650MW超臨界機組壓縮空氣系統(tǒng)運行方式淺談

戴劍

摘 要：文章對華潤電力（常熟）有限公司壓縮空氣系統(tǒng)的進行全面介紹并闡述系統(tǒng)運行方式。結(jié)合公司機組運行、維護期間壓縮空氣系統(tǒng)出現(xiàn)的各項事件，提出該系統(tǒng)存在的問題做出優(yōu)化改進建議，同時對系統(tǒng)日常運行以及在各種運行方式下的調(diào)整操作給出了要求，保證了系統(tǒng)運行的可靠性，壓縮空氣系統(tǒng)做為發(fā)電機組正常運行的重要保障系統(tǒng)，文章提出的操作要求及改進建議對于其他同類型機組提高該系統(tǒng)的可靠性、促進火電大型發(fā)電機組安全持續(xù)穩(wěn)定運行有較好的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：壓縮空氣;冷凍式干燥器;儀用;雜用;聯(lián)絡(luò);定期工作切換

中圖分類號：X773 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）23-0162-02

1 壓縮空氣系統(tǒng)概述

隨著火力發(fā)電廠用壓縮空氣驅(qū)動的閥門和設(shè)備越來越多，電廠壓縮空氣系統(tǒng)的重要性越來越高。電廠用壓縮空氣分儀用壓縮空氣和雜用壓縮空氣兩種。一般閥門用氣、儀表用氣以及驅(qū)動用氣所要求的壓縮空氣品質(zhì)較高，對壓縮空氣中的水份、油份以及雜質(zhì)很敏感，所以這部分設(shè)備需求的壓縮空氣必須經(jīng)過凈化處理，經(jīng)凈化處理后的壓縮空氣稱為儀用壓縮空氣。電廠中另外需要用一部分壓縮空氣進行管道吹掃、強制冷卻、衛(wèi)生清掃等，對壓縮空氣的品質(zhì)要求不高，經(jīng)空氣壓縮裝置壓縮后就可以直接使用，這部分壓縮空氣稱為雜用壓縮空氣。

大型電廠的壓縮空氣系統(tǒng)基本都設(shè)計為公用系統(tǒng)，即用冗余配置的空氣壓縮機并聯(lián)工作，集中控制，并設(shè)置公用壓縮空氣貯罐，也可在壓縮空氣用戶較集中的區(qū)域設(shè)置緩沖壓力貯罐，可以用較小的投資獲取最大的經(jīng)濟收益，同時分散危險，可以保證不因為壓縮空氣失去而導(dǎo)致全廠機組停運的類似事故發(fā)生[1]。

華潤電力（常熟）有限公司壓縮空氣系統(tǒng)采用型號為GA250W-8.5單級壓縮空壓機，空壓機額定排氣量40Nm3/min，額定排氣壓力0.85MPa，排氣溫度≤40℃。冷干機采用型號為R1400W，額定處理量40Nm3/min，工作壓力0.8～1.0MPa的復(fù)合冷凍式干燥器。整個壓縮空氣系統(tǒng)配置儀用空壓機及雜用空壓機各4臺，正常運行時空壓機采用4運2備的運行方式。壓縮空氣供氣母管上的電動門常開。壓縮空氣干燥凈化裝置正常運行時3運1備。

