650MW超临界机组压缩空气系统运行方式浅谈

戴剑

摘 要：文章对华润电力（常熟）有限公司压缩空气系统的进行全面介绍并阐述系统运行方式。结合公司机组运行、维护期间压缩空气系统出现的各项事件，提出该系统存在的问题做出优化改进建议，同时对系统日常运行以及在各种运行方式下的调整操作给出了要求，保证了系统运行的可靠性，压缩空气系统做为发电机组正常运行的重要保障系统，文章提出的操作要求及改进建议对于其他同类型机组提高该系统的可靠性、促进火电大型发电机组安全持续稳定运行有较好的借鉴意义。

关键词：压缩空气;冷冻式干燥器;仪用;杂用;联络;定期工作切换

中图分类号：X773 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）23-0162-02

1 压缩空气系统概述

随着火力发电厂用压缩空气驱动的阀门和设备越来越多，电厂压缩空气系统的重要性越来越高。电厂用压缩空气分仪用压缩空气和杂用压缩空气两种。一般阀门用气、仪表用气以及驱动用气所要求的压缩空气品质较高，对压缩空气中的水份、油份以及杂质很敏感，所以这部分设备需求的压缩空气必须经过净化处理，经净化处理后的压缩空气称为仪用压缩空气。电厂中另外需要用一部分压缩空气进行管道吹扫、强制冷却、卫生清扫等，对压缩空气的品质要求不高，经空气压缩装置压缩后就可以直接使用，这部分压缩空气称为杂用压缩空气。

大型电厂的压缩空气系统基本都设计为公用系统，即用冗余配置的空气压缩机并联工作，集中控制，并设置公用压缩空气贮罐，也可在压缩空气用户较集中的区域设置缓冲压力贮罐，可以用较小的投资获取最大的经济收益，同时分散危险，可以保证不因为压缩空气失去而导致全厂机组停运的类似事故发生[1]。

华润电力（常熟）有限公司压缩空气系统采用型号为GA250W-8.5单级压缩空压机，空压机额定排气量40Nm3/min，额定排气压力0.85MPa，排气温度≤40℃。冷干机采用型号为R1400W，额定处理量40Nm3/min，工作压力0.8～1.0MPa的复合冷冻式干燥器。整个压缩空气系统配置仪用空压机及杂用空压机各4台，正常运行时空压机采用4运2备的运行方式。压缩空气供气母管上的电动门常开。压缩空气干燥净化装置正常运行时3运1备。

2 运行关注事项及方式说明

（1）正常运行中，空压机A、B、C、D为仪用空压机，E、F、G、H为杂用空压机，空压机D和E之间两道手动阀和一道气动阀，正常运行中，两道手动阀开启状态，气动阀关闭状态，当杂用气压力下降或仪用气压力下降，无备用空压机可用时，可将联络气动阀开启，实现杂用气和仪用气联络运行。（2）空压机出口母管之间联络阀的布置方式为：空压机B和C之间有一道联络阀、D和E之间三道阀（包括一个气动阀）、F和G之间一道联络阀、G和H之间一道联络阀、H和除灰空压机出口母管之间一道联络阀。（3）冷干机入口管道均取自于对应的空压机出口母管，仪用冷干机取气自仪用空压机出口母管、杂用冷干机取气自杂用空压机出口母管。（4）仪用压缩空气母管（经过冷干机后的母管）在B和C之间有一道联络阀，正常运行中为全开状态。（5）仪用冷干机A、B、C、D出口至仪用母管的管道均布置有旁路（旁路运行中为关闭状态），为备用仪用管道提供压缩空气，备用仪用空气管道和杂用冷干机出口母管间设置一道联络阀，正常运行为关闭状态，就地已加锁。如图1。（6）仪用冷干机A、B、C、D为冷冻吸附式冷干机，干燥除水效果较好，冷却水为单路水源;杂用冷干机E、F为纯冷冻干燥式冷干机，除水效果较差，运行中尽可能少使用，冷却水为双路水源;杂用冷干机G、H为干燥吸附式冷干机，除水效果较好，无冷却水配置。运行中，将备用冷干機进行隔离，以防影响除水效果。（7）除特殊情况慎用以下联络阀门：主厂房空压机出口母管和除灰空压机出口母管联络，因除灰空压机出口压力低于主厂房空压机出口母管压力，开启后会影响主厂房压缩空气压力。

除灰冷干机出口母管和主厂房仪用空压机出口母管之间联络阀，一方面，如仪用空压机出口母管压力低于除灰压缩空气压力，则向仪用空压机出口母管供汽，造成仪用气压力随除灰压缩空气压力波动。另一方面，如仪用空压机出口母管压力高于除灰压缩空气压力，则仪用空压机向除灰压缩空气供汽，导致未经过冷干机的压缩空气直接进入除灰压缩空气储气罐，造成储气罐温度高、含水大[2]。如图2。

仪用空压机出口母管和仪用母管之间的联络阀，如阀门开启，则空压机出口的压缩空气直接进入仪用压缩空气系统，未经过冷干机的压缩空气直接进入仪用母管，造成仪用气温度高及含水。

