火電廠空壓機節能技術研究

鄭英

摘 要：火電廠空壓機運行時在低負載的情況較多，隨著工業的發展與信息的進步，空壓機裝置的改進工作更應該以節能優化技術為主。基于此，本文以內蒙古大唐國際錫林浩特發電有限責任公司火電廠空壓機的節能使用為例，通過對空壓機當前現狀與存在問題的研究，分別從螺桿空壓機群智能調度技術、壓縮空氣管網節能輸送技術和氣力輸灰專家控制技術等方面詳細闡述火電廠空壓機節能技術，并舉出實際案例分析技能技術優化的特點，從而提高工作效率。

關鍵詞：火電廠；空壓機；技能系統優化

空壓機在火電廠中有著至關重要的作用，它能把一個標準大氣壓的空氣通過能量轉化的方式輸出用戶需要的空氣，空壓機的調節方式有加卸載調節、進氣節流調節、變容調節和變頻調節，火電廠通過利用空壓機，對機器進行節能和優化，有效的提高了壓縮空氣的利用率，達到預期節能效果，從而提高火電廠工作效率，保證火電廠經濟收益。

一、火電廠空壓機系統運行現狀及存在問題

內蒙古大唐國際錫林浩特發電有限責任公司火電廠的空氣壓縮系統設置了螺桿空壓機和空氣干燥機等設備，每臺空氣壓縮機的額定排氣流量是44.6m3/min，250kw，額定排氣壓力是0.8MPa，廠中儀用空壓機主要用來供輸火電廠控制用氣，運行方式是2用1備，輸灰空壓機主要用來供輸雙爐除塵器輸灰，運行方式是3用1備。

當前火電廠空壓機系統運行普遍存在的問題如下：（1）螺桿空壓機使用率過大，頻繁的加、卸載，火電廠雙機運行的時候加、卸載頻率尤其高，平均輸灰用氣和儀控用氣使用率過大，導致電耗量驚人。（2）多臺螺桿空壓機同時卸載運行，螺桿空氣壓縮機長時間卸載運行，廠中相關工作人員曾指出平均每10分鐘會產生一個波段，也造成了空壓機長時間的卸載運行。（3）螺旋空氣壓縮機在排氣壓力較高的狀態下運行，但是其中存在很大節能空間。根據以上三種情況分析可知，空壓機運行時多數處于非智能狀態，機群缺乏統一管理系統，運行商無法達到預期使用效率，耗電量驚人，長期運行下容易造成不必要的浪費。

二、火電廠空壓機節能技術

1.螺桿空壓機群智能調度技術

螺桿空壓機是一種預成套配置的螺桿式空壓機，在火電廠運行時只需要正常電源連接即可，也可以選擇壓縮空氣連接，空壓機內置冷卻系統，安裝容易，使用方便。螺桿式空氣壓縮機群智能調度技術具有高效能、高效率、免維護的特點，在行業內部使用廣泛，應用便利且安全可靠，該技術中排氣量與轉速成正比，轉速隨電壓、頻率的變化而變化。當電壓或者使用頻率降低時，轉速也會隨之降低，螺桿空壓機的排氣量也會跟著減少。螺桿空壓機群智能調度技術以降低能耗為目標，優化不同時段的使用運行組合，力求提高螺桿空壓機群的使用效率，改善過去控制性能差、耗能嚴重的劣勢，該技術是以通信網絡為紐帶的計算機系統，具有分散控制、集中操作管理、保證最低供氣壓力的功能，技術結合了預測學習、專家系統指導和自學習智能控制，整個空壓機系統的壓力控制在最小范圍內，從而降低能耗，達到節能的目的。

