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        冷干機(jī)壓縮機(jī)結(jié)霜原因分析及處理

        2020-12-23 02:00:34趙光鋒萬國彬
        機(jī)電信息 2020年32期
        關(guān)鍵詞:結(jié)霜冷媒干燥機(jī)

        趙光鋒 萬國彬

        (浙江浙能金華燃機(jī)發(fā)電有限責(zé)任公司,浙江金華321025)

        0 引言

        某發(fā)電廠有一套M701F4型燃?xì)廨啓C(jī)蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組,壓縮空氣系統(tǒng)配置了3 臺(tái)空壓機(jī)、1 臺(tái)輔助空壓機(jī)和2 臺(tái)JAL-41M型無熱組合式干燥機(jī)。燃?xì)廨啓C(jī)殼體吹掃用氣、設(shè)備檢修用氣、儀用控制氣源、制氮機(jī)氣源等,均由壓縮空氣系統(tǒng)提供。JAL-41M型無熱組合式干燥機(jī)主要包括過濾器、冷干機(jī)、吸干機(jī)三大部分,最高允許進(jìn)氣溫度為45℃、流量為42.5Nm3/min、工作壓力為0.85 MPa。自從燃?xì)廨啓C(jī)蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組投產(chǎn)以來,壓縮空氣系統(tǒng)供氣露點(diǎn)值合格,但無熱組合式干燥機(jī)中的冷干機(jī)在冬季運(yùn)行時(shí)壓縮機(jī)結(jié)霜現(xiàn)象嚴(yán)重,甚至蒸發(fā)器也會(huì)出現(xiàn)結(jié)霜現(xiàn)象。

        1 干燥機(jī)工作流程簡述及主要部件作用

        干燥機(jī)工作流程如圖1所示,空壓機(jī)排氣先進(jìn)入精密過濾器,通過攔截、慣性、擴(kuò)散、重力等作用,有效地去除壓縮空氣中含有的液態(tài)水、塵粒以及油,然后進(jìn)入冷干機(jī)中的預(yù)冷器與經(jīng)降溫干燥后的壓縮空氣進(jìn)行熱交換,使降溫干燥后的壓縮空氣溫度升高,同時(shí)降低了進(jìn)入蒸發(fā)器的壓縮空氣溫度,除去部分水分,使其降至常溫,減輕蒸發(fā)器的工作負(fù)荷。壓縮空氣進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)與高壓液態(tài)冷媒進(jìn)行熱交換,被冷卻至5 ℃左右的露點(diǎn)溫度,大部分水分及雜質(zhì)在此被凝結(jié),經(jīng)過氣水分離器、自動(dòng)排水器將水分、油分排出,干燥后的壓縮空氣返回到冷干機(jī)中的預(yù)冷器,以冷卻濕熱空氣,使其本身溫度得以提高,經(jīng)過冷凍干燥處理的壓縮空氣再依次進(jìn)入吸干機(jī)吸附干燥和除塵過濾器,使壓縮空氣露點(diǎn)溫度、粉塵含量符合要求,同時(shí)從吸干機(jī)出口取一部分壓縮空氣進(jìn)入再生塔進(jìn)行再生。

        圖1 干燥機(jī)工作流程簡圖

        干燥機(jī)主要部件作用:

        (1)壓縮機(jī):把低溫低壓、以氣態(tài)為主的冷媒劑壓縮成高溫高壓的氣態(tài)冷媒劑。

        (2)冷凝器:將壓縮機(jī)排出的高壓高溫冷媒氣體冷卻成為液態(tài)為主的常溫常壓的冷媒劑。

        (3)蒸發(fā)器:吸收壓縮空氣的熱量,起到降溫除水目的,是冷干機(jī)的主要換熱部件。壓縮空氣在蒸發(fā)器中被強(qiáng)制冷卻,冷媒會(huì)在蒸發(fā)器中發(fā)生相變,由液態(tài)變成氣態(tài),并吸收壓縮空氣熱量,降低溫度。

        (4)熱力膨脹閥:制冷系統(tǒng)中的節(jié)流機(jī)構(gòu),根據(jù)蒸發(fā)器出口氣態(tài)冷媒的過熱度來調(diào)節(jié)閥芯開度,控制進(jìn)入蒸發(fā)器的冷媒流量。

        (5)熱氣旁通閥:蒸發(fā)器回氣管里的低溫低壓氣態(tài)冷媒壓力低于設(shè)定值時(shí),旁通閥門打開,部分高溫高壓氣態(tài)的氟利昂直接進(jìn)入蒸發(fā)器。

        吸干機(jī)(再生裝置)配置了2個(gè)干燥塔A、B,正常運(yùn)行時(shí)分別起吸附和再生作用。如果B塔處于吸附工作狀態(tài),則A塔為再生工作狀態(tài)。工作周期設(shè)置為70 min,即冷干機(jī)在啟動(dòng)35 min后,進(jìn)行第一次切換。無熱型吸干機(jī):通過吸附塔出口的高壓微小氣流逆向流過再生塔,經(jīng)過底部排放口順消音器排出,將吸附劑內(nèi)的水分帶走。無熱組合式干燥機(jī)吸附干燥工作周期如表1所示。

