空压站改造方案汇总.docx
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空压站改造方案汇总
酒钢1＃空压站改造方案
1、概述
1.1现状
酒钢现有1＃、2＃、3＃、4＃、5＃、6＃空压站及烧结空压站，目前烧结空压站专供烧结用气，4＃空压站已停运。
1＃空压站有3台BTD2－103/7型空压机，1台2D－100/8型空压机；三台BTD2-103/7已经报废，1台2D－100/8型空压机在用（考虑在原有的报废空压机的位置安装二台新空压机，所以空压机流量按2×80m3/min考虑）。
2＃空压站有3台空压机，空压机流量均为100m3/min。
3＃空压站有7台空压机，型号均为2D-100/8型，每台空压机流量均为100m3/min。
5＃空压站现有四台2D-100/8、二台D-100／8-E3空压机（为冷轧项目建设）。
6#空压站主要考虑为酒钢新建200万吨热轧薄板工程提供生产用气，站内设7台D-100／8-E3空压机，每台空压机的实际供气量为80m3/min。
在用的5个空压站共24台空压机，21台运行3台备用，空压站的供出管线均已联网，总计可供出压缩空气理论值1920m3/min。
在2005年6月统计的用户实际用气量1914.8m3/min左右,后因老炼钢除尘设施的建设需要新增～40m3/min的用量，除尘系统投用后已经没有富裕的压缩空气。
具体见表1－1
序号
空压站名称
装备空压机型号
单台供气能力（（m3/min））
数量（台）
空压站能力（m3/min）
备注
1
1＃空压站
2D－100/8
100
1
100
1台运行
2
2＃空压站
2D－100/8
100
3
200
2运1备
3
3＃空压站
2D－100/8
100
7
600
6运1备
4
5＃空压站
2D－100/8
100
4
300
5运1备（冷轧投产后）
D-100／8-E3
80
2
160
5
6＃空压站
D-100／8-E3
80
7
560
7台运行
合计
21运3备
根据表－1分析，可以看出，现有的空压站可暂时维持生产，如老炼钢除尘除尘系统投用则现有的设备能力无法满足生产要求；所以应对现有的压气系统进行核算并改造。
1.2改造内容
1）在1＃空压站内拆除的原有三台BTD2-103/7空压机的位置上，砸除基础，重新安装三台DW-100／8-X空压机及其配套的辅助设备。
2）对原有的供配电系统进行调整，在原有检修间内布置新的高压柜、控制柜以及励磁柜等辅助电气设施。
3）对原有的冷却水直通回流系统改为冷却水循环系统。
4）相应根据工艺及电气专业的要求，对原有的房屋结构进行修改，以适应改造后的生产要求。
5）对原有空压站的主厂房进行适当的修善。
6）压缩空气储气罐外部接线改造。
1.3设计依据
（1）酒钢“十一五”规划及酒钢目前压缩空气的供应现状。
（2）《压缩空气站设计规范》（GBJ29-90）。
（3）与本专业相关的法律法规。
1.4投资估算
本概算系1＃空压站改造方案估算，包括新增三台D-100／8-E3空压机及其配套的辅助设备及相应的工艺、土建、电气、仪表、外线改造。
工程总价585.51万元，其构成为：
①空压机改造177.95万元；
②冷却水系统改造25.80万元；
③压缩空气外线改造24.57万元；
④土建改造18.84万元；
⑤电气仪表改造273.98万元；
⑥其它费36.48万元；
⑦预备费27.88万元。
2工艺设计
根据酒钢“十五”末的压气平衡，所有设施的压气需要量为1914.8m3/min。
本次对1＃空压站进行改造，将报废空压机拆除，并在原位置设置2台空压机，暂时保证1＃空压站内设备2运1备；1＃空压站内最终可设5台空压机,届时保证4运1备。
当1＃空压站内设备的备用能力不足时，考虑整个系统互为备用。
现有用户的用气量见表－2；
现有用户压缩空气用量表表-2
序号
用户名称
压气用量（m3/min）
压力（MPa）
备注
1
200万区域
炼铁区域
92
0.5-0.7
炼钢区域
20
