压缩空气系统经济性与优化

摘要：为了降低压缩空气系统单耗，结合北京京能热电股份有限公司石景山热电厂压缩空气系统的运转方式，从生产实际出发，多角度积极探索解决方案，在保证机组安全运转的前提下，将压缩空气系统的运转方式由“同时运转”改为“错峰运转”，经实验证明，在实施优化方案后40立压缩空气系统的单耗出现了大幅度降低，达到了很好的节能效果。
关键字：单耗；压缩空气系统；运转方式；经济性
0 引言
压缩空气系统是电厂中非常重要的公用系统，其工作的可靠性，直接影响电厂机组的安全运转，对安全生产极为重要。作为长期运转的系统，其工作的经济性，直接影响机组的经济运转，对于公司的节能管理也至关重要。国家的“十二五”计划，将节能减排工作提到新的高度，我厂作为高耗能单位，积极落实节能减排工作，加强设备管理，优化运转方式，实现机组的经济运转。
从2011年9月开始我厂40立压缩空气系统出现了单耗连续升高的现象，压缩空气系统作为我厂的一个重要用电系统，直接影响我厂的厂用电率指标的完成，公司节能工作的落实。我厂从生产实际出发，在保证机组安全运转的前提下，通过优化压缩空气系统的运转方式，大幅度降低40立压缩空气系统的单耗，达到了很好的节能效果。

1 我厂40立压缩空气系统概况

我厂是北京目前最大的发电、供热企业，在京内拥有4台220MW国产燃煤供热汽轮发电机组，总装机容量880MW。年发电量50多亿千瓦时，供热量1200万吉焦，供热面积可达3000万平方米。我厂地处北京重要的电负荷支撑点，也是首都西部最大的集中供热热源。
我厂的压缩空气系统主要分为两大部分：一部分是20立仪用压缩空气系统，由7台20立螺杆空气压缩机组成，为全厂的仪器、仪表及操作系统提供气源；另一部分则是40立压缩空气系统，由10台40立M250-6KV（AB plc）压缩空气组成，为公司除灰、锅炉、脱硝、化学、储灰库等系统提供气源。其中，干除灰系统介质输送、电布袋除尘器喷吹及制约用风、锅炉部分设备吹扫及密封用气是主要用户。每年我厂40立空气压缩机耗电接近1000万kWh左右，占公司厂用电率的0.2%。
40立压缩空气系统（如图1所示）在正常工况下，七台运转，三台备用。每台压缩空气出口均配有前置过滤器、冷冻式干燥器和除油过滤器。10台压缩空气产生的压缩空气进入各自的储气罐，然后全部汇集到一根出口母管送往用气点。M250-6KV（AB PLC）压缩空气是上海英格索兰压缩机有限公司设计制造的，该压缩空气的制约部分选用的是AB公司生产的plc及操作显示屏，其压缩机的型号为GA-250型，排气量为43m?/min，排气压力为

7.3Bar。

图1 我厂40立压缩空气系统图

2 40立压缩空气系统存在的理由及理由分析

在2008年时我厂40立压缩空气系统单耗是4.07kWh/t煤，近几年经过不断的技术改善，设备改造，运转方式的优化，压缩空气系统单耗逐年下降，在2011年时压缩空气系统压缩空气系统经济性及优化由专注毕业论文与职称论文的www.udooo.com提供,转载请保留.单耗降至3.29kWh/t煤，达到历史最好水平，但是在2012年年初，压缩空气系统单耗出现反弹，2012年第一季度压缩空气系统单耗升高至3.33 kWh/t煤，影响到月度厂用电率的完成情况，如果不及时进行整改会影响到年度指标的完成，成为我厂节能减排工作的阻力，针对上述理由，我厂对压缩空气系统的历史数据及日常运转参数进行全面分析。如表1所示，压缩空气系统单耗在2011年9月份之前同比均下降，从2011年9月份开始同比均升高，升高的幅度最大达到0.74 kWh/t煤，并且压缩空气系统单耗升高的拐点是2011年9月份，针对这一现象，我厂结合目前生产状况和压缩空气的运转方式，对影响压缩空气系统单耗升高的主要理由进行排查，归纳为以下几个方面：
表1 2011年7月至2012年2月压缩空气单耗变化趋势（单位：kWh/t煤）

