噴油螺桿式空壓機組電耗高原因分析及對策

摘要：對我公司噴油螺桿式空壓機組運行電耗偏高的問題，劃分儀用空壓機和灰用空壓機兩部分深入分析，綜合考慮煤種灰分、輸灰不暢情況、輸灰用氣母管壓力設(shè)定、儀用壓縮空氣負載運行方式、設(shè)備缺陷等因素對空壓機組電耗的影響。查找了我公司空壓機系統(tǒng)存在的問題，提出了解決問題的措施。

關(guān)鍵詞：灰分? ?輸灰不暢? ? 輸灰用氣母管壓力設(shè)定? ?儀用壓縮空氣負載運行方式? ?設(shè)備缺陷

1.前言

華潤江蘇南熱發(fā)電有限責(zé)任公司#1、#2機組因生產(chǎn)需要集中配置了9臺噴油螺桿式空壓機組，并且分為灰用空壓機和儀用空壓機兩部分。其中灰用空壓機部分供#1、#2機組氣力輸灰使用;儀用空壓機部分，供#1、#2機組氣動閥門控制用氣以及聲波吹灰器用氣使用。2017年以來，我公司空壓機組電耗呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢，問題較為突出。2018年空壓機組電耗（包含灰用和儀用）為0.279%，較2017年空壓機組電耗（包含灰用和儀用）0.245%增加了0.034%。

為查找出影響空壓機組電耗上升的主要原因， 降低空壓機組電耗，分為儀用空壓機和灰用空壓機兩個方面，對各類影響因素進行了深入的分析，并提出切實可行的改進措施。

2.灰用空壓機組電耗高原因分析及對策

2.1系統(tǒng)組成

我公司灰用空壓機組由5臺L375G—8.5W噴油螺桿式空壓機，和5臺JRL-70NW冷凍式壓縮空氣干燥機組成?？諝饨?jīng)空壓機壓縮后進入干燥機干燥，再進入灰用壓縮空氣儲罐，最后經(jīng)管道送往#1、#2機組氣力輸灰系統(tǒng)。

2.2灰用空壓機組電耗高原因分析

2.2.1煤種灰分大

為了應(yīng)對目前燃煤市場動力煤價長時間處于高位的嚴(yán)峻形式，我公司采購一定數(shù)量市場混煤，如石炭4、大友煤，該類型煤種發(fā)熱量較低，灰分較大。為了維持機組負荷，需要燃用更多該煤種，鍋爐出口飛灰量增加較多。加上每月一定比例的生活污泥摻燒，實際進入爐膛的燃料灰分進一步增加，進而增加了后續(xù)氣力輸灰用氣量，使得灰用空壓機電耗增加。

2.2.2氣力輸灰管道結(jié)垢，輸灰不暢

低溫省煤器為加裝在鍋爐尾部，位于空氣預(yù)熱器和電除塵之間的換熱器，可以進一步降低鍋爐排煙溫度，提高機組運行經(jīng)濟性。但是由于處在鍋爐尾部煙道，有低溫腐蝕的存在，所以低溫省煤器在運行中時常存在泄露。進而鍋爐煙氣中水分增加，由于我司#1、#2爐采用氣力輸灰的方式，大量水汽進入輸灰管道的灰中，輸灰管道存在結(jié)垢的可能，從而導(dǎo)致輸灰不暢甚至堵塞。需要人為增加灰用空壓機運行臺數(shù)，提高輸灰用氣母管壓力，必然導(dǎo)致空壓機電耗增加。

2.2.3輸灰用氣母管壓力設(shè)定偏高

現(xiàn)場輸灰程控運行要求，輸灰母管壓力大于0.4Mpa即可滿足輸灰程控連續(xù)運行。但是，為了保障氣力輸灰連續(xù)可靠，我司設(shè)定灰用壓縮空氣母管壓力低于0.7Mpa時，備用空壓機聯(lián)鎖啟動。以#1爐為例， #1爐輸灰母管壓力平均值0.7Mpa，最低值0.66Mpa，輸灰母管壓力長期高于輸灰必須壓力較多，存在較大輸灰壓力富余。長期運行，造成空壓機電耗增加。

