葉阿曲 蔣鋒

摘要：針對無熱再生組合干燥機(jī)再生耗氣量大、吸附塔進(jìn)出口氣動(dòng)薄膜閥故障率高等問題，本文以國能（福州）熱電有限公司無熱再生組合干燥機(jī)節(jié)能優(yōu)化改造為例，介紹了項(xiàng)目改造的必要性、改造思路以及改造后的效益評價(jià)，說明了企業(yè)可通過自主創(chuàng)新等手段來實(shí)現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展、增收節(jié)支。

關(guān)鍵詞：再生組合干燥機(jī);無熱;節(jié)能;改造

1. 引言

在火力發(fā)電廠里，高壓能壓縮空氣系統(tǒng)是不可或缺的公共系統(tǒng)，其主要作用為：用于提供生產(chǎn)檢修、聲波吹灰器運(yùn)行用氣，用于提供除灰輸灰設(shè)備物料輸送用氣，用于提供主機(jī)、化學(xué)、脫硫脫硝和除灰除渣等系統(tǒng)自動(dòng)化控制設(shè)備及儀器儀表所需的啟氣、運(yùn)行用氣。目前，在大多數(shù)電廠中，再生組合干燥機(jī)采用的是無熱再生式，其具有吸附再生循環(huán)時(shí)間短、耗氣量大、故障率高等缺點(diǎn)。因此，本文針對此類問題，結(jié)合國能（福州）熱電有限公司（以下簡稱“福州公司”）的無熱再生組合干燥機(jī)節(jié)能優(yōu)化改造案例，進(jìn)行拋磚引玉。

2. 設(shè)備介紹

福州公司一期2×600MW燃煤發(fā)電機(jī)組的主廠房空壓機(jī)站由4臺上海英格索蘭壓縮機(jī)有限公司（IngersollRand）生產(chǎn)的SSR-M250型螺桿式空壓機(jī)（容積流量42.5Nm3/min、額定排氣壓力0.85MPa）和3臺杭州山立凈化設(shè)備有限公司生產(chǎn)的SLAD-42MZ型組合式干燥機(jī)（空氣處理量42Nm3/min、工作壓力1.0MPa、功率8.5kW）組成。組合式干燥機(jī)為空壓機(jī)出口壓縮空氣的后處理裝置，用于對低品質(zhì)的壓縮空氣進(jìn)行除雜除油脫水處理，以達(dá)到生產(chǎn)所需。

3. ?無熱再生組合干燥機(jī)節(jié)能優(yōu)化改造可行性分析

3.1 無熱再生組合干燥機(jī)存在的問題

福州公司現(xiàn)場組合式干燥機(jī)吸附塔采用兩臺，即一臺吸附，另一臺進(jìn)行再生，壓縮空氣交替流經(jīng)兩臺吸附塔，當(dāng)其中一臺吸附塔在高分壓（工作壓力）的狀態(tài)下，干燥劑吸收大量的水份，而另一臺吸附塔則由再生氣管道通入干燥的低壓氣體，解析干燥劑吸收的水份?，F(xiàn)場設(shè)定的吸附和再生循環(huán)時(shí)間為5min，即吸附時(shí)間5min，再生時(shí)間4min，中間緩沖時(shí)間1min。該種型號的組合式干燥機(jī)缺點(diǎn)為：耗氣量大，約占干燥機(jī)總處理空氣量的14%，導(dǎo)致有效供氣量僅為86%;吸附再生時(shí)間切換頻繁，容易發(fā)生電磁閥或氣動(dòng)薄膜閥故障導(dǎo)致干燥機(jī)大量漏氣，從而引起儀用壓縮空氣系統(tǒng)壓力異常突降等安全問題發(fā)生。

3.2無熱再生組合干燥機(jī)節(jié)能優(yōu)化改造方案

（1）吸附塔進(jìn)出口氣動(dòng)薄膜閥進(jìn)行升級優(yōu)化改造

福州公司現(xiàn)場吸附塔進(jìn)出口氣動(dòng)薄膜閥（DN80）為常規(guī)的常關(guān)、常開式氣動(dòng)薄膜閥，未設(shè)開關(guān)位反饋報(bào)警功能，一旦這些閥門其中一個(gè)出現(xiàn)薄膜破損、卡澀或拒動(dòng)，儀用壓縮空氣系統(tǒng)將會出現(xiàn)大量漏氣，嚴(yán)重的將導(dǎo)致系統(tǒng)壓力突降，從而大大降低了系統(tǒng)的安全可靠性，且無法及時(shí)提示運(yùn)行監(jiān)盤人員做出最快的判斷處理。為了杜絕此類事故發(fā)生，本次改造對這4臺閥門進(jìn)行升級優(yōu)化改造，即將吸附塔進(jìn)出口氣動(dòng)薄膜閥用活塞式氣動(dòng)常關(guān)（常閉）蝶閥進(jìn)行替代，同時(shí)增加閥門開關(guān)位反饋報(bào)警功能。