2.1 40立压缩空气系统用户转变

我厂2011年9月脱硝SCR干灰螺旋给料机改型为刮板机后，脱硝SCR干灰输送系统开始稳定的投入运转，该系统设计压缩空气耗量为38.6m3/min，由于压缩空气系统蓄能需要等因素影响，投入脱硝SCR干灰系统运转后，40立压缩空气运转数量在低谷负荷期增加了1台，在高峰负荷期增加了2台，由此使40立压缩空气系统单耗出现明显上升。2011年，在脱硝SCR干灰系统稳定投运前，40立压缩空气单耗累计值为3.2 kWh/t煤，投入脱硝SCR干灰系统后，40立压缩空气单耗增加至3.41 kWh/t煤。正是由于脱硝SCR干灰系统稳定投运使40立压缩空气系统能耗出现明显上升。

2.2 40立压缩空气系统设计的容量裕度不足

通过上述理由分析，我们发现40立压缩空气系统的用户增加了，而且增加的是系统的固定用户，在较长一段时间内无法转变，而40立压缩空气系统在设计时的容量裕度不够，如果因此而新增一套压缩空气系统，又会面对一部分新的理由，如空压机房已经没有足够大的空间增设一台空压机，又要投入一笔资金，压缩空气系统更加复杂等。针对这些理由我们根据压缩空气系统结构和现场布置情况，经过具体的研究讨论，决定通过转变40立压缩空气系统运转方式的策略来解决目前40立压缩空气系统单耗高，大负荷阶段压缩空气系统容量不足的理由。

3.1转变气力输灰系统的运转方式

通过前面的介绍，我厂4台机组的气力输灰系统采用的是多罐同时进灰，同时输送的方式，这种运转方式是指每台机组的两套除尘器干灰输送管道，一套脱硝SCR干灰输送管道同时投入运转，即在同一时间内4台机组的12套输灰管道全部投入运转，为维持压缩空气母管的压力就需要增加40立压缩空气的运转台数，导致40立压缩空气系统单耗升高。经过认真讨论，将气力输灰系统的运转方式由“同时输送”改为“错峰用气”。具体的方式为每台机组中两套除尘器干灰输送管道中仅保持一套管道一直投入运转，1-4号炉脱硝SCR干灰输送管道实现1至4号炉轮换运转， 即在同一时间内4台机组仅有4套除尘器干灰输送管道和1套脱硝SCR干灰输送管道投入运转，在正常工况下，只需6台空压机投入运转，即使在大负荷期间也只需8至9台空压机投入运转，还可以实现1至2台空压机处于备用状态，这样就可以实现在保证机组安全运转的前提下，降低40立压缩空气系统单耗，还可以解决大负荷期间压缩空气系统容量不足的理由。
4结束语
经过对40立压缩空气系统单耗完成情况的实时监控，及时发现系统单耗高的目前状况，并针对这一目前状况深入研究，从设备、人员、运转方式等方面查找理由，通过转变气力输灰系统的运转方式，在保证机组安全运转、不增加任何投资的前提下，降低40立压缩空气系统的单耗，提高机组运转的经济性，达到节能的目的，积极落实节能减排工作，加强设备管理，优化运转方式，实现机组的经济运转。
参考文献：
[1]孙立新，姚晨晨，马志鸿.南屯电厂压缩空气系统改造方案探索[J]. 机电信息，2011，（18）：87-89.
[2]李燕. 沙角C电厂压缩空气系统优化改造简介[J]. 机电信息，2005，（9）：39-41.
白丹丹，（1981-），工程师，在北京京能热电股份有限公司石景山热电厂从事指标管理、节能分析工作。baidandan@jnrd.com.cn