2 運行關(guān)注事項及方式說明

（1）正常運行中，空壓機A、B、C、D為儀用空壓機，E、F、G、H為雜用空壓機，空壓機D和E之間兩道手動閥和一道氣動閥，正常運行中，兩道手動閥開啟狀態(tài)，氣動閥關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)雜用氣壓力下降或儀用氣壓力下降，無備用空壓機可用時，可將聯(lián)絡(luò)氣動閥開啟，實現(xiàn)雜用氣和儀用氣聯(lián)絡(luò)運行。（2）空壓機出口母管之間聯(lián)絡(luò)閥的布置方式為：空壓機B和C之間有一道聯(lián)絡(luò)閥、D和E之間三道閥（包括一個氣動閥）、F和G之間一道聯(lián)絡(luò)閥、G和H之間一道聯(lián)絡(luò)閥、H和除灰空壓機出口母管之間一道聯(lián)絡(luò)閥。（3）冷干機入口管道均取自于對應(yīng)的空壓機出口母管，儀用冷干機取氣自儀用空壓機出口母管、雜用冷干機取氣自雜用空壓機出口母管。（4）儀用壓縮空氣母管（經(jīng)過冷干機后的母管）在B和C之間有一道聯(lián)絡(luò)閥，正常運行中為全開狀態(tài)。（5）儀用冷干機A、B、C、D出口至儀用母管的管道均布置有旁路（旁路運行中為關(guān)閉狀態(tài)），為備用儀用管道提供壓縮空氣，備用儀用空氣管道和雜用冷干機出口母管間設(shè)置一道聯(lián)絡(luò)閥，正常運行為關(guān)閉狀態(tài)，就地已加鎖。如圖1。（6）儀用冷干機A、B、C、D為冷凍吸附式冷干機，干燥除水效果較好，冷卻水為單路水源;雜用冷干機E、F為純冷凍干燥式冷干機，除水效果較差，運行中盡可能少使用，冷卻水為雙路水源;雜用冷干機G、H為干燥吸附式冷干機，除水效果較好，無冷卻水配置。運行中，將備用冷干機進行隔離，以防影響除水效果。（7）除特殊情況慎用以下聯(lián)絡(luò)閥門：主廠房空壓機出口母管和除灰空壓機出口母管聯(lián)絡(luò)，因除灰空壓機出口壓力低于主廠房空壓機出口母管壓力，開啟后會影響主廠房壓縮空氣壓力。

除灰冷干機出口母管和主廠房儀用空壓機出口母管之間聯(lián)絡(luò)閥，一方面，如儀用空壓機出口母管壓力低于除灰壓縮空氣壓力，則向儀用空壓機出口母管供汽，造成儀用氣壓力隨除灰壓縮空氣壓力波動。另一方面，如儀用空壓機出口母管壓力高于除灰壓縮空氣壓力，則儀用空壓機向除灰壓縮空氣供汽，導(dǎo)致未經(jīng)過冷干機的壓縮空氣直接進入除灰壓縮空氣儲氣罐，造成儲氣罐溫度高、含水大[2]。如圖2。

儀用空壓機出口母管和儀用母管之間的聯(lián)絡(luò)閥，如閥門開啟，則空壓機出口的壓縮空氣直接進入儀用壓縮空氣系統(tǒng)，未經(jīng)過冷干機的壓縮空氣直接進入儀用母管，造成儀用氣溫度高及含水。

3 機組全部運行情況操作調(diào)整要求

（1）正常情況保持4臺空壓機運行，其中儀用空壓機和雜用空壓機各2臺運行，系統(tǒng)故障或參數(shù)異常情況除外。（2）DCS畫面上儀用空壓機和雜用空壓機運行臺數(shù)分別選擇“2臺”，“聯(lián)鎖”投入。（3）儀用空壓機加/卸載壓力為：0.76/0.83MPa，雜用空壓機其中一臺加/卸載壓力為：0.76/0.83MPa，另外一臺加/卸載壓力為：0.74/0.81MPa，備用空壓機加/卸載壓力為：0.75/0.82MPa，系統(tǒng)運行時，保證一臺空壓機進行加、卸載。即兩臺儀用空壓機和一臺雜用空壓機第一運行，另外一臺雜用空壓機第三運行，其余空壓機備用。（4）低參數(shù)雜用空壓機的選擇按照運行雜用空壓機的靠后一臺進行，即按照E、F、G、H、E、F…的順序循環(huán)進行，如E、F運行則F為第三運行;E、G運行則G為第三運行;E、H運行計入下一循環(huán)，即E為第三運行。（5）按照EAM定期工作切換時，雜用空壓機（每周一前夜）和儀用空壓機（每周六白班）分別按運行時間最長的一臺空壓機進行切換，切換結(jié)束后進行參數(shù)設(shè)定修改。（6）日常空壓機系統(tǒng)需停運配合檢修時，也需遵從以上參數(shù)設(shè)定原則對空壓機進行參數(shù)修改。