0.5-0.7
连铸区域
384
轧钢区域
146
2
2＃高线
83.8
0.6
3
炉卷
34
0.5-0.7
4
二热电
90
0.6～0.7
5
老热电气力输灰
30
0.6～0.7
6
二热电气力输灰
30
0.6～0.7
7
原有老系统
967.5
0.6～0.7
老系统新增
36
0.6～0.7
现有用户用气量合计
0.6～0.7
考虑同时使用系数及漏损系数（0.85×1.15×1.17）
2188.2
0.6～0.7
“十一五”期间预计建设的新增项目用气量统计见表－3表－3
序号
用户名称
压气用量（m3/min）
压力（MPa）
备注
1
2500m3高炉
91
0.6～0.7
2
2×240m2烧结机
136
0.6～0.7
3
300万吨二选厂
～60
0.5-0.7
4
焦化煤气脱硫
137.5
0.6～0.7
5
焦化干熄焦
30
0.6～0.7
6
焦化5、6＃捣固炉
60.6
0.6～0.7
预计用气量合计
515.1
考虑同时使用系数及漏损系数（0.85×1.15×1.17）
579
0.6～0.7
按照国内空压站的设计惯例，要求空压机的整体备用率要达到17～20%，才能够保证压缩空气的供气安全。
如果按照备用率18％考虑，则计算现有空压机的总台数应为26.8台，应选择27台；如果按照备用率20％考虑，则计算现有空压机的总台数应为27.5台，应选择28台；这里我们建议按照备用率18％考虑，即在原有1＃空压站内增加3台DW-100／8-X型空压机。
这样酒钢整个压气系统的设备备用率为18.52％。
本次设计不考虑“十一五”期间其他新增用户的用气量，仅考虑1＃空压站内现有的情况。
2.1空压机室
本次改造设计的压缩空气站的供气压力与原有的压气系统属于同一压力等级，设计供气能力为260m3/min。
站内的建筑面积不变，空压机呈单排布置，工作制度为3用1备；各空压机的吸气系统（消音过滤器）布置不变，按照现有的吸气口、排气口同侧布置。
各空压机的排气口与储气罐之间设后冷却器；排气口与储气罐之间的连接管道上安装DN250的止回阀；止回阀之前设放散管，放散管的阀门设在空压站内，出管在室外的合适位置汇入放散总管，放散总管的出口端统一设消音器。
室内的空气管路、冷却水管路、润滑油路等均按原有设备设施的走向布置。
空压机及其冷却器的冷却水循环泵组设在空压机室外，单设泵房，循环水池及玻璃钢冷却塔在室外就近设置。
本改造设计确保工艺合理，操作方便，节约投资。
2.2空压站内工艺设施
2.3.1空压站主厂房
1＃空压站主厂房的跨度为12m，建筑面积为576m2；轨面标高为6.8m。
厂房内原有设Q=5t、Lk=10.5m的手动单梁起重机一台，现在由于使用年限过长，变形严重，建议更换。
2.3.2辅助面积
原有高压配电室、控制室、变压器室、操作室、检修间等辅助面积等建筑面积为288m2。
新建室外冷却水池5.5m×5.5m，深3.0m，建筑面积为30.25m2。
2.3.3空压站内改造的工艺设备表
工艺设备表表-4
序号
名称
单位
数量
单重（kg）
总重（kg）
备注
1
DW-100／8-X空压机
台
3
10500
21000
配用电机功率550kw6000v
台
3
3800
7600
随设备配
空压机配润滑油泵
电机功率2.2kw380v
台
3
随设备配
盘车电机功率4.5kw（380v）
台
3
随设备配
2
后冷却器
台
3
随设备配
3
10m3储气罐
个
3
2460
4920
随设备配
4
空气消音过滤器
个
3
随设备配
5
DN250闸阀PN=1.6MPa
个
6
随设备配
6
DN250止回阀PN=1.6MPa
个
3
随设备配
7
DN120放散阀PN=1.6MPa
个
3
随设备配
8
Q＝5t,Lk=10.5m电动单梁起重机
台
1
4.0
4.0
地面操作
3.电气及自动化控制
3.1设计依据
（1）工艺、动力专业提资；
（2）《供配电系统设计规范》；GB50052-95
（3）《电力工程电缆设计规范》GB50217-94.