3 机组全部运行情况操作调整要求

（1）正常情况保持4台空压机运行，其中仪用空压机和杂用空压机各2台运行，系统故障或参数异常情况除外。（2）DCS画面上仪用空压机和杂用空压机运行台数分别选择“2台”，“联锁”投入。（3）仪用空压机加/卸载压力为：0.76/0.83MPa，杂用空压机其中一台加/卸载压力为：0.76/0.83MPa，另外一台加/卸载压力为：0.74/0.81MPa，备用空压机加/卸载压力为：0.75/0.82MPa，系统运行时，保证一台空压机进行加、卸载。即两台仪用空压机和一台杂用空压机第一运行，另外一台杂用空压机第三运行，其余空压机备用。（4）低参数杂用空压机的选择按照运行杂用空压机的靠后一台进行，即按照E、F、G、H、E、F…的顺序循环进行，如E、F运行则F为第三运行;E、G运行则G为第三运行;E、H运行计入下一循环，即E为第三运行。（5）按照EAM定期工作切换时，杂用空压机（每周一前夜）和仪用空压机（每周六白班）分别按运行时间最长的一台空压机进行切换，切换结束后进行参数设定修改。（6）日常空压机系统需停运配合检修时，也需遵从以上参数设定原则对空压机进行参数修改。

4 单机运行或双机运行情况操作调整要求

（1）正常情况保持3台空压机运行，其中仪用空压机2台运行、杂用空压机1台运行，系统故障或参数异常情况除外。（2）DCS画面上仪用空压机运行台数选择“2台”，杂用空压机运行台数选择“1台”，仪用和杂用空压机分别“联锁”投入。（3）杂用空压机加/卸载压力为：0.76/0.83MPa，仪用空压机其中一台加/卸载压力为：0.76/0.83MPa，另外一台加/卸载压力为：0.74/0.81MPa，备用空压机加/卸载压力为：0.75/0.82MPa，系统运行时，保证一台空压机进行加、卸载。即一台仪用空压机和一台杂用空压机第一运行，另外一台仪用空压机第三运行，其余空压机备用。（4）低参数仪用空压机的选择按照运行仪用空压机的靠后一台进行，即按照A、B、C、D、A、B…的顺序循环进行，如A、B运行则B为第三运行;A、C运行则C为第三运行;A、D运行计入下一循环，即A为第三运行。（5）按照EAM定期工作切换时，杂用空压机（每周一前夜）和仪用空压机（每周六白班）分别按运行时间最长的一台空压机进行切换，切换结束后进行参数设定修改。（6）日常空压机系统需停运配合检修时，也需遵从以上参数设定原则对空压机进行参数修改。

5 联锁保护

（1）第一运行空压机加载/卸载压力为0.76/0.83MPa， 第二运行空压机的加载/卸载压力为0.74/0.81MPa，第三运行空压机的加载/卸载压力为0.73/0.80MPa，备用空压机的加载/卸载压力为0.75/0.82MPa。

（2）油气分离器压差≥0.08MPa，高报警。入口濾网压差≥0.005MPa，高报警。空压机油温≥120℃报警。

（3）空压机排气温度≥66℃报警，80℃跳闸。

（4）空压机机头喷油温度≥100℃报警，110℃跳闸。

（5）空压机出口压力≥1.45MPa报警，1.50MPa跳闸。

（6）备用空压机领先启动顺序，系统默认为A、B、C、D、E、F、A……。

（7）已运行的空压机台数小于选择的运行台数时，备用空压机，按顺序连锁自动，领先启动的备用空压机接收启动指令时，延时10s未运行或空压机闭锁或有故障;按顺序连锁启动第二领先备用空压机。

（8）当仪用压缩空气母管压力低≤0.5MPa，联锁关闭除油过滤器前电动阀，当仪用压缩空气母管压力低≤0.6MPa时，备用空压机，按顺序连锁自动。

6 结论

压缩空气系统正常运行时，空压机出口联络母管上，空压机B、C间，空压机D、E间，空压机F、G间，空压机G、H间手动阀开启。空压机H和除灰空压机出口母管间联络阀关闭，空压机D、E间气动阀关闭。压缩空气系统为仪用气和杂用气分开运行方式，即ABCD为仪用气供气，EFGH为杂用气供气。通过调整空压机出口母管上的阀门，可实现压缩空气系统仪用气、杂用气及除灰空压机系统的联络运行，并可实现多种组合方式[3]。通过冷干机ABCD出口供仪用母管阀门的旁路阀，可实现杂用气和仪用气的互联。针对目前发电机组现状，对于稳定安全生产的操作是有利的。

参考文献

[1] 张静，王伟业，魏唐槐，等.大型钢铁企业压缩空气系统节能措施[J].冶金能源，2019，38（02）：13-14+51.

[2] 李红梅.钢铁企业压缩空气系统能耗分析与节能措施[J].金属材料与冶金工程，2016（03）：57-61.

[3] 彭长虹.火力发电厂压缩空气系统设计探讨[J].四川水利，2013（01）：16-19.