Atlas Copco公司的3台涡轮压缩机使得VEO公司能够每小时生产43500Nm3的压缩空气

在德国Eisenhüttenstadt市，Atlas Copco公司提供的不仅仅是3台涡轮压缩机、5台压缩空气干燥机和3台冷却设备，他们对现有的空压机站进行了彻底的改造。

仅用了9个月的时间，Atlas Copco公司就完成了德国Eisenhüttenstadt市VEO公司空压机站的全面改造。在整个改造项目中，部分旧的空压机站被拆除，重新规划建造了全新的空压机站。Atlas Copco公司按照已有的地基配置设备，为空气压缩机盖了新家。为了保护其他正在生产使用的压缩机不受损害，新增了火灾报警系统；重新敷设了压缩空气、冷却水、淡水和冷凝水管道；为所需的电力、电气产品生产制造了电气控制柜和起动变压器；新建了三个冷却水站。另外，还安装了空压机站的主控系统以及压缩空气流量检测的检测系统，使得VEO公司能够根据这些检测数据计算能源费用。VEO公司的项目负责人Anja Witza女士说道：“我们需要的是一整套的解决方案”。

图1 “从经济性的角度考虑，我们只提出了15年的寿命要求，现在我们可以有更加长远的规划。”
——Peter Knobloch先生，VEO公司的运行工程师

这家企业为本地区的居民和工业企业提供能源，保障了Eisenhüttenstadt市、ArcelorMittal钢铁公司和周边地区的电力和热水供应。Witza女士说：“在这样的大型项目中，我们不是只简单地寻找一个压缩机产品供应商，而是寻找项目的总承包商。”传统的钢铁生产基地——Eisenhüttenstadt市空压机站总体改造的任务最终落到了Atlas Copco公司的肩上，对他们来讲，这一总承包合同也是最大的一份单项合同。改造后的空压机站应保证整个钢厂和其他工业企业的生产用气。

100%的供气可靠性

VEO公司利用这一压缩空气生产设备为Eisenhüttenstadt市的ArcelorMittal钢铁厂提供压缩空气，峰值时的用气量高达37000Nm3/h。Witza女士说：“供气必须保证100%的可靠。之所以更换老设备，一是因为它们的维护保养费用太高，二是它们的供气能力已经达到了极限，因此必须拆除。”就这样，2006年初诞生了改造方案，用新的压缩空气生产设备为本地区提供足够的压缩空气。“在整个项目的实施过程中，必须保证老设备100%的正常供气。”Witza女士说。这就要求把部分老设备集成到新的、上一级主控系统之中，把相应的管道也纳入到新的供气系统之中。

图2 5台FD型压缩空气干燥机安装在主空压机站的一楼，3台各重18t的涡轮压缩机和起动变压器，6kV的开关控制柜安装在二楼，因此，原有的地基必须进行改造

最终，Atlas Copco公司决定使用3台ZH15000型涡轮压缩机。每一台空压机每小时可以生产14500Nm3的压缩空气。在正常生产情况下两台涡轮压缩机即可满足要求，第三台用于弥补峰值载荷的需求并用作备机。VEO公司的项目主管介绍道：“整个项目分两个阶段进行。首先是敷设管道，把两台涡轮压缩机连接起来，以保证压缩空气的正常供应。第二阶段是安装第三台涡轮压缩机。”

在新设备安装后的第一年中，某些老设备依然照常工作，此后逐步地退出供气网络。最后，只剩2台ZH型涡轮压缩机和1台Atlas Copco公司的水冷、无油的ZR 750型螺杆式压缩机还在工作。

期望的使用寿命长达20年

“该技术方案是合适的，价格也合理，在整个使用寿命周期内有着很好的经济性，我们与Atlas Copco公司之间也有着很好的合作经历，以及与设备合同同时签署的，长达10年的全方位服务合同。”主管部门负责人Andreas Gross先生解释说道。 “利用ZH型压缩机生产无油压缩空气非常经济。明显地降低了生产使用时的维护保养费用和运行费用。”运行工程师Peter Knobloch先生补充说道。当设备在最佳状态下运行，输出压力恒定并保证压缩露点在3℃时，还会有较低电力消耗的优点。