（4）《10KV及以下变电所设计规范》GB50053-94053
3.2改造内容
根据工艺、动力专业提资情况，电气专业需进行以下内容的改造：
（1）高压供电系统改造
（2）低压供电系统改造
（3）仪表、控制系统改造
3.2.1高压供电系统改造
原一空压站有空压机四台，其中三台6KV/380V变压器－空压机组（空压机为380V供电），一台6KV供电空压机。
因设备陈旧，目前只有6KV供电空压机维持运行。
根据工艺专业核算，本次改造在拆除原三台6KV/380V变压器－空压机组基础上，新增3台电压等级为6KV、容量为550KW,型号为D-100／8-E3空压机，并预留一台相同型号机组土建位置。
电气专业需对上述新增设备供电、控制系统做改造。
（1）改造方案
一空压站建于60年代，站内高压供电设备陈旧，加之原有备用柜位被其他负荷占用，如指挥中心一路电源、配餐中心电源等，且本次改造低压负荷增加较多，原所用变压器容量满足不了要求，需新上动力变压器，新上空压机需新增三台高压电源柜，且预留一台备用柜位，现站内高压柜为GG-1A开关柜，且布满，在现有高压室内增加柜位已无可能，需将高压室设备整体改造，选用目前技术成熟、先进、占地面积小的KYN-28金属铠装中置式移开式开关柜，可解决上述存在的问题。
见布置图1。
改造后的开关站为具有5S遥控功能的开关站，并与炼钢变电所通讯，数据上传炼钢变电所。
开关站直流系统及空压机励磁系统配套改造。
现维持运行的空压机励磁系统一并改造。
（2）高压负荷计算
本改造工程新增电压等级为6KV、型号为D-100／8-E3空压机空压机3台，装机容量3x50KW，并预留相同型号的一台空压机高压供电设备位置。
负荷等级：
二类负荷。
现有一空供电电源满足新增负荷的要求。
（3）新增设备见表3-1：
主要设备表表3－1
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
10KV中置式铠装移开式开关柜
KYN28－12-31.5KA－1250A
面
17
2
中置式铠装移开式PT柜
KYN28－12-31.5KA－1250A
面
2
3
10KV中置式铠装移开式隔离柜
KYN28－12-31.5KA－1250A
面
1
4
空压机励磁系统
套
3
5
机旁操作箱
XF3001
块
12
6
智能镉镍直流屏
100Ah
套
1
DC220
7
微机线路保护
DEP－821
套
10
8
同步电机保护装置
DEP－829
套
5
9
变压器保护装置
DEP－829
套
3
10
微机BZT装置
DEP－837
套
1
11
微机保护总控单元
DEP－765
套
1
3.2.2低压供电系统改造
（1）负荷计算
本工程本次改造或新增380V用电设备16台，主要有空压机盘车、励磁系统等辅助设施及循环泵、冷却塔等负荷，并考虑未来一空站空压机为5台运行时低压负荷，装机容量共346.7KW。
负荷等级：
二类负荷。
计算负荷如下：
Pjs=288.42KW，Qjs=174.506KVar，Sjs=337.10KVA
Cos∮=0.85
原两台180KVA所用变取消一台，保留一台为开关站直流电源、照明、计算机控制系统供电。
改造后低压系统为所用变提供二路备用电源。
380V负荷计算见下表3-2.
负荷计算表表3-2
设备名称
额定功率
（KW）
功率因数
Cos∮
需用系数
计算功率
（KW）
计算无功
（KVar）
备注
1、2、3#循环泵
30x3
0.85
0.8
48
44.57
二用一备
冷却塔
15
0.85
0.8
12
7.43
潜污泵
2.2
0.75
0.6
1.32
1.16
1~5#空压机励磁机
20x5
1
1
100
0
1~5#空压机盘车电机
4.5x5
0.75
1
22.5
19.8
1~5#空压机油泵电机
2.2x2x5
0.85
1
11
6.81
主、辅油泵一用一备
检修电源
50
0.5
0.5
25
43.3
所用变低压负荷二路电源
60
0.9
0.9
54
26.15
水泵房3吨电葫芦
6
0.5
0.5
3
5.196
5吨天车
23.2
0.5
0.5
11.6
20.09
合计
390.9
288.42
174.506
（2）供配电系统
根据上述负荷计算，新增两台容量为400KVA，电压比为6/0.4KV变压器为上述380V负荷供电.低压室内设两段低压母线（见供电系统图）共9面GCK抽屉柜；变压器电源取自一空10KV开关柜。
低压设备布置见布置图。
新增2面GCK抽屉柜为所用负荷供电。
（3）传动方式
循环泵、冷却塔、空压机及辅助设施设置机旁单动和远程I/O技术，就地操作在机旁操作箱（箱内设自动/手动转换开关），集中操作通过设在控制室的PLC进行远程控制（含工艺联锁）。
潜污泵设手动机旁控制。
（4）管线敷设方式
动力、控制电缆沿新增、已有电缆沟、穿管暗敷。
（5）照明
空压机厂房照明维持现状，改造后控制室等照明需改造，配电室、控制室等设室内照明，灯具选用荧光灯，以照度按200Lx设计.
