喷油螺杆式空压机组电耗高原因分析及对策

摘要：对我公司喷油螺杆式空压机组运行电耗偏高的问题，划分仪用空压机和灰用空压机两部分深入分析，综合考虑煤种灰分、输灰不畅情况、输灰用气母管压力设定、仪用压缩空气负载运行方式、设备缺陷等因素对空压机组电耗的影响。查找了我公司空压机系统存在的问题，提出了解决问题的措施。

关键词：灰分   输灰不畅    输灰用气母管压力设定   仪用压缩空气负载运行方式   设备缺陷

1.前言

华润江苏南热发电有限责任公司#1、#2机组因生产需要集中配置了9台喷油螺杆式空压机组，并且分为灰用空压机和仪用空压机两部分。其中灰用空压机部分供#1、#2机组气力输灰使用;仪用空压机部分，供#1、#2机组气动阀门控制用气以及声波吹灰器用气使用。2017年以来，我公司空压机组电耗呈现逐渐上升的趋势，问题较为突出。2018年空压机组电耗（包含灰用和仪用）为0.279%，较2017年空压机组电耗（包含灰用和仪用）0.245%增加了0.034%。

为查找出影响空压机组电耗上升的主要原因， 降低空压机组电耗，分为仪用空压机和灰用空压机两个方面，对各类影响因素进行了深入的分析，并提出切实可行的改进措施。

2.灰用空压机组电耗高原因分析及对策

2.1系统组成

我公司灰用空压机组由5台L375G—8.5W喷油螺杆式空压机，和5台JRL-70NW冷冻式压缩空气干燥机组成。空气经空压机压缩后进入干燥机干燥，再进入灰用压缩空气储罐，最后经管道送往#1、#2机组气力输灰系统。

2.2灰用空压机组电耗高原因分析

2.2.1煤种灰分大

为了应对目前燃煤市场动力煤价长时间处于高位的严峻形式，我公司采购一定数量市场混煤，如石炭4、大友煤，该类型煤种发热量较低，灰分较大。为了维持机组负荷，需要燃用更多该煤种，锅炉出口飞灰量增加较多。加上每月一定比例的生活污泥掺烧，实际进入炉膛的燃料灰分进一步增加，进而增加了后续气力输灰用气量，使得灰用空压机电耗增加。

2.2.2气力输灰管道结垢，输灰不畅

低温省煤器为加装在锅炉尾部，位于空气预热器和电除尘之间的换热器，可以进一步降低锅炉排烟温度，提高机组运行经济性。但是由于处在锅炉尾部烟道，有低温腐蚀的存在，所以低温省煤器在运行中时常存在泄露。进而锅炉烟气中水分增加，由于我司#1、#2炉采用气力输灰的方式，大量水汽进入输灰管道的灰中，输灰管道存在结垢的可能，从而导致输灰不畅甚至堵塞。需要人为增加灰用空压机运行台数，提高输灰用气母管压力，必然导致空压机电耗增加。

2.2.3输灰用气母管压力设定偏高

现场输灰程控运行要求，输灰母管压力大于0.4Mpa即可满足输灰程控连续运行。但是，为了保障气力输灰连续可靠，我司设定灰用压缩空气母管压力低于0.7Mpa时，备用空压机联锁启动。以#1炉为例， #1炉输灰母管压力平均值0.7Mpa，最低值0.66Mpa，输灰母管压力长期高于输灰必须压力较多，存在较大输灰压力富余。长期运行，造成空压机电耗增加。

2.2.4单机运行时，灰用空压机运行台数偏多

近年来，火电机组发电形势严峻，除了计划性检修，机组调停次数较往年大幅增加，单机运行逐渐成为常态（2017年全年2个月单机运行，2018年全年4个月单机运行）。作为#1、#2机组的公用系统，在单机运行时，输灰用气负载减少一半，而空压机仍然维持双机运行方式，运行台数偏多，导致灰用空压机电耗增加。

2.2.5设备缺陷

2.2.5.1电除尘电场进气阀内漏

我公司#1、#2机组的气力输灰系统，按照电除尘系统的一、二、三、四电场分别进行输灰。每个电场均布置有进气阀，从而实现各个电场的分段输灰。但是现场运行过程中存在电场进气阀内漏的情况。大量输灰用气漏入不在输灰状态的电场输灰管道，浪费巨大，造成灰用空压机电耗的增加。