        表1 無熱組合式干燥機(jī)吸附干燥工作周期

        2 冷干機(jī)壓縮機(jī)結(jié)霜原因分析及處理

        冷媒高壓測(cè)點(diǎn)值取自冷凝器冷媒出口管道,冷媒低壓測(cè)點(diǎn)值取自蒸發(fā)器冷媒出口管道。按照J(rèn)AL-41M型無熱組合式干燥機(jī)的設(shè)計(jì)規(guī)定:正常運(yùn)行過程中,冷干機(jī)冷媒低壓表指示在0.35~0.45 MPa,冷媒高壓表指示在1.4~1.6 MPa。但是,冷干機(jī)冬季運(yùn)行時(shí)冷媒低壓表指示0.3 MPa,冷媒高壓表指示1.1 MPa,均低于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。由于進(jìn)入蒸發(fā)器的高壓冷媒壓力低于設(shè)計(jì)規(guī)定值,蒸發(fā)器內(nèi)壓縮空氣放熱量與冷媒吸熱量偏離設(shè)計(jì)值,冷媒吸熱后,壓力與溫度未上升至設(shè)計(jì)值,即蒸發(fā)器回氣管里的低壓冷媒壓力低于設(shè)定值。當(dāng)冷媒吸熱不足,蒸發(fā)溫度過低,甚至低于周圍環(huán)境空氣的露點(diǎn)溫度,環(huán)境中的水蒸氣在蒸發(fā)器本體上會(huì)結(jié)霜。同理,低于設(shè)計(jì)值的低壓低溫冷媒進(jìn)入壓縮機(jī)后,壓腔一側(cè)的鋼制外殼的溫度很低,如果冷干機(jī)壓縮機(jī)的外殼溫度低于當(dāng)時(shí)環(huán)境空氣的露點(diǎn)溫度時(shí),環(huán)境中的水蒸氣就會(huì)在冷干機(jī)壓縮機(jī)的外殼表面結(jié)成霜。由于冷媒高壓值低于設(shè)計(jì)值,發(fā)電廠運(yùn)行人員聯(lián)系廠家人員對(duì)熱器旁通閥進(jìn)行檢查,確認(rèn)該閥因蒸發(fā)器回氣管里的低溫低壓氣態(tài)冷媒壓力低于設(shè)定值,已接近全開,屬于正常動(dòng)作。當(dāng)外界環(huán)境溫度變化時(shí),冷媒壓力也會(huì)變化,冷凝器內(nèi)冷媒與水的交換熱量也會(huì)變化,相應(yīng)的冷卻水流量需要調(diào)整。冷凝器的冷卻水由壓力為0.48 MPa的閉式水系統(tǒng)供給,冷卻水管路只設(shè)置了冷干機(jī)冷卻水進(jìn)水閥、冷干機(jī)冷卻水進(jìn)水濾網(wǎng)、冷干機(jī)冷卻水回水閥,在任何季節(jié)運(yùn)行時(shí),冷凝器的冷卻水流量不變。運(yùn)行人員嘗試將冷凝器冷卻水回水閥關(guān)小,對(duì)冷卻水回水量進(jìn)行調(diào)整后,冷干機(jī)運(yùn)行時(shí)的冷媒高壓表指示值上升至1.25 MPa,有明顯提高。

        為實(shí)現(xiàn)冷媒壓力調(diào)節(jié)自動(dòng)化,減少人工操作和提高設(shè)備的安全可靠性,發(fā)電廠對(duì)冷干機(jī)冷凝器冷卻水回水管路進(jìn)行改造,增設(shè)一只流量自動(dòng)調(diào)節(jié)閥,型號(hào)為WVFX40,并且該調(diào)節(jié)閥信號(hào)取自冷媒高壓值測(cè)點(diǎn),通過自動(dòng)調(diào)節(jié)冷凝器冷卻水回水量,保持冷媒高壓值為1.4 MPa。自冷干機(jī)冷凝器回水管路改造后,在冬季運(yùn)行時(shí),冷媒低壓表指示0.35 MPa,冷媒高壓表指示1.4 MPa,均達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),壓縮機(jī)、蒸發(fā)器本體再未出現(xiàn)結(jié)霜現(xiàn)象。冷干機(jī)冷卻水管路如圖2所示。

        3 結(jié)語

        圖2 冷干機(jī)冷卻水管路

        空氣壓縮系統(tǒng)在電廠有著重要作用,冷干機(jī)的安全運(yùn)行,可以保證壓縮空氣系統(tǒng)的供氣品質(zhì)和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。本文通過對(duì)某電廠JAL-41M型無熱組合式干燥機(jī)中冷干機(jī)壓縮機(jī)在冬季運(yùn)行過程中容易結(jié)霜的原因進(jìn)行分析,提出了解決措施,對(duì)同類型電廠運(yùn)行人員及相關(guān)專業(yè)人員處理類似問題具有借鑒意義。

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