單永華

（河北國華定州發(fā)電有限責(zé)任公司，河北 保定 073000）

600MW火電機組儀用壓縮空氣系統(tǒng)優(yōu)化改造

單永華

（河北國華定州發(fā)電有限責(zé)任公司，河北 保定 073000）

目前氣動執(zhí)行機構(gòu)在火力發(fā)電廠得到了廣泛的應(yīng)用，儀用壓縮空氣含水量超標(biāo)的問題已經(jīng)成為困擾電廠安全生產(chǎn)的一個技術(shù)難題。本文對國華定州電廠儀用壓縮空氣含水量大的現(xiàn)象進行分析，通過對目前火電廠儀用壓縮空氣含水量大進行治理的實踐，找出解決儀用壓縮空氣含水量大的辦法，提高儀用壓縮空氣品質(zhì)，降低氣動執(zhí)行機構(gòu)的故障率，提高儀用壓縮空氣系統(tǒng)的可靠性。

儀用；壓縮空氣；帶水

國華定州電廠儀用壓縮空氣系統(tǒng)配備了4臺空壓機和4臺干燥器，一臺空壓機和一臺干燥器串聯(lián)然后至干燥器出口母管及儀用儲氣罐。空壓機正常運行方式為兩臺空壓機及兩臺干燥器運行。由于北方地區(qū)發(fā)生極寒天氣，造成部分壓縮空氣管路出現(xiàn)了凍管現(xiàn)象。為避免管道凍結(jié)，壓縮空氣用戶加大了排污疏水，造成現(xiàn)場用氣量增加，運行方式改為三臺空壓機及三臺干燥器運行，降低了設(shè)備運行的可靠性。由于4臺儀用空壓機和4臺儀用干燥器系統(tǒng)連接方式為一對一，所有干燥器出口都連接在一根母管上至儀用儲氣罐，造成每運行一臺空壓機就必須運行相對應(yīng)的干燥器，反之每運行一臺干燥器就必須運行相對應(yīng)的空壓機。

空壓機和干燥器都是空氣處理量均是40m3，當(dāng)壓縮空氣用戶用氣量較大的時候（特別是冬季為了防凍，加大排污量），造成干燥器負(fù)載增大，水分處理的效果降低，導(dǎo)致壓縮空氣含水量增多。由于特殊極寒天管路內(nèi)壓縮空氣遇冷產(chǎn)生二次冷凝，室外部分管路易發(fā)生凍結(jié)現(xiàn)象，本文對對儀用壓縮空氣含水量的優(yōu)化進行闡述。儀用空壓機及干燥機的系統(tǒng)如圖1。

圖1

1 儀用壓縮空氣水分的形成

壓縮空氣的質(zhì)量受環(huán)境的影響比較大，隨著氣壓及天氣的變化，空氣中的水蒸氣的含量也會有所不同，空氣越干燥，濕度越小，空氣越潮濕，濕度越大。水蒸氣經(jīng)過空壓機的壓縮后，體積縮小，但壓縮空氣中的水分不會消失，儀用壓縮空氣中水分以兩種形式存在，一部分壓縮空氣離開空壓機進入管道后，由于溫度降低，使得壓縮空氣中的水蒸氣以凝結(jié)水的方式保留在系統(tǒng)內(nèi)；另一部分隨著壓縮空氣壓力升高、體積減少，以較少水蒸氣存在于壓縮空氣中。當(dāng)儀用壓縮空氣通過管道分散到各個用戶的過程中，由于輸送距離增加和各個用戶環(huán)境的不同，造成管道內(nèi)部的壓縮空氣壓力降低，溫度下降，壓縮空氣中未飽和壓縮空氣在保持水蒸氣分壓不變情況下由于溫度下降，使壓縮空氣達到飽和狀態(tài)，當(dāng)壓縮空氣的溫度降至壓力露點時，含有水蒸氣的壓縮空氣中便有凝結(jié)水析出。儀用壓縮空氣系統(tǒng)正常運行過程中，由于全廠壓縮空氣的管線工作環(huán)境有差別，尤其是當(dāng)從空壓機房通往室外時，環(huán)境溫度變化比較幅度大。若壓縮空氣中含水量超標(biāo)就會有凝結(jié)水析出。當(dāng)環(huán)境溫度低于0℃時，壓縮空氣管道內(nèi)的積水如果不及時排出會結(jié)冰，堵塞管路，影響儀表正常工作。特別是在冬季雨雪降溫，空氣濕度較大且氣溫突然降低的情況下，儀用壓縮空氣含水量增加，部分儀用氣調(diào)門供氣管路會造成凍結(jié)導(dǎo)致調(diào)門失氣，無法正常動作，嚴(yán)重影響設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。

