火電廠空壓機(jī)節(jié)能技術(shù)研究

鄭英

摘 要：火電廠空壓機(jī)運(yùn)行時在低負(fù)載的情況較多，隨著工業(yè)的發(fā)展與信息的進(jìn)步，空壓機(jī)裝置的改進(jìn)工作更應(yīng)該以節(jié)能優(yōu)化技術(shù)為主?；诖?，本文以內(nèi)蒙古大唐國際錫林浩特發(fā)電有限責(zé)任公司火電廠空壓機(jī)的節(jié)能使用為例，通過對空壓機(jī)當(dāng)前現(xiàn)狀與存在問題的研究，分別從螺桿空壓機(jī)群智能調(diào)度技術(shù)、壓縮空氣管網(wǎng)節(jié)能輸送技術(shù)和氣力輸灰專家控制技術(shù)等方面詳細(xì)闡述火電廠空壓機(jī)節(jié)能技術(shù)，并舉出實際案例分析技能技術(shù)優(yōu)化的特點(diǎn)，從而提高工作效率。

關(guān)鍵詞：火電廠；空壓機(jī)；技能系統(tǒng)優(yōu)化

空壓機(jī)在火電廠中有著至關(guān)重要的作用，它能把一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的空氣通過能量轉(zhuǎn)化的方式輸出用戶需要的空氣，空壓機(jī)的調(diào)節(jié)方式有加卸載調(diào)節(jié)、進(jìn)氣節(jié)流調(diào)節(jié)、變?nèi)菡{(diào)節(jié)和變頻調(diào)節(jié)，火電廠通過利用空壓機(jī)，對機(jī)器進(jìn)行節(jié)能和優(yōu)化，有效的提高了壓縮空氣的利用率，達(dá)到預(yù)期節(jié)能效果，從而提高火電廠工作效率，保證火電廠經(jīng)濟(jì)收益。

一、火電廠空壓機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀及存在問題

內(nèi)蒙古大唐國際錫林浩特發(fā)電有限責(zé)任公司火電廠的空氣壓縮系統(tǒng)設(shè)置了螺桿空壓機(jī)和空氣干燥機(jī)等設(shè)備，每臺空氣壓縮機(jī)的額定排氣流量是44.6m3/min，250kw，額定排氣壓力是0.8MPa，廠中儀用空壓機(jī)主要用來供輸火電廠控制用氣，運(yùn)行方式是2用1備，輸灰空壓機(jī)主要用來供輸雙爐除塵器輸灰，運(yùn)行方式是3用1備。

當(dāng)前火電廠空壓機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行普遍存在的問題如下：（1）螺桿空壓機(jī)使用率過大，頻繁的加、卸載，火電廠雙機(jī)運(yùn)行的時候加、卸載頻率尤其高，平均輸灰用氣和儀控用氣使用率過大，導(dǎo)致電耗量驚人。（2）多臺螺桿空壓機(jī)同時卸載運(yùn)行，螺桿空氣壓縮機(jī)長時間卸載運(yùn)行，廠中相關(guān)工作人員曾指出平均每10分鐘會產(chǎn)生一個波段，也造成了空壓機(jī)長時間的卸載運(yùn)行。（3）螺旋空氣壓縮機(jī)在排氣壓力較高的狀態(tài)下運(yùn)行，但是其中存在很大節(jié)能空間。根據(jù)以上三種情況分析可知，空壓機(jī)運(yùn)行時多數(shù)處于非智能狀態(tài)，機(jī)群缺乏統(tǒng)一管理系統(tǒng)，運(yùn)行商無法達(dá)到預(yù)期使用效率，耗電量驚人，長期運(yùn)行下容易造成不必要的浪費(fèi)。

二、火電廠空壓機(jī)節(jié)能技術(shù)

1.螺桿空壓機(jī)群智能調(diào)度技術(shù)