2.2.4單機運行時，灰用空壓機運行臺數(shù)偏多

近年來，火電機組發(fā)電形勢嚴(yán)峻，除了計劃性檢修，機組調(diào)停次數(shù)較往年大幅增加，單機運行逐漸成為常態(tài)（2017年全年2個月單機運行，2018年全年4個月單機運行）。作為#1、#2機組的公用系統(tǒng)，在單機運行時，輸灰用氣負載減少一半，而空壓機仍然維持雙機運行方式，運行臺數(shù)偏多，導(dǎo)致灰用空壓機電耗增加。

2.2.5設(shè)備缺陷

2.2.5.1電除塵電場進氣閥內(nèi)漏

我公司#1、#2機組的氣力輸灰系統(tǒng)，按照電除塵系統(tǒng)的一、二、三、四電場分別進行輸灰。每個電場均布置有進氣閥，從而實現(xiàn)各個電場的分段輸灰。但是現(xiàn)場運行過程中存在電場進氣閥內(nèi)漏的情況。大量輸灰用氣漏入不在輸灰狀態(tài)的電場輸灰管道，浪費巨大，造成灰用空壓機電耗的增加。

2.2.5.2灰用空壓機故障率高

噴油螺桿式空壓機在母管壓力下降時，通過電磁閥控制氣缸打開進氣閥，空壓機吸入空氣進入加載狀態(tài)。現(xiàn)場運行過程中，電磁閥、氣缸和進氣閥任一部件發(fā)生故障均會導(dǎo)致空壓機不加載，如下圖1所示。圖中，灰用空壓機母管壓力下降，#3空壓機電流明顯偏小，處于不加載狀態(tài)，在母管壓力低于設(shè)定值后，#2備用空壓機經(jīng)延時聯(lián)鎖啟動。由于空壓機運行臺數(shù)增加，導(dǎo)致灰用空壓機電耗增加。

圖1：灰用空壓機監(jiān)控畫面圖

2.3灰用空壓機電耗高解決對策

2.3.1保證入爐燃料的較高熱值，較低灰分

一方面，盡量減少高灰分低熱值煤種（如石炭4、大友煤）的入廠份額。另一方面，保證生活污泥的合理摻燒。近年來，迫于環(huán)保壓力，燃煤電廠污泥摻燒勢在必行。但是，在生活污泥摻配時，要做到摻配合理，比例控制在5%以內(nèi)。這樣，在一定限度上減少鍋爐出口飛灰量，減少氣力輸灰用氣量，降低灰用空壓機電耗。

2.3.2加強低溫省煤器運行管理監(jiān)視，及時隔離泄漏點

對低省進口水溫調(diào)整做強制規(guī)定（不低于76℃），盡量避免受熱面低溫腐蝕的發(fā)生。對低溫省煤器進出口濕度變化加強監(jiān)視，同時對比電除塵電場二次電壓和二次電流變化。檢修人員通過觀察孔定期監(jiān)視低省運行情況，及時發(fā)現(xiàn)泄漏點，并做好低省隔離工作，關(guān)閉故障部分進、回水電動門，退出運行。避免飛灰中水分過高。

2.3.3調(diào)整灰用氣母管壓力設(shè)定值

根據(jù)長期氣力輸灰輸灰效果以及系統(tǒng)穩(wěn)定性觀察實驗，得出終端氣力輸灰壓力滿足0.4Mpa以上就可以滿足輸灰要求。除去沿途阻力損失，灰用壓縮空氣母管壓力設(shè)定值由0.7Mpa改為0.5Mpa。減少灰用空壓機運行臺數(shù)，同時避免備用空壓機聯(lián)鎖啟動，以#1爐為例，改善后，#1爐輸灰管道壓力平均0.64MPa，最低0.58Mpa，足以滿足生產(chǎn)要求。