（6）接地
所有设备正常不带电金属外壳、箱体、管线等均可靠与原厂房接地系统连接.PLC屏设专用接地极（1处），接地电阻要求不大于4欧姆.
（7）主要设备材料表
主要设备材料表表3-3
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
电力变压器
S9-400-6/0.4KV
台
2
2
抽屉式低压配电屏
GCK
面
11
3
机旁操作箱
XF3001
块
5
4
电力电缆
YJV8.7/10KV3x70
米
200
5
电力电缆
VV-10003x120＋70
米
500
6
电力电缆
VV-10003x25＋10
米
300
7
控制电缆
KVV-50014x2.5
米
2000
8
屏蔽电缆
KVVP-50010x2.5
米
3000
9
接地镀锌扁钢
-40x4
米
150
10
双电源切换箱
只
1
11
钢管
G108
米
30
12
钢管
G80
米
200
13
钢管
G32
米
800
3.2.3仪表、控制系统改造
根据工艺、动力专业要求，对空压站内空压机、循环水系统运行参数进行检测与控制设计。
（1）设计原则
满足工艺生产过程检测与控制要求，确保生产设备能够安全可靠的运行。
（2）装备水平与控制方式
结合酒钢实际，新增空压站检测项目全部采用计算机控制系统，计算机系统采用PLC系统。
控制站配一台操作站。
检测项目如下：
空压机本体润滑油压力就地、远方检测
空压机本体润滑油温度就地、远方检测
空压机本体一级排气缸温度就地、远方检测
空压机本体一级排气缸压力就地、远方检测。
空压机本体二级排气缸温度就地、远方检测。
空压机本体二级排气缸压力就地、远方检测。
空压机后冷却器冷却水排水温度检测。
空压机回水温度检测。
空压机供水压力检测。
空压机后冷却器排汽温度检测。
空压机供水总管温度检测。
空压机供汽总管压力检测。
空压机供汽总管流量检测。
空压机冷却水进水总管压力检测。
冷却水进水总管温度、流量检测。
循环水泵出口压力、温度检测。
循环水泵电机电流检测。
（3）主要设备
主要设备表
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
工艺计算机控制系统（显示器、主机、网卡、软件等）
套
1
2
UPS电源
3KVA
套
1
3
铂热电偶
0-100℃
只
6
4
铂热电偶
0-200℃
只
1
5
铂热电偶
0-200℃
只
7
设备自带
6
压力变送器
EJA，0~0.5MPa
只
2
7
电磁流量计
0~420m3/h
只
3
8
压力变送器
0~0.5MPa
只
6
设备自带
9
压力表
0~0.5MPa
只
4
设备自带
10
双金属温度计
0-200℃
只
6
设备自带
11
压力变送器
0~1MPa
只
2
设备自带
12
压力变送器
0~1MPa
只
4
13
威力巴流量计
0~30000m3/h
只
1
14
差压变送器
0~10KPa
只
1
15
电流变送器
只
3
（4）管线敷设方式
控制电缆沿新增、已有电缆沟、穿管暗敷。
4.动力部分
4.1循环冷却水部分：
现状：
空压站内设有3台水泵，每台水泵流量Q=170m3/h，扬程H=32.5m3/h，功率V=20Kw。
现运行一台水泵，冷却水直接由生产水供给，用户为空压站65m3/h、1#煤气加压站10m3/h。
空压站、煤气加压站回水一部分供铸铁机用水，一部分直接送入热电厂双曲线冷却塔冷却。
根据本次设计工艺专业提资，每台空压机需循环冷却量75m3/h,压力为0.2～0.4Mpa,本次设计三台空压机运行，循环水量225m3/h，最终四台空压机运行，总循环水量300m3/h。
根据以上参数，循环冷却水系统按以下方案设计。
冷却水自成一个系统，整个系统为闭路循环。
即：
冷水池中的水经水泵加压后送至空压机冷却部位，回水利用剩余压力到冷却塔，冷却后的水到冷水池循环使用。
循环水系统中，本次设计3台水泵，二运一备，冷却塔设计一台，均按最终规模考虑。
循环水系统设备情况见表一。
循环水系统设备表