螺桿空壓機(jī)是一種預(yù)成套配置的螺桿式空壓機(jī)，在火電廠運(yùn)行時只需要正常電源連接即可，也可以選擇壓縮空氣連接，空壓機(jī)內(nèi)置冷卻系統(tǒng)，安裝容易，使用方便。螺桿式空氣壓縮機(jī)群智能調(diào)度技術(shù)具有高效能、高效率、免維護(hù)的特點(diǎn)，在行業(yè)內(nèi)部使用廣泛，應(yīng)用便利且安全可靠，該技術(shù)中排氣量與轉(zhuǎn)速成正比，轉(zhuǎn)速隨電壓、頻率的變化而變化。當(dāng)電壓或者使用頻率降低時，轉(zhuǎn)速也會隨之降低，螺桿空壓機(jī)的排氣量也會跟著減少。螺桿空壓機(jī)群智能調(diào)度技術(shù)以降低能耗為目標(biāo)，優(yōu)化不同時段的使用運(yùn)行組合，力求提高螺桿空壓機(jī)群的使用效率，改善過去控制性能差、耗能嚴(yán)重的劣勢，該技術(shù)是以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的計算機(jī)系統(tǒng)，具有分散控制、集中操作管理、保證最低供氣壓力的功能，技術(shù)結(jié)合了預(yù)測學(xué)習(xí)、專家系統(tǒng)指導(dǎo)和自學(xué)習(xí)智能控制，整個空壓機(jī)系統(tǒng)的壓力控制在最小范圍內(nèi)，從而降低能耗，達(dá)到節(jié)能的目的。

2.壓縮空氣管網(wǎng)節(jié)能輸送技術(shù)

流量需求控制柜系統(tǒng)有助于精確控制系統(tǒng)壓力帶，火電廠壓縮空氣系統(tǒng)進(jìn)行評估可知壓縮空氣管網(wǎng)節(jié)能輸送技術(shù)可能有助于系統(tǒng)得到最低操作氣壓，如果采取正確的措施，合理利用壓縮空氣管網(wǎng)節(jié)能輸送技術(shù)，將會大幅度對火電廠空壓機(jī)進(jìn)行降耗處理，有助于整體優(yōu)化節(jié)能。在進(jìn)行具體操作實施時以下幾點(diǎn)建議可供參考：（1）安裝儀表供氣管道和除灰供氣管道管網(wǎng)間的流量控制柜，在高壓和低壓之間進(jìn)行有效控制，將多余的氣體流向低壓管網(wǎng)中，是高低壓兩邊保持平衡。（2）始終要保持高壓側(cè)管網(wǎng)的壓力穩(wěn)定狀態(tài)，最好處于設(shè)定值之間，盡量減少調(diào)節(jié)空壓機(jī)的頻率，保證機(jī)器運(yùn)行時高效率狀態(tài)且輸出的壓力值穩(wěn)定，從氣壓輸送方面降低火電廠的能源消耗。

3.氣力輸灰專家控制技術(shù)

氣力輸灰又稱氣流輸送，主要是利用來自氣流的能量，在密閉管道內(nèi)沿著氣流方向輸送顆粒狀物質(zhì)，這是當(dāng)前流態(tài)化技術(shù)的一種實際操作應(yīng)用。氣力輸灰專家系統(tǒng)控制技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，可以以垂直、水平的方式輸送氣體，輸送過程中還可以進(jìn)行物料加熱、冷卻和干燥的操作，必要時可以進(jìn)行相關(guān)化學(xué)或物理操作。氣力輸灰專家控制技術(shù)以能耗降低到最小為目標(biāo)，改進(jìn)輸送單元模式，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。此外，內(nèi)蒙古大唐國際錫林浩特發(fā)電有限責(zé)任公司火電廠提出了基于動態(tài)平衡的新型氣力輸灰專家控制策略，不斷優(yōu)化氣力輸灰專家系統(tǒng)在不同時段的運(yùn)行組合，提高運(yùn)行效率，改變過去系統(tǒng)控制性能低。耗能嚴(yán)重的狀況。

氣力輸灰專家控制技術(shù)在水平管道中進(jìn)行輸送時，氣體輸送速度較高，顆粒全部分散懸浮在氣流當(dāng)中，當(dāng)氣速減小到某一臨界值時，顆粒將沉積到管壁下部，這就是水平輸送時氣速的下限，火電廠工作人員在操作時如果操作氣速低于此值時，管內(nèi)出現(xiàn)沉積層，流道截面也會減少，在沉積層上方氣流仍按沉積速度運(yùn)行。該技術(shù)在垂直管道中向上氣力輸送時，當(dāng)氣速達(dá)到一定速度時顆粒就會分散的懸浮在氣流當(dāng)中，當(dāng)輸送量達(dá)到恒定值的時候，工作人員降低氣速，管道中固體含量隨之增高。氣力輸灰專家控制技術(shù)在實際應(yīng)用中氣速降低到臨界值的時候，氣流中顆粒不再均勻分散，而是匯合成柱塞狀并隨之出現(xiàn)騰涌現(xiàn)象，該臨界速度被稱作噎塞速度，這就是垂直向上輸送時氣速的下限。