2.3.4單機運行時，及時調(diào)整灰用空壓機運行方式

在機組《停機操作卡》中增加“調(diào)整灰用空壓機運行方式”等內(nèi)容，在停運機組輸灰系統(tǒng)完成輸灰工作后，及時停運富余空壓機，降低空壓機電耗。

2.3.5及時消除設(shè)備缺陷

2.3.5.1及時消除電除塵電場進氣閥內(nèi)漏缺陷

監(jiān)盤過程中密切關(guān)注電場進氣閥后壓力，發(fā)現(xiàn)內(nèi)漏及時隔離處理。特別關(guān)注停運機組電場進氣閥后壓力，如果內(nèi)漏嚴(yán)重，及時隔離停運機組整個氣力輸灰系統(tǒng)，減少壓縮空氣損耗。

2.3.5.2及時處理灰用空壓機不加載缺陷

運行人員對運行空壓機電流以及灰用母管壓力加強監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)母管壓力下降，但是運行空壓機不加載時，及時啟動備用空壓機，停運故障空壓機并聯(lián)系檢修人員盡快處理。

3.儀用空壓機組電耗高原因分析及對策

3.1系統(tǒng)組成

我公司儀用空壓機組由四臺L375G—8.5W噴油螺桿式空壓機，和三臺JAL—80M組合式壓縮空氣干燥機組成。空氣經(jīng)空壓機壓縮后進入干燥機干燥，再進入儀用壓縮空氣儲罐，最后經(jīng)管道送往#1、#2機組儀用氣管道系統(tǒng)。

3.2儀用空壓機組電耗高原因分析

3.2.1鍋爐各儀用壓縮空氣負載運行方式不合理

3.2.1.1低溫省煤器聲波吹灰運行方式不合理

為了進一步降低鍋爐排煙溫度，增加機組運行經(jīng)濟性，2017年公司#1、#2機組均安裝了低溫省煤器。為了保證低溫省煤器受熱面換熱良好，同時安裝了聲波吹灰系統(tǒng)，來保證受熱面的清潔。但是，聲波吹灰為連續(xù)運行方式，雖然保證了吹灰效果，但是存在吹灰用氣的浪費，造成儀用空壓機電耗的升高。

3.2.1.2鍋爐尾部聲波吹灰運行方式不合理

由于鍋爐尾部布置了大量的受熱面，如低溫過熱器，低溫過熱器，省煤器。大量的受熱面布置導(dǎo)致煙氣流速降低較多，容易發(fā)生受熱面積灰，削弱傳熱。為了提升機組經(jīng)濟性，#1、#2鍋爐尾部均布置了80個聲波吹灰器，并且采用PLC控制進行吹灰。現(xiàn)場運行過程中，存在聲波吹灰運行時間間隔偏短的問題，導(dǎo)致儀用氣量增加，儀用空壓機電耗增加。

3.2.2設(shè)備缺陷

3.2.2.1儀用氣管路、閥門漏氣

來自儀用壓縮空氣儲罐的壓縮空氣經(jīng)管道分別送入#1、#2爐儀用氣管道，再經(jīng)過減壓閥到達各個氣動閥門。因為運行年數(shù)的增加，廠區(qū)內(nèi)眾多的氣動閥門部件以及沿途減壓閥，管路分接頭均存在不同程度漏氣現(xiàn)象。由于漏氣量的增加，儀用空壓機負載增加，電耗隨之增加。

