火电厂空压机系统节能设计探讨.doc

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1、火电厂空压机系统节能设计探讨1空压机系统节能设计方法探讨4学海无涯1.1空压机系统节能设计的主要方法。空压机系统可通过优化系统选择，对空压机和后处理设备进行合理选型来达到节能设计的目的。在系统选择上突破“同型式、同容量的空气压缩机”的限制，按压力的不同需求分别选择高、低压压缩空气分流的系统；重视空压机设备能效水平，根据比功率参数选择节能型空压机；根据不同压力露点选择合适的后处理设备，减小后处理设备的压缩空气损耗量。1.1.1选择高、低压压缩空气分流系统。根据工程不同用气压力要求，分别设置常规的高压空压机系统和低压空压机系统，系统分开，分别

2、备用。根据多个工程资料收集，浓相气力除灰系统和石灰石气力输送系统的输送压损一般在0.2～0.3MPa，个别电厂接近0.4MPa(见图1)，故对于这两种用气可以采用排气压力为0.3～0.55MPa的低压空压机。离心式空压机在额定负荷稳定不变运行时，能效一般优于螺杆机[2]，而螺杆机在变负荷工况下的性能明显优于离心机(如调节范围和方式、启停响应时间、灵活性和节能性等)，在大气量系统选择时应注意到系统气量随负荷变化的特点，选择离心式空压机为主力机稳定运行，螺杆空压机调节运行。一般来说，对于排气压力为0.7MPa的空压机，排气压力每降低0.1MP

3、a，能耗可以降低7%左右。故采用低压空压机系统可以有效降低系统能耗。根据工程经验，对于低压耗气量超过300m3/min的大型空压机站系统，推荐采用高低压系统分开设计，仪用气系统推荐采用高压螺杆系统，输送用气系统推荐采用低压离心＋低压螺杆方案。1.1.2对空压机进行合理选型。根据工程用气条件及系统选择要求，选择合适的空压机，不仅要求对仪用高压螺杆式空压机选用较高能效的产品，并且低压空压机的主力运行机选择低压离心式空压机，运行能耗更低。国家非常重视设备的节能，从行业规范和政策上对节能设备进行引导和扶持。而能源效率等级是判断产品是否节能的最重要

4、指标。目前在空压机行业已经对容积式空压机能效等级进行了分级，空压机能效等级分为3级，其中1级能效最高。对于喷油螺杆式空压机，单从设备的电耗来说，2级能效的空压机比3级能效的空压机节能10％以上[3]。1台40m3/min，排气压力0.7MPa的空压机，运行电耗大约是250kW，如果按年运行5500h，电价按0.4元/度计算，每年节约10％的电耗大约节省5.5万元，相当于5年内节约的电费可以再买一台相同的设备，所以节能效果相当可观。理论上能效等级越高越好，但是目前能达到1级能效的空压机还非常少，为了便于设备招标，可以要求设备能效等级达到1级

5、或2级，杜绝使用不节能设备。对于低压空压机，目前常用的有离心式空压机、喷油螺杆式空压机和无油螺杆式空压机。需要注意的是，螺杆式空压机一般是定型产品，低压喷油螺杆机存在跑油问题。另外也需要重视低压空压机的能效水平，由于目前低压空压机还没有统一的能效等级规范，但仍应根据其比功率水平进行选取。目前市场上排气压力为0.3～0.5MPa低压喷油螺杆空压机比功率可以达到4.1～4.8kW/(m3/min)。而低压离心式空压机一般是根据工况点设计，并且是全无油的机型，没有低压喷油机遇到的问题，一般能够保证较好的运行效率和较高的可靠性，适合大容量稳定运行

6、的场合。1.1.3对后处理设备进行合理选型。根据压力露点[4]要求选用零气耗压缩热和外加热后处理设备，减小空压机选型容量。由于低压空气体积增大，流速增加，其后处理设备选型需要加大，再生耗气量也会增大，但是选用零气耗后处理设备后，则减少了再生耗气量的损耗，节约了用气，反应到空压机上就是可以降低空压机的容积流量，则相应的空压机运行能耗降低。1.2其他节能方式。1.2.1空压机站的余热回收。[5]空压机在压缩过程中产生大量的热能，但是由于这些热能回收温度不高，在电厂中能利用的地方不多，主要方向是生活热水利用、寒冷地区冬季取暖，后处理设备还可以利

7、用了离心式空压机的压缩热等。1.2.2空压机系统及管网的精确计算通过对系统管网及布置的优化设计，降低系统的压降，从而在选择空压机时选择合适的压力。1.2.3空压机站宜采用集散控制系统。(distributedcontrolsystem,DCS)或群控的节能控制方式空压机系统主要管道宜装设露点仪及流量计，用于实时监控系统的运行状态并及时进行调控。控制系统除了具备基本的逻辑控制外，还应具备数据的纪录、储存以及分析的功能，通过对长期运行数据的分析以及通过优化的算法，达到最优控制的目的。1.2.4针对系统的波动选择大容量储气罐系统。一般来说，火电

8、厂的用气比如除灰输送用气是波动的，可能造成空压机系统空压机频繁启停。有效的气量消峰可以避免备用机的启停次数。1.3火电厂空压机站节能的判定标准。衡量一个电厂空压机站是4学海无涯否节能，主要是看