三、實施方案研究

根據(jù)內(nèi)蒙古大唐國際錫林浩特發(fā)電有限責(zé)任公司火電廠相關(guān)實施方案研究，總結(jié)出以下幾點(diǎn)可用參考：

1.適當(dāng)增加空氣壓縮站節(jié)能管控系統(tǒng)，整個系統(tǒng)中成套設(shè)備有中央控制柜和相關(guān)控制程序，運(yùn)行時根據(jù)相關(guān)群配置信息，以最低供氣壓力為前提，利用先進(jìn)的智能控制技術(shù)將系統(tǒng)中壓力控制在最小范圍內(nèi)，達(dá)到火電廠空壓機(jī)優(yōu)化控制，從而降低能耗，提高節(jié)能效率。為了保持壓力在低水平范圍內(nèi)，建議儀表供氣系統(tǒng)的輸出壓力值控制在0.2bar左右。

2.合理使用流量需求控制柜，內(nèi)蒙古大唐國際錫林浩特發(fā)電有限責(zé)任公司火電廠將原先有的壓縮空氣母管分為除灰用氣管道和儀用供氣管道兩種，其中除灰用氣管道用的母管壓力維持性能較低，一般在0.4MPa左右，而儀用空氣母管的壓力維持性能較高，一般在0.7MPa左右，整個空氣壓縮機(jī)運(yùn)行過程中通過流量需求控制柜的有效作用，價格高壓側(cè)管網(wǎng)中多余的氣體流向低壓管網(wǎng)中，達(dá)到雙方平衡控制的狀態(tài)，從而降低空氣壓縮機(jī)群總體運(yùn)行耗能情況。

3.有效利用了氣力輸灰專家控制系統(tǒng)，內(nèi)蒙古大唐國際錫林浩特發(fā)電有限責(zé)任公司火電廠的操作人員對系統(tǒng)進(jìn)行整體調(diào)控，并制定相關(guān)專家控制策略，降低除灰控制系統(tǒng)中用氣負(fù)荷的波動，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率，使整個火電廠的日常運(yùn)行又上升了一個檔次。

4.對壓縮空氣系統(tǒng)優(yōu)化改造后進(jìn)行實時評估，通過對試運(yùn)行電能消耗的情況表現(xiàn)進(jìn)行效能分析，對運(yùn)行技術(shù)參數(shù)進(jìn)行試驗對比，火電廠工作人員對每一次試驗情況進(jìn)行詳細(xì)記錄檢查，判斷原始記錄是否存在合理性，將不合理的個別觀測值舍去，平均計算剩下的測量參數(shù)。試驗結(jié)果產(chǎn)生后及時進(jìn)行評價，并對火電廠空壓機(jī)系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行分析，采用與原系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的方式運(yùn)行，如果節(jié)能系統(tǒng)與原有系統(tǒng)同時在工作，無論因為什么原因產(chǎn)生的故障，都可以實現(xiàn)零秒系統(tǒng)切換，所以這種情況下節(jié)能控制系統(tǒng)的安全性毋庸置疑。

四、結(jié)語

總而言之，隨著高科技的不斷進(jìn)步與發(fā)展，工業(yè)水平也在不斷提高，我國火電廠各項技術(shù)有了質(zhì)的飛躍，壓縮空氣在電力生產(chǎn)中占據(jù)總能耗的15%，壓縮空氣系統(tǒng)主要消耗的來自于空壓機(jī)耗電量，為了節(jié)約成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，提高火電廠空壓機(jī)節(jié)能技術(shù)十分必要，無論是利用螺桿空壓機(jī)群智能調(diào)度技術(shù)，還是利用壓縮空氣管網(wǎng)節(jié)能輸送技術(shù)，都是以降低能耗為目標(biāo)。所以，提高火電廠空壓機(jī)的節(jié)能技術(shù)支持，有利于提高操作人員的工作效率，為社會創(chuàng)造更多的財富。

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