3.2.2.2聲波吹灰器電磁閥內(nèi)漏

我公司#1、#2機組安裝的低溫省煤器區(qū)域4組聲波吹灰器，鍋爐尾部80個聲波吹灰器，以及脫硝區(qū)域40個大功率聲波吹灰器，均通過電磁閥控制進氣，從而實現(xiàn)程控吹灰。而以上吹灰器在程控吹灰過程中，存在進氣電磁閥內(nèi)漏現(xiàn)象。未運行的聲波吹灰器實際仍在消耗壓縮空氣，導(dǎo)致壓縮空氣負載增加，儀用空壓機電耗增加。

3.2.2.3儀用空壓機故障率高

同灰用空壓機，儀用空壓機壓力下降時，通過電磁閥控制氣缸打開進氣閥，空壓機吸入空氣進入加載狀態(tài)。現(xiàn)場運行過程中，電磁閥、氣缸和進氣閥任一部件發(fā)生故障均會導(dǎo)致空壓機不加載，繼而儀用空壓機母管壓力進一步下降，備用空壓機聯(lián)鎖延時啟動。由于空壓機運行臺數(shù)增加，導(dǎo)致儀用空壓機電耗增加。

3.3儀用空壓機電耗高解決對策

3.3.1調(diào)整鍋爐儀用壓縮空氣負載運行方式

3.3.1.1改變低溫省煤器聲波吹灰器運行方式

與技術(shù)部鍋爐專業(yè)展開討論，保證低溫省煤器除灰效果前提下，將原有的持續(xù)吹灰方式，改為整組結(jié)束后延時232分鐘后繼續(xù)。避免受熱面過度清潔，長時間連續(xù)吹灰導(dǎo)致儀用氣的浪費。

3.3.1.2改變鍋爐尾部聲波吹灰器運行方式

適當(dāng)增加鍋爐尾部聲波吹灰時間間隔。原先的吹灰方式為：某一吹灰器連續(xù)吹灰4分鐘后停止吹灰，間隔1分鐘后運行下一個吹灰器。經(jīng)過與技術(shù)部鍋爐專業(yè)論證，將鍋爐尾部聲波吹灰運行方式改為改為：某一吹灰器連續(xù)吹灰3分鐘后停止吹灰，間隔2分鐘后運行下一個吹灰器，減少儀用壓縮空氣的使用。

3.3.1.1及時消除儀用氣管路、閥門漏氣

將機組現(xiàn)場區(qū)域按包干區(qū)域劃分到每個班組，進行壓縮空氣系統(tǒng)日常查漏，并及時登陸缺陷處理。

3.3.1.2及時消除聲波吹灰器內(nèi)漏缺陷

每月對鍋爐尾部聲波吹灰器、脫硝大功率聲波吹灰器、低溫省煤器聲波吹灰器投用試驗，通過每個吹灰器手動點動試投，確認各聲波吹灰器運行情況，同時判斷各個聲波吹灰器電磁閥有無內(nèi)漏情況，發(fā)現(xiàn)內(nèi)漏及時消缺。

3.3.1.3做好空壓機日常維護保養(yǎng)，減少儀用空壓機不加載缺陷

同灰用空壓機，運行人員要及時發(fā)現(xiàn)并停運不加載空壓機。同時，制定空壓機維護保養(yǎng)手冊，并嚴(yán)格按照空壓機維護保養(yǎng)手冊中的規(guī)定，對空壓機做好維護保養(yǎng)工作，使得空壓機一直處于良好的運行狀態(tài)，發(fā)生不加載情況大幅減少，從而降低空壓機電耗。

4.結(jié)論

采取以上應(yīng)對措施后，2019年我公司空壓機電耗為0.226%較2018年空壓機電耗0.279%下降0.053%，明顯降低， 對策效果明顯。但是，還有下降的空間。以后，在繼續(xù)實施以上對策的同時，繼續(xù)探索如何進一步降低我公司空壓機電耗。

參考文獻：

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作者簡介：

姓名：原俊來? ?工作單位：江蘇南熱發(fā)電有限責(zé)任公司? ? 部門：發(fā)電部? ? 崗位：集控副值

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