某火電廠儀用空壓機(jī)跳閘原因分析及對(duì)策研究

李文柱

中核第七研究設(shè)計(jì)院有限公司 山西太原 030012

儀用壓縮空氣系統(tǒng)在火電企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中有著舉足輕重的地位。空氣壓縮機(jī)作為該系統(tǒng)的核心設(shè)備，其正常工作與否直接關(guān)系火電機(jī)組能否安全運(yùn)行，經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益影響顯著。

1 過(guò)程分析

空壓機(jī)“第一級(jí)溫度高跳閘”原因存在以下兩種情況：①溫度測(cè)點(diǎn)故障，保護(hù)誤動(dòng)；②溫度快速上漲屬實(shí)，設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)異常。經(jīng)對(duì)該測(cè)溫元件檢查后，確認(rèn)元件工作正常，保護(hù)動(dòng)作正確。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備外殼溫度升高故障現(xiàn)象，可以確認(rèn)空壓機(jī)工作溫度異常屬實(shí)。而造成該現(xiàn)象出現(xiàn)有以下幾種可能：①進(jìn)氣量不足；②油系統(tǒng)異常；③機(jī)械故障；④工況異常，發(fā)生喘振。對(duì)進(jìn)口空氣濾網(wǎng)進(jìn)行檢查，排除了誤操作及進(jìn)氣濾網(wǎng)臟堵原因。對(duì)空壓機(jī)冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行檢查，核對(duì)閥門(mén)狀態(tài)以及冷卻水運(yùn)行參數(shù)，排除了因冷卻系統(tǒng)故障造成溫度異常上漲。對(duì)空壓機(jī)油系統(tǒng)檢查無(wú)異常?？諌簷C(jī)外觀檢查無(wú)異味、冒煙、異響等明顯故障現(xiàn)象。結(jié)合空壓機(jī)工作溫度快速上升的事實(shí)，設(shè)備運(yùn)行工況發(fā)生變化，出現(xiàn)喘振可能性大。

2 某火電廠儀用空壓機(jī)跳閘優(yōu)化

余熱回收裝置為1臺(tái)空壓機(jī)配1臺(tái)換熱器，在余熱回收裝置外部與空壓機(jī)的油管用304不銹鋼進(jìn)行法蘭連接方式的接口對(duì)接，并在管道外部設(shè)置外護(hù)板及保溫棉。余熱回收裝置的出水溫度調(diào)節(jié)采用西門(mén)子的比例調(diào)節(jié)閥實(shí)現(xiàn)，對(duì)水溫進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，當(dāng)水溫高于設(shè)定值時(shí)，調(diào)節(jié)閥可自動(dòng)增大開(kāi)度使水溫降低，當(dāng)水溫低于設(shè)定值時(shí)，調(diào)節(jié)閥可自動(dòng)減小開(kāi)度使水溫升高。余熱回收裝置內(nèi)置集成三通油溫控制閥（AMOT），當(dāng)熱量下降至設(shè)定值時(shí)，可自動(dòng)旁通避免熱量回收過(guò)度，以保證空壓機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。在冬季，余熱回收裝置設(shè)定的溫度值是25℃，夏季的設(shè)定水溫值是35℃，出水的溫度設(shè)定值都是75℃，與此同時(shí)額定流量一般選擇3m3/min、4.5m3/min。當(dāng)水溫不斷升高，出水溫度應(yīng)＞75℃。余熱回收裝置集成彩色觸控屏，在觸控屏上實(shí)時(shí)顯示進(jìn)/出水溫及油溫，同時(shí)可對(duì)目標(biāo)出水溫度，水溫上限，水溫下限，閥門(mén)自動(dòng)初始開(kāi)啟度進(jìn)行設(shè)置，且觸控屏上具備歷史曲線查詢功能。余熱回收裝置關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置功能應(yīng)具有對(duì)應(yīng)的密碼保護(hù)功能，保證操作的安全性，避免出現(xiàn)惡意調(diào)節(jié)。余熱回收裝置有兩種操作方式：手動(dòng)控制和自動(dòng)控制。在實(shí)際應(yīng)用中，余熱回收裝置將水溫從30℃加熱至70℃所產(chǎn)生的理論熱水量應(yīng)≥3.39t/h。

3 火電廠空壓機(jī)站節(jié)能的判定標(biāo)準(zhǔn)