4 單機運行或雙機運行情況操作調(diào)整要求

（1）正常情況保持3臺空壓機運行，其中儀用空壓機2臺運行、雜用空壓機1臺運行，系統(tǒng)故障或參數(shù)異常情況除外。（2）DCS畫面上儀用空壓機運行臺數(shù)選擇“2臺”，雜用空壓機運行臺數(shù)選擇“1臺”，儀用和雜用空壓機分別“聯(lián)鎖”投入。（3）雜用空壓機加/卸載壓力為：0.76/0.83MPa，儀用空壓機其中一臺加/卸載壓力為：0.76/0.83MPa，另外一臺加/卸載壓力為：0.74/0.81MPa，備用空壓機加/卸載壓力為：0.75/0.82MPa，系統(tǒng)運行時，保證一臺空壓機進行加、卸載。即一臺儀用空壓機和一臺雜用空壓機第一運行，另外一臺儀用空壓機第三運行，其余空壓機備用。（4）低參數(shù)儀用空壓機的選擇按照運行儀用空壓機的靠后一臺進行，即按照A、B、C、D、A、B…的順序循環(huán)進行，如A、B運行則B為第三運行;A、C運行則C為第三運行;A、D運行計入下一循環(huán)，即A為第三運行。（5）按照EAM定期工作切換時，雜用空壓機（每周一前夜）和儀用空壓機（每周六白班）分別按運行時間最長的一臺空壓機進行切換，切換結(jié)束后進行參數(shù)設(shè)定修改。（6）日?？諌簷C系統(tǒng)需停運配合檢修時，也需遵從以上參數(shù)設(shè)定原則對空壓機進行參數(shù)修改。

5 聯(lián)鎖保護

（1）第一運行空壓機加載/卸載壓力為0.76/0.83MPa， 第二運行空壓機的加載/卸載壓力為0.74/0.81MPa，第三運行空壓機的加載/卸載壓力為0.73/0.80MPa，備用空壓機的加載/卸載壓力為0.75/0.82MPa。

（2）油氣分離器壓差≥0.08MPa，高報警。入口濾網(wǎng)壓差≥0.005MPa，高報警?？諌簷C油溫≥120℃報警。

（3）空壓機排氣溫度≥66℃報警，80℃跳閘。

（4）空壓機機頭噴油溫度≥100℃報警，110℃跳閘。

（5）空壓機出口壓力≥1.45MPa報警，1.50MPa跳閘。

（6）備用空壓機領(lǐng)先啟動順序，系統(tǒng)默認為A、B、C、D、E、F、A……。

（7）已運行的空壓機臺數(shù)小于選擇的運行臺數(shù)時，備用空壓機，按順序連鎖自動，領(lǐng)先啟動的備用空壓機接收啟動指令時，延時10s未運行或空壓機閉鎖或有故障;按順序連鎖啟動第二領(lǐng)先備用空壓機。

（8）當(dāng)儀用壓縮空氣母管壓力低≤0.5MPa，聯(lián)鎖關(guān)閉除油過濾器前電動閥，當(dāng)儀用壓縮空氣母管壓力低≤0.6MPa時，備用空壓機，按順序連鎖自動。

6 結(jié)論

壓縮空氣系統(tǒng)正常運行時，空壓機出口聯(lián)絡(luò)母管上，空壓機B、C間，空壓機D、E間，空壓機F、G間，空壓機G、H間手動閥開啟。空壓機H和除灰空壓機出口母管間聯(lián)絡(luò)閥關(guān)閉，空壓機D、E間氣動閥關(guān)閉。壓縮空氣系統(tǒng)為儀用氣和雜用氣分開運行方式，即ABCD為儀用氣供氣，EFGH為雜用氣供氣。通過調(diào)整空壓機出口母管上的閥門，可實現(xiàn)壓縮空氣系統(tǒng)儀用氣、雜用氣及除灰空壓機系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)運行，并可實現(xiàn)多種組合方式[3]。通過冷干機ABCD出口供儀用母管閥門的旁路閥，可實現(xiàn)雜用氣和儀用氣的互聯(lián)。針對目前發(fā)電機組現(xiàn)狀，對于穩(wěn)定安全生產(chǎn)的操作是有利的。

參考文獻

[1] 張靜，王偉業(yè)，魏唐槐，等.大型鋼鐵企業(yè)壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能措施[J].冶金能源，2019，38（02）：13-14+51.

[2] 李紅梅.鋼鐵企業(yè)壓縮空氣系統(tǒng)能耗分析與節(jié)能措施[J].金屬材料與冶金工程，2016（03）：57-61.

[3] 彭長虹.火力發(fā)電廠壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)計探討[J].四川水利，2013（01）：16-19.