空压机——压缩空气节能技术应用与探讨

空压机——压缩空气节能技术应用与探讨

郜陪刚董鸿斌

（山西临汾热电有限公司山西临汾041000）

摘要：针对火电厂压缩空气系统运行效率低、能耗高的现状，结合临汾热电公司螺杆空压机系统的节能改造效果，论述了压缩空气节能原理与效能分析。

关键词：火电机组节能降耗螺杆空压机压缩空气系统优化

前言

空压机设备是发电机组的一个重要组成部分，主要为机组仪用控制、气力输灰等设施提供压缩气源。但是，由于空压机群设备构造的特殊性和发电机组负荷波峰的因素，使之在运行过程中长期存在供气效率低，电耗量大的问题。因此技术改良空压机系统，有效提高压缩空气的利用率具有十分重要的意义。

1、空压机系统运行现状及存在问题

1.1压缩空气系统运行现状

该公司压缩空气系统共设置7台（寿力牌）螺杆空压机和7台空气干燥机设备，每台空压机的额定排气流量44.6m3/min，262Kw，额定排气压力0.8MPa。其中仪用空压机3台主要供输全厂控制用气，运行方式为2用1备。输灰空压机4台主要供输双炉除尘器气力输灰，运行方式为3用1备。

1.2、存在问题及分析

（1）螺杆空压机频繁加、卸载。

（2）多台螺杆空压机同时卸载运行。

（3）螺杆空压机长时间卸载运行。

（4）螺杆空压机群在排气压力偏高状态下运行。

（5）螺杆空压机排气压力波动大。

空压机群中各空压机运行处于非智能控制运行模式，机群中各空压机运行缺乏统一优化管控，因而机群运行效率无法得到有效利用。仪控用气与气力输灰通过公用母管供气，管网供气压力波动大，运行电能耗浪费严重。

2、改造思路与实施方案

2.1改造思路

在满足发电机组运行所需供气压力的前提下，从螺杆空压机启停、容量调节可控手段出发。在深入研究螺杆空压机运行特性及其供气场合用气流量时间序列数据变化特点的基础上，以螺杆空压机机群运行能耗最小为目标。研究采用一种基于气动系统用气流量需求预测的新型螺杆空压机群控制的措施。进而优化螺杆空压机群在不同时段的运行组合，提高螺杆空压机群的运行效率，改善现有螺杆空压机群控制性能低、输供气量不平衡的问题。

2.2实施方案

针对压缩空气系统存在运行效率较低，耗气量大，电能耗偏高的问题。在保障供气压力的前提下，运用预测流量+智能控制技术，结合旋转阀调速手段进行节能技术改造。实现对空压机群的智能管控运行，从而把系统压力控制在设定的低值范围内，降低空压机群运行的能耗，达到节能目的。

压缩空气系统改造示意图如下：

3、压缩空气系统优化改造后评估

3.1效能分析

通过试运行电能功耗的变化体现，空压设备优化改造获得了良好的节能效果。将仪用空压机与除灰空压机通过高精度流量需求控制柜进行了分离，保障了仪用用气的稳定供应，为除灰系统进行了流量补给，减轻了除灰空压机的运行压力，间接减少了空压机的日常维护工作量，有效降低了空压机的运行成本并降低厂用电量。

3.2运行技术参数对比

4、安全可靠性与节能率的计算

4.1安全可靠性

本设置采用与原系统关联方式运行，即节能控制系统与原系统同时在工作，即使在使用过程无论何种原因引起的节能控制系统出现故障，可以实现“0”秒系统切换，故节能控制系统的安全性无可置疑。

4.2节能率的计算

通过对比单位产量耗电量来计算节能率。公式如下：

B1-B2

ζ=—————

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式中：ζ—平均每小时节能量

B1—节能系统未使用之前空压机系统单位耗电量

B2—节能系统投入使用之后的空压机系统单位耗电量

5、结束语

压缩空气在电力生产中占总能耗的8%-15%，而压缩空气系统能耗的75%为空压机的耗电量。空压机运行成本由电能运行成本和维护成本组成。根据物基运行周期评价理论测算;维护成本仅占15%左右，而电能成本却高达75%。临汾热电公司于2015年12月底完成压缩空气系统节能改造项目。经试运行结果可知；在双机炉MCR运行工况下平均节约电量270KW/H。通过此次压缩空气系统的节能技术改造，实践证明螺杆空压机运行在火电企业经济结构调整的环境下，仍有利用和开发节能降耗的空间。

郜陪刚男学历：大专；助理工程师、技师：山西临汾热电有限公司生产技术部热控主管，主要从事热工仪表及自动化控制专业

董鸿斌男学历：中专；高级技师：山西临汾热电有限公司生产技术部除灰专业主管，从事本专业技术工作24年，具备丰富的实践经验与专业技术理论，有多项技术革新成果