2.壓縮空氣管網節能輸送技術

流量需求控制柜系統有助于精確控制系統壓力帶，火電廠壓縮空氣系統進行評估可知壓縮空氣管網節能輸送技術可能有助于系統得到最低操作氣壓，如果采取正確的措施，合理利用壓縮空氣管網節能輸送技術，將會大幅度對火電廠空壓機進行降耗處理，有助于整體優化節能。在進行具體操作實施時以下幾點建議可供參考：（1）安裝儀表供氣管道和除灰供氣管道管網間的流量控制柜，在高壓和低壓之間進行有效控制，將多余的氣體流向低壓管網中，是高低壓兩邊保持平衡。（2）始終要保持高壓側管網的壓力穩定狀態，最好處于設定值之間，盡量減少調節空壓機的頻率，保證機器運行時高效率狀態且輸出的壓力值穩定，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

氣力輸灰又稱氣流輸送，主要是利用來自氣流的能量，在密閉管道內沿著氣流方向輸送顆粒狀物質，這是當前流態化技術的一種實際操作應用。氣力輸灰專家系統控制技術結構簡單，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行物料加熱、冷卻和干燥的操作，必要時可以進行相關化學或物理操作。氣力輸灰專家控制技術以能耗降低到最小為目標，改進輸送單元模式，提高系統運行效率。此外，內蒙古大唐國際錫林浩特發電有限責任公司火電廠提出了基于動態平衡的新型氣力輸灰專家控制策略，不斷優化氣力輸灰專家系統在不同時段的運行組合，提高運行效率，改變過去系統控制性能低。耗能嚴重的狀況。

氣力輸灰專家控制技術在水平管道中進行輸送時，氣體輸送速度較高，顆粒全部分散懸浮在氣流當中，當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，管內出現沉積層，流道截面也會減少，在沉積層上方氣流仍按沉積速度運行。該技術在垂直管道中向上氣力輸送時，當氣速達到一定速度時顆粒就會分散的懸浮在氣流當中，當輸送量達到恒定值的時候，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在實際應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騰涌現象，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

根據內蒙古大唐國際錫林浩特發電有限責任公司火電廠相關實施方案研究，總結出以下幾點可用參考：

1.適當增加空氣壓縮站節能管控系統，整個系統中成套設備有中央控制柜和相關控制程序，運行時根據相關群配置信息，以最低供氣壓力為前提，利用先進的智能控制技術將系統中壓力控制在最小范圍內，達到火電廠空壓機優化控制，從而降低能耗，提高節能效率。為了保持壓力在低水平范圍內，建議儀表供氣系統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，內蒙古大唐國際錫林浩特發電有限責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，整個空氣壓縮機運行過程中通過流量需求控制柜的有效作用，價格高壓側管網中多余的氣體流向低壓管網中，達到雙方平衡控制的狀態，從而降低空氣壓縮機群總體運行耗能情況。

3.有效利用了氣力輸灰專家控制系統，內蒙古大唐國際錫林浩特發電有限責任公司火電廠的操作人員對系統進行整體調控，并制定相關專家控制策略，降低除灰控制系統中用氣負荷的波動，提高系統運行效率，使整個火電廠的日常運行又上升了一個檔次。

4.對壓縮空氣系統優化改造后進行實時評估，通過對試運行電能消耗的情況表現進行效能分析，對運行技術參數進行試驗對比，火電廠工作人員對每一次試驗情況進行詳細記錄檢查，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。試驗結果產生后及時進行評價，并對火電廠空壓機系統的可靠性進行分析，采用與原系統關聯的方式運行，如果節能系統與原有系統同時在工作，無論因為什么原因產生的故障，都可以實現零秒系統切換，所以這種情況下節能控制系統的安全性毋庸置疑。

四、結語

總而言之，隨著高科技的不斷進步與發展，工業水平也在不斷提高，我國火電廠各項技術有了質的飛躍，壓縮空氣在電力生產中占據總能耗的15%，壓縮空氣系統主要消耗的來自于空壓機耗電量，為了節約成本，提高經濟效益，提高火電廠空壓機節能技術十分必要，無論是利用螺桿空壓機群智能調度技術，還是利用壓縮空氣管網節能輸送技術，都是以降低能耗為目標。所以，提高火電廠空壓機的節能技術支持，有利于提高操作人員的工作效率，為社會創造更多的財富。

參考文獻：

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