650MW超臨界機組壓縮空氣系統運行方式淺談

戴劍

摘 要：文章對華潤電力（常熟）有限公司壓縮空氣系統的進行全面介紹并闡述系統運行方式。結合公司機組運行、維護期間壓縮空氣系統出現的各項事件，提出該系統存在的問題做出優化改進建議，同時對系統日常運行以及在各種運行方式下的調整操作給出了要求，保證了系統運行的可靠性，壓縮空氣系統做為發電機組正常運行的重要保障系統，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的可靠性、促進火電大型發電機組安全持續穩定運行有較好的借鑒意義。

關鍵詞：壓縮空氣;冷凍式干燥器;儀用;雜用;聯絡;定期工作切換

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

1 壓縮空氣系統概述

隨著火力發電廠用壓縮空氣驅動的閥門和設備越來越多，電廠壓縮空氣系統的重要性越來越高。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、儀表用氣以及驅動用氣所要求的壓縮空氣品質較高，對壓縮空氣中的水份、油份以及雜質很敏感，所以這部分設備需求的壓縮空氣必須經過凈化處理，經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、衛生清掃等，對壓縮空氣的品質要求不高，經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基本都設計為公用系統，即用冗余配置的空氣壓縮機并聯工作，集中控制，并設置公用壓縮空氣貯罐，也可在壓縮空氣用戶較集中的區域設置緩沖壓力貯罐，可以用較小的投資獲取最大的經濟收益，同時分散危險，可以保證不因為壓縮空氣失去而導致全廠機組停運的類似事故發生[1]。

華潤電力（常熟）有限公司壓縮空氣系統采用型號為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的復合冷凍式干燥器。整個壓縮空氣系統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，氣動閥關閉狀態，當雜用氣壓力下降或儀用氣壓力下降，無備用空壓機可用時，可將聯絡氣動閥開啟，實現雜用氣和儀用氣聯絡運行。（2）空壓機出口母管之間聯絡閥的布置方式為：空壓機B和C之間有一道聯絡閥、D和E之間三道閥（包括一個氣動閥）、F和G之間一道聯絡閥、G和H之間一道聯絡閥、H和除灰空壓機出口母管之間一道聯絡閥。（3）冷干機入口管道均取自于對應的空壓機出口母管，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（經過冷干機后的母管）在B和C之間有一道聯絡閥，正常運行中為全開狀態。（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（旁路運行中為關閉狀態），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置一道聯絡閥，正常運行為關閉狀態，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絡閥門：主廠房空壓機出口母管和除灰空壓機出口母管聯絡，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絡閥，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，導致未經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絡閥，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，未經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，系統故障或參數異常情況除外。（2）DCS畫面上儀用空壓機和雜用空壓機運行臺數分別選擇“2臺”，“聯鎖”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，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，切換結束后進行參數設定修改。（6）日?？諌簷C系統需停運配合檢修時，也需遵從以上參數設定原則對空壓機進行參數修改。

4 單機運行或雙機運行情況操作調整要求

（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，系統故障或參數異常情況除外。（2）DCS畫面上儀用空壓機運行臺數選擇“2臺”，雜用空壓機運行臺數選擇“1臺”，儀用和雜用空壓機分別“聯鎖”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，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，切換結束后進行參數設定修改。（6）日?？諌簷C系統需停運配合檢修時，也需遵從以上參數設定原則對空壓機進行參數修改。

5 聯鎖保護

（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）備用空壓機領先啟動順序，系統默認為A、B、C、D、E、F、A……。

（7）已運行的空壓機臺數小于選擇的運行臺數時，備用空壓機，按順序連鎖自動，領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先備用空壓機。

（8）當儀用壓縮空氣母管壓力低≤0.5MPa，聯鎖關閉除油過濾器前電動閥，當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 結論

壓縮空氣系統正常運行時，空壓機出口聯絡母管上，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絡閥關閉，空壓機D、E間氣動閥關閉。壓縮空氣系統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。通過調整空壓機出口母管上的閥門，可實現壓縮空氣系統儀用氣、雜用氣及除灰空壓機系統的聯絡運行，并可實現多種組合方式[3]。通過冷干機ABCD出口供儀用母管閥門的旁路閥，可實現雜用氣和儀用氣的互聯。針對目前發電機組現狀，對于穩定安全生產的操作是有利的。

參考文獻

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

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

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