（2）再生系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化改造

福州公司現(xiàn)場組合式干燥機(jī)再生型式是通過一根DN25的管道將經(jīng)吸附塔干燥處理后的壓縮空氣反吹再生吸附塔內(nèi)的氧化鋁干燥劑，后排放到大氣中。這種運(yùn)行方式不僅浪費(fèi)了大量的高品質(zhì)合格儀用壓縮空氣，同時(shí)吸附再生頻繁切換運(yùn)行模式還大大增加了設(shè)備故障頻率，降低了儀用壓縮空氣系統(tǒng)的運(yùn)行的安全可靠性。

為了節(jié)約高品質(zhì)合格儀用壓縮空氣的使用量，優(yōu)化再生系統(tǒng)運(yùn)行模式，本次改造在吸附塔入口加裝電加熱器，以提高吸附塔干燥儀用氣的入口溫度，從而減少高品質(zhì)儀用壓縮空氣耗氣量，節(jié)約空壓機(jī)加載運(yùn)行功耗，同時(shí)為延長吸附再生循環(huán)時(shí)間創(chuàng)造可行條件。改造前后的再生部分的流程圖見圖1、2。

具體方案為：在再生壓縮空氣母管加裝一個(gè)12kW的電加熱器，在吸附塔入口加裝溫度測量裝置。當(dāng)溫度≤110℃時(shí)，電加熱器投入運(yùn)行;當(dāng)溫度≥150℃時(shí)，電加熱器退出;當(dāng)溫度≥220℃，系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警。吸附時(shí)間120min，再生時(shí)間118min，中間緩沖時(shí)間2min，其中電加熱器加熱時(shí)間為45min。

4. 無熱再生組合干燥機(jī)節(jié)能優(yōu)化改造改造成果及效益分析

4.1無熱再生組合干燥機(jī)節(jié)能優(yōu)化改造成果

無熱再生組合干燥機(jī)節(jié)能優(yōu)化改造后，可保證儀用壓縮空氣系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，杜絕干燥機(jī)本體設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致的儀用壓縮空氣系統(tǒng)母管壓力突降的異常發(fā)生，節(jié)約大量高品質(zhì)儀用壓縮空氣用于再生干燥劑的損耗。

4.2 無熱再生組合干燥機(jī)節(jié)能優(yōu)化改造效益分析

福州公司每臺干燥機(jī)處理能力為42Nm3/min，改造后可減少吸附塔再生切換導(dǎo)致的放氣次數(shù)為23次/120min，吸附塔容積為0.58m3，則一天內(nèi)可減少壓縮空氣排放損失為23×0.58×12=160m3/天，即可節(jié)約空壓機(jī)的加載電耗約為160/（42.5×24）×250×24=941.2kWh/天，而加熱器每天會增加電耗為12×12=144kWh/天，由此，每天每臺干燥機(jī)可節(jié)約電耗797.2kWh/天，福州公司儀用氣系統(tǒng)有3臺組合式干燥器，2用1備，每年可節(jié)省電耗約797.2×2×300=478320kWh（每年按300天連續(xù)運(yùn)行），經(jīng)濟(jì)效益每年可節(jié)支478320×0.4=19.13萬元以上（電費(fèi)為0.4元/kWh）。

5.結(jié)論

福州公司通過自身自主攻關(guān)創(chuàng)新改造，本項(xiàng)目于2017年下半年成功進(jìn)行無熱再生組合干燥機(jī)節(jié)能優(yōu)化改造，有效提高了儀用壓縮空氣系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性，同時(shí)也帶來了一定的節(jié)能收益，為發(fā)電企業(yè)在節(jié)能降耗、瘦身健體、提質(zhì)增效等建設(shè)方面貢獻(xiàn)一份力量。

參考文獻(xiàn)：

[1]施愛陽等.火力發(fā)電廠壓縮空氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化[J].東方電氣評論，2014，28（112）：46-47.