2 儀用壓縮空氣含水量對現(xiàn)場設(shè)備的影響

入冬后，由于雨雪天氣持續(xù)時間較長，造成空氣相對濕度急劇升高，而空氣干燥器對壓縮空氣的處理能力有限，特別是冬季為了防凍，加大排污量，造成干燥器負(fù)載增大，處理水份效果降低，導(dǎo)致壓縮空氣含水量增多。由于特殊極寒天管路內(nèi)壓縮空氣遇冷產(chǎn)生二次冷凝，定州電廠二期儀用壓縮空氣系統(tǒng)室外部分管路發(fā)生了凍結(jié)現(xiàn)象，造成儀用控制設(shè)備的無法正常操作運行，嚴(yán)重影響了現(xiàn)場設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。

表1

3 系統(tǒng)優(yōu)化

針對此現(xiàn)象，國華定州電對儀用壓縮空氣系統(tǒng)進行優(yōu)化，首先對現(xiàn)場壓縮空氣用戶提出了防寒防凍整改措施，對室外壓縮空氣低處管路及末端加裝疏水閥，做好防寒防凍措施并保持微開，確保管路內(nèi)二次冷凝水及時排出，保證只要疏水不凍結(jié)就好，不可開的過大，針對一些室外排污點加伴熱保溫，這樣就能很好的控制排氣點不凍結(jié)。對于現(xiàn)場一些重要氣動裝置前邊加裝氣液分離或過濾排污器，進一步保證用戶用氣安全。

其次是對干燥器內(nèi)部更換美國進口的超低露點干燥劑，由之前選用的-40℃的干燥劑更換為-50℃的干燥劑，氧化鋁和分子篩為1：1配比，分子篩是由于具有均一微孔且能有選擇性地吸附直徑小于其孔徑分子的一大類吸附劑。在含水量低及較高的溫度下，能進行深度干燥。但分子篩破碎強度不高，在長期使用下堆積比重要增大20%，且容易粉化。因此在處理含水量較高的氣體時，應(yīng)先用氧化鋁進行預(yù)干燥，再用分子篩來消除殘余水分。進一步降低壓縮空氣露點值，由兩年更換一次干燥劑的時間調(diào)整為每年入冬前更換一次，保證冬季干燥劑發(fā)揮吸水作用的最佳狀態(tài)。

再就是加裝二期儀用干燥器進口母管。這樣做冬季空壓機系統(tǒng)可啟運兩臺或三臺儀用空壓機并聯(lián)四臺干燥器運行。即兩臺或三臺流量為40m3的空壓機由四臺40m3的干燥器進行處理，使壓縮空氣的處理效果得到很大的提升。

增加對壓縮空氣的處理能力，提高儀用壓縮空氣的品質(zhì)。夏季可以把進氣母管分支閥門全部關(guān)閉，繼續(xù)保持以往運行方式。

改造完成后儀用空壓機及干燥器系統(tǒng)如圖2。

4 結(jié)語

改造結(jié)束后儀用壓縮空氣室外母管露點由優(yōu)化前的-22.31℃下降到優(yōu)化后的-47.39℃，出口母管溫度由優(yōu)化前的32℃下降到優(yōu)化后的22℃，有效降低了壓縮空氣的含水量，提高了壓縮空氣品質(zhì)，為壓縮空氣系統(tǒng)冬季防寒防凍大幅度降低了安全隱患系數(shù)，保障了機組設(shè)備的安全穩(wěn)定運行（表1）。

圖2

[1]河北國華定州發(fā)電有限責(zé)任公司生產(chǎn)運行規(guī)程.

[2]組合式干燥機使用維護說明.

[3]空壓機用戶手冊[M].

[4]高龍剛.發(fā)電廠儀用空氣帶水問題分析與處理[J]. 山東電力技術(shù)，2012,4:74～75.

TM621

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1671-0711（2017）01（下）-0062-02