图3 “在整个项目的建设过程中，必须保证压缩空气供应100%的可靠，设备应能够经济地使用运行15~20年。”
——Anja Witza女士，VEO的项目负责人

涡轮压缩机也使得整个供气网络成为一个平稳的网络，因为智能化的调节系统（ES 130T）能够很精确地调节系统的压缩空气需求量。VEO公司的运行工程师Peter Knobloch先生说：“从经济性的角度来看，我们只提出了15年的要求，现在我们可以有更加长远的规划。”他认为，这种涡轮压缩机的使用寿命可以长达20年。根据Atlas Copco公司的看法，项目工程师Ralph Kühlberg先生计算的涡轮压缩机连续工作的使用寿命为5~8年：“而许多实际应用都有着较长的间隔、停顿时间。” VEO公司也认为设备会有很长的寿命周期。例如，ZH压缩机最早在使用16000h后才需要维护保养。

很高的性能储备

VEO公司在描述这一项目时清楚地表示，压缩机在生产工作过程中不得出现问题。他们不想有过高的使用运行费用和维护保养费用，尤其不愿看到出现故障。主管部门的负责人Gross先生说道：

“Eisenhüttenstadt市的ArcelorMittal钢铁生产厂、VEO公司和其他的工商业区都需要我们可靠的供应压缩空气。压缩空气生产过程中的故障、停气会带来很大的生产损失和经济损失。”因此，压缩机的冷却设备都要求有充足的安全储备。在其他压缩空气站的项目中，几乎都只有一个中央冷却站来应对冷却设备的安全性能储备，而在这个项目中则建了三个，每台压缩机各有一个冷却水站。这样，当一台冷却水设备出现故障时（或者因其他原因中断工作）只有一台压缩机停机。

此外，该项目还安装了5台干燥设备。每个冷却水站不只为1台压缩机提供冷却水，而且还要为2台干燥机提供冷却水，在特殊情况下甚至可以为3台干燥机提供冷却水。5台干燥机都采用了转速可调的FD 4000VSD标准配置，而通常情况下用3台小型特殊配置的FD 3000在物理性能上就可以满足要求。但VEO公司希望的是标准配置，因此采用了规格型号更大一级的产品来保证整套设备的安全性和功率、性能的储备。本来Atlas Copco公司建议与ZH涡轮压缩机配套使用的是专门为高性能、高要求而研发的XD系列干燥机，但由于VEO公司对压缩空气性能的要求为不太严格的压缩露点3℃，所以经济型的FD干燥机就能胜任了。

通过了大量的停机测试

人们对这一新建空压机站的故障停机进行了大量的测试，并对测试结果都一一记录存档，例如：控制系统出现故障，机械设备停机故障，0.4kV电力系统的断电等等。Atlas Copco公司的项目工程师Ralph Kühlberg先生说道：“在出现故障之后，无需人员介入设备就能自动的保证正常供气。”而VEO公司要求的不仅仅是最高程度的安全可靠，而且也要求无人值守。Gross先生解释说道：“自1996年最后一次现代化技术改造之后，空压机站就不再24h派人值班。因此我们可以相信现代化的技术。”

在VEO公司验收后，压缩空气有着较大的压力波动，因此进行了多次设备压力调节范围的性能匹配和调试。Kühlberg先生说：“因为我们要把能源费用控制在最低的水平上。”最后测试时理论工作压力的数值为6.9bar（6.9×105Pa），检测到的压力波动范围为设定值的±0.15bar（±1.5×104Pa）。“原来我们的工作压力为7bar（7×105Pa），现在我们的理论值是6.8bar（6.8×105Pa）。”VEO公司的Knobloch先生解释说道。根据Atlas Copco公司的看法，这将会把能源需求再降低一到两个百分点。