衡量一個(gè)電廠空壓機(jī)站是否節(jié)能，主要是看單位氣量下的動(dòng)力消耗指標(biāo)(或單位動(dòng)力下的產(chǎn)氣指標(biāo))。前面設(shè)備部分已提到設(shè)備的能效等級(jí)的概念，但個(gè)別設(shè)備的節(jié)能僅僅指設(shè)備本身，對(duì)于空壓機(jī)系統(tǒng)，影響節(jié)能的因素很多。所以對(duì)于火力發(fā)電廠的空壓機(jī)系統(tǒng)，特別是大容量空壓機(jī)系統(tǒng)，采用統(tǒng)一的系統(tǒng)能效指標(biāo)來(lái)衡量系統(tǒng)的節(jié)能是非常有必要的。系統(tǒng)能效作為有一定超前性的指標(biāo)，能夠比較直觀地衡量系統(tǒng)的節(jié)能性，其與設(shè)備初投資和全壽命期優(yōu)等標(biāo)準(zhǔn)所側(cè)重的方面不同，因?yàn)樵O(shè)備價(jià)格、檢修維護(hù)價(jià)格等是動(dòng)態(tài)的，隨技術(shù)進(jìn)步長(zhǎng)期來(lái)說(shuō)是不斷降低的，而能源價(jià)格長(zhǎng)期是不斷上漲的，故能效指標(biāo)在全壽命期優(yōu)的各種指標(biāo)中更具有前瞻性，其重要性是不斷增加的。目前來(lái)看，在空壓機(jī)系統(tǒng)中設(shè)備初投資僅占全壽命期投資的10%左右，而系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用所占的比重在85%以上，故系統(tǒng)能效與全壽命期優(yōu)有高度的符合性，即系統(tǒng)能效的高低基本反應(yīng)了全壽命期經(jīng)濟(jì)性的情況。目前空壓機(jī)行業(yè)的空壓機(jī)站能效標(biāo)準(zhǔn)正在制訂之中，推薦按綜合輸功效率標(biāo)準(zhǔn)來(lái)判斷空壓機(jī)站的節(jié)能水平，但其中熱能回收占很大比例，不能較好地反映當(dāng)前火電廠空壓機(jī)站的實(shí)際情況。故在現(xiàn)階段我們暫不采用綜合輸功效率，系統(tǒng)能效仍然參照空壓機(jī)設(shè)備的能效表示方法，即采用系統(tǒng)比功率：產(chǎn)出的有效氣量和輸入功率的比。為排除空壓機(jī)進(jìn)口調(diào)節(jié)閥或放空閥卡澀，造成進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥不能在系統(tǒng)用氣量減少壓力升高時(shí)同步關(guān)??；或者放空閥不能及時(shí)打開(kāi)，須再次啟動(dòng)A空壓機(jī)進(jìn)行驗(yàn)證。在排氣壓力上升同時(shí)，發(fā)現(xiàn)進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥并沒(méi)有關(guān)小或者開(kāi)啟放空閥，為避免空壓機(jī)再次跳閘，立即開(kāi)啟系統(tǒng)內(nèi)緩沖罐底部放水閥，進(jìn)行適當(dāng)放氣，降低系統(tǒng)壓力，維持空壓機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。由此可推斷，空壓機(jī)喘振屬外因系統(tǒng)壓力升高造成。但是，采取系統(tǒng)放氣措施，不但會(huì)造成工質(zhì)浪費(fèi)，而且還會(huì)產(chǎn)生噪音，有悖于節(jié)能降耗大趨勢(shì)，只能作為臨時(shí)應(yīng)急手段。

4 空壓機(jī)改造需求

空壓機(jī)運(yùn)行中由于自身功率較大，啟動(dòng)方式通常是使用空載條件，啟動(dòng)空壓機(jī)的啟動(dòng)和卸載都是在瞬間狀態(tài)下完成的，所以空壓機(jī)在啟動(dòng)的瞬間電流會(huì)是普通電流的幾倍，對(duì)空壓機(jī)進(jìn)行加載和卸載時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊作用，從而對(duì)電源造成損害，浪費(fèi)建立能源。空壓機(jī)的運(yùn)行方式對(duì)空壓機(jī)的設(shè)備會(huì)造成沖擊，從而產(chǎn)生磨損問(wèn)題，縮短空壓機(jī)的使用壽命。傳統(tǒng)的空壓機(jī)并不具備調(diào)節(jié)能力，只要達(dá)到輸出功率，電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行的過(guò)程中就會(huì)頻繁啟動(dòng)，這樣一來(lái)就會(huì)浪費(fèi)大量的電能。通過(guò)使用變頻節(jié)能技術(shù)，能夠調(diào)節(jié)空壓機(jī)的運(yùn)行功率，在調(diào)節(jié)速度和軟啟動(dòng)都能夠發(fā)揮出良好的優(yōu)勢(shì)，降低空壓機(jī)在啟動(dòng)過(guò)程中造成的損壞和電流增加問(wèn)題，從而達(dá)到節(jié)能效果。另外變頻節(jié)能技術(shù)能夠通過(guò)調(diào)節(jié)空壓機(jī)的運(yùn)行功率，保證空壓機(jī)在運(yùn)行時(shí)輸出壓力小，有效的降低電機(jī)的速度，減少傳統(tǒng)空壓機(jī)中不斷加載和降載的環(huán)節(jié)，減少不必要的電能浪費(fèi)，提高了空壓機(jī)的運(yùn)行效率，保證空壓機(jī)公務(wù)器系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，達(dá)到節(jié)能效果有效的解決空壓機(jī)電能浪費(fèi)問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

火力發(fā)電廠中傳統(tǒng)的螺桿式空壓機(jī)運(yùn)行中存在很大程度的能源浪費(fèi)，在原有的基礎(chǔ)上加裝余熱回收系統(tǒng)用于對(duì)生活水的加熱，將空壓機(jī)產(chǎn)生的大量熱能進(jìn)行回收，并通過(guò)加熱后的生活水用于其他需要加熱的系統(tǒng)中如SCR液氨蒸發(fā)器汽化加熱、汽機(jī)凝汽器的凝補(bǔ)水加熱等，可減少系統(tǒng)能量的浪費(fèi)，可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤501.198t/年。在空壓機(jī)余熱得以利用的同時(shí)也消減了原系統(tǒng)冷卻水的水量，節(jié)省了閉冷水系統(tǒng)的電耗和水耗，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。