進行系統聯調,他全程陪同外方專家,利用中午用餐期間討論調試過程中遇到的各種問題。最終外方專家被趙劉強團隊盡職盡責、不辭勞苦的精神所感動,答應每周多工作一天,這樣為系統聯調工作搶回了時間。最終在計劃要求的時限內順利完成了項目施工,并且調試一次成功。
通過系統優化改造,京唐公司空壓機系統實現了智能管控,能夠根據用戶需求量來自動組織生產。通過安裝在用戶側壓力傳感器實時掌握用戶側壓力水平,調節壓縮空氣產量,以最小產量保證每個用戶壓力穩定,解決了壓縮空氣生產與使用脫節的問題。同時,實現了廠區管網系統的集中管控,通過讀取每個空壓站和用戶側壓力數據,并依據此壓力數據按照就近生產原則調節各空壓機站壓縮空氣產量,使用戶壓力穩定保持在最佳水平,避免遠距離輸送。項目完成后預計全年降低電耗1300多萬千瓦·時,節約運行費用600余萬元。