2.2.5.2灰用空压机故障率高

喷油螺杆式空压机在母管压力下降时，通过电磁阀控制气缸打开进气阀，空压机吸入空气进入加载状态。现场运行过程中，电磁阀、气缸和进气阀任一部件发生故障均会导致空压机不加载，如下图1所示。图中，灰用空压机母管压力下降，#3空压机电流明显偏小，处于不加载状态，在母管压力低于设定值后，#2备用空压机经延时联锁启动。由于空压机运行台数增加，导致灰用空压机电耗增加。

图1：灰用空压机监控畫面图

2.3灰用空压机电耗高解决对策

2.3.1保证入炉燃料的较高热值，较低灰分

一方面，尽量减少高灰分低热值煤种（如石炭4、大友煤）的入厂份额。另一方面，保证生活污泥的合理掺烧。近年来，迫于环保压力，燃煤电厂污泥掺烧势在必行。但是，在生活污泥掺配时，要做到掺配合理，比例控制在5%以内。这样，在一定限度上减少锅炉出口飞灰量，减少气力输灰用气量，降低灰用空压机电耗。

2.3.2加强低温省煤器运行管理监视，及时隔离泄漏点

对低省进口水温调整做强制规定（不低于76℃），尽量避免受热面低温腐蚀的发生。对低温省煤器进出口湿度变化加强监视，同时对比电除尘电场二次电压和二次电流变化。检修人员通过观察孔定期监视低省运行情况，及时发现泄漏点，并做好低省隔离工作，关闭故障部分进、回水电动门，退出运行。避免飞灰中水分过高。

2.3.3调整灰用气母管压力设定值

根据长期气力输灰输灰效果以及系统稳定性观察实验，得出终端气力输灰压力满足0.4Mpa以上就可以满足输灰要求。除去沿途阻力损失，灰用压缩空气母管压力设定值由0.7Mpa改为0.5Mpa。减少灰用空压机运行台数，同时避免备用空压机联锁启动，以#1炉为例，改善后，#1炉输灰管道压力平均0.64MPa，最低0.58Mpa，足以满足生产要求。

2.3.4单机运行时，及时调整灰用空压机运行方式

在机组《停机操作卡》中增加“调整灰用空压机运行方式”等内容，在停运机组输灰系统完成输灰工作后，及时停运富余空压机，降低空压机电耗。

2.3.5及时消除设备缺陷

2.3.5.1及时消除电除尘电场进气阀内漏缺陷

监盘过程中密切关注电场进气阀后压力，发现内漏及时隔离处理。特别关注停运机组电场进气阀后压力，如果内漏严重，及时隔离停运机组整个气力输灰系统，减少压缩空气损耗。

2.3.5.2及时处理灰用空压机不加载缺陷

运行人员对运行空压机电流以及灰用母管压力加强监视，发现母管压力下降，但是运行空压机不加载时，及时启动备用空压机，停运故障空压机并联系检修人员尽快处理。

3.仪用空压机组电耗高原因分析及对策

3.1系统组成

我公司仪用空压机组由四台L375G—8.5W喷油螺杆式空压机，和三台JAL—80M组合式压缩空气干燥机组成。空气经空压机压缩后进入干燥机干燥，再进入仪用压缩空气储罐，最后经管道送往#1、#2机组仪用气管道系统。

3.2仪用空压机组电耗高原因分析

3.2.1锅炉各仪用压缩空气负载运行方式不合理

3.2.1.1低温省煤器声波吹灰运行方式不合理

为了进一步降低锅炉排烟温度，增加机组运行经济性，2017年公司#1、#2机组均安装了低温省煤器。为了保证低温省煤器受热面换热良好，同时安装了声波吹灰系统，来保证受热面的清洁。但是，声波吹灰为连续运行方式，虽然保证了吹灰效果，但是存在吹灰用气的浪费，造成仪用空压机电耗的升高。