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
单级离心泵
DFW150-200（I）A/2/30Q=150m3/hH=44m
台
3
二运一备
配用电机
N=30KW
台
3
二运一备
2
玻璃钢冷却塔
10BNGZ-300Q=300m3/h
∆t=20˚cN=15KW
台
1
3
冷水池
3000*5000*3800mm
座
1
4.2压缩空气管道：
改造方案、1#空压站外压缩空气管道管径（D325X6）不变，管道敷设方式改为架空敷设，管道长为130米，管道均采用卷焊钢管。
5．土建
建筑工程内容包括：
（1）原有设备基础拆除共计：
20m3×4。
（2）原有的厂房内外墙体抹灰翻新，厂房为高低跨。
主跨尺寸为长×宽×高＝48m×12m×7.5m；偏跨尺寸为长×宽×高＝48m×6.24m×4.2m。
（3）厂房内所有的采光窗均进行更换。
（4）新建的水泵房、吸水井，吸水井具体尺寸长×宽×深＝5m×3.8m×4.1m。
水泵房为半地下式水泵房，长×宽×高（地上3.6m，地下2.5m）＝7m×4.5m×6.1m。
（5）新增的阀门操作平台（钢结构）4组，尺寸为长×宽×高＝1.5m×1m×2m。
（6）新增压缩空气管道支架3个。
（7）新建的设备基础：
21m3×4。
6.投资估算
6.1编制依据
（1）建筑工程：
采用1999年《甘肃省建筑工程概算定额》、2001《甘肃省建筑工程概算定额地区基价》及同类工程概算指标进行编制。
（2）安装工程：
采用1999年《甘肃省安装工程概算定额》、2001《甘肃省安装工程概算定额地区基价》及同类工程概算指标进行编制。
（3）设备或主材：
主材、设备价格采用2001年《甘肃省建设工程材料预算价格汇编》的价格、询价或类似工程价格。
（4）取费：
按甘建价[2001]385号文取费。
（5）工程建设其它费：
按省及有关文件计取。
6.2编制范围及构成
本概算系1＃空压站改造方案估算，包括新增三台D-100／8-E3空压机及其配套的辅助设备及相应的工艺、土建、电气、仪表、外线改造。
工程总价585.51万元，其构成为：
①空压机改造177.95万元；
②冷却水系统改造25.80万元；
③压缩空气外线改造24.57万元；
④土建改造18.84万元；
⑤电气仪表改造273.98万元；
⑥其它费36.48万元；
⑦预备费27.88万元。
6.3有关说明
⑴工艺设备、电气设备参考5#、6#空压站设备价格编制。
⑵电气仪表包括供配电、仪表。
⑶预备费按5%计取。
6.4主要设备一览表
主要设备一览表
序号
主要材料或设备
规格或技术参数
单位
数量
备注
一
工艺设备
1
空气压缩机
D-100／8-E3
台
3
2
电动单梁起重机
Q=5t,Lk=10.5m
台
1
二
冷却水系统
1
单级离心泵
DFW150-200（I）A/2/30Q=150m3/hH=44m
台
3
配用电机
N=30KW
台
3
2
玻璃钢冷却塔
10BNGZ-300Q=300m3/h
∆t=20˚cN=15KW
台
1
3
电动葫芦
3T
台
1
三
电气、仪表设备
10KV中置式铠装移开式开关柜
KYN28－12-31.5KA－1250A
面
17
中置式铠装移开式PT柜
KYN28－12-31.5KA－1250A
面
2
10KV中置式铠装移开式开关柜
KYN28－12-31.5KA－1250A
面
1
空压机励磁系统
套
3
机旁操作箱
XF3001
台
17
智能镉镍直流屏
100Ah
套
1
电力变压器
S9-400-6/0.4KV
台
2
抽屉式低压配电屏
GCK
面
11
工艺计算机控制系统
显示器、主机、网卡、软件等
套
1
压力变送器
EJA，0~0.5MPa
只
6
电磁流量计
0~420m3/h
只
3
威力巴流量计
0~30000m3/h
只
1
差压变送器
0~10KPa
只
1
电流变送器
只
3
6.5附估算表
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