3.2.1.2锅炉尾部声波吹灰运行方式不合理

由于锅炉尾部布置了大量的受热面，如低温过热器，低温过热器，省煤器。大量的受热面布置导致烟气流速降低较多，容易发生受热面积灰，削弱传热。为了提升机组经济性，#1、#2锅炉尾部均布置了80个声波吹灰器，并且采用PLC控制进行吹灰。现场运行过程中，存在声波吹灰运行时间间隔偏短的问题，导致仪用气量增加，仪用空压机电耗增加。

3.2.2设备缺陷

3.2.2.1仪用气管路、阀门漏气

来自仪用压缩空气储罐的压缩空气经管道分别送入#1、#2炉仪用气管道，再经过减压阀到达各个气动阀门。因为运行年数的增加，厂区内众多的气动阀门部件以及沿途减压阀，管路分接头均存在不同程度漏气现象。由于漏气量的增加，仪用空压机负载增加，电耗随之增加。

3.2.2.2声波吹灰器电磁阀内漏

我公司#1、#2机组安装的低温省煤器区域4组声波吹灰器，锅炉尾部80个声波吹灰器，以及脱硝区域40个大功率声波吹灰器，均通过电磁阀控制进气，从而实现程控吹灰。而以上吹灰器在程控吹灰过程中，存在进气电磁阀内漏现象。未运行的声波吹灰器实际仍在消耗压缩空气，导致压缩空气负载增加，仪用空压机电耗增加。

3.2.2.3仪用空压机故障率高

同灰用空压机，仪用空压机压力下降时，通过电磁阀控制气缸打开进气阀，空压机吸入空气进入加载状态。现场运行过程中，电磁阀、气缸和进气阀任一部件发生故障均会导致空压机不加载，继而仪用空压机母管压力进一步下降，备用空压机联锁延时启动。由于空压机运行台数增加，导致仪用空压机电耗增加。

3.3仪用空压机电耗高解决对策

3.3.1调整锅炉仪用压缩空气负载运行方式

3.3.1.1改变低温省煤器声波吹灰器运行方式

与技术部锅炉专业展开讨论，保证低温省煤器除灰效果前提下，将原有的持续吹灰方式，改为整组结束后延时232分钟后继续。避免受热面过度清洁，长时间连续吹灰导致仪用气的浪费。

3.3.1.2改变锅炉尾部声波吹灰器运行方式

适当增加锅炉尾部声波吹灰时间间隔。原先的吹灰方式为：某一吹灰器连续吹灰4分钟后停止吹灰，间隔1分钟后运行下一个吹灰器。经过与技术部锅炉专业论证，将锅炉尾部声波吹灰运行方式改为改为：某一吹灰器连续吹灰3分钟后停止吹灰，间隔2分钟后运行下一个吹灰器，减少仪用压缩空气的使用。

3.3.1.1及时消除仪用气管路、阀门漏气

将机组现场区域按包干区域划分到每个班组，进行压缩空气系统日常查漏，并及时登陆缺陷处理。

3.3.1.2及时消除声波吹灰器内漏缺陷

每月对锅炉尾部声波吹灰器、脱硝大功率声波吹灰器、低温省煤器声波吹灰器投用试验，通过每个吹灰器手动点动试投，确认各声波吹灰器运行情况，同时判断各个声波吹灰器电磁阀有无内漏情况，发现内漏及时消缺。

3.3.1.3做好空压机日常维护保养，减少仪用空压机不加载缺陷

同灰用空压机，运行人员要及时发现并停运不加载空压机。同时，制定空压机维护保养手册，并严格按照空压机维护保养手册中的规定，对空压机做好维护保养工作，使得空压机一直处于良好的运行状态，发生不加载情况大幅减少，从而降低空压机电耗。

4.结论

采取以上應对措施后，2019年我公司空压机电耗为0.226%较2018年空压机电耗0.279%下降0.053%，明显降低， 对策效果明显。但是，还有下降的空间。以后，在继续实施以上对策的同时，继续探索如何进一步降低我公司空压机电耗。

参考文献：

[1] 叶江明  电厂锅炉原理及设备（第三版）   中国电力出版社

[2] 王志祥  黄伟    热工保护与顺序控制     中国电力出版社

[3] 谢飞    锅炉运行规程                   江苏南热发电有限责任公司标准化委员会

作者简介：

姓名：原俊来   工作单位：江苏南热发电有限责任公司    部门：发电部    岗位：集控副值

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