电厂压缩空气系统节能改造及经济性分析

第３６卷第５期　２０１４年５月　华电技术　Ｈｕａｄｉａｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖ０１．３６　Ｎｏ．５　Ｍａｖ．２０１４　电厂压缩空气系统节能改造及经济性分析　刘涛，程峰　（山西漳山发电有限责任公司，山西长治０４６０２１）　摘要：某发电厂压缩空气系统存在能耗浪费的问题，在保证压缩空气系统安全性和可靠性的前提下，对压缩空气系统　进行了节能改造。系统改造后，可大幅降低能耗，提升经济效益。　关键词：压缩空气系统；能耗浪费；节能改造；经济性分析；对比　中图分类号：ＴＨ　４５：ＴＭ　６２１　文献标志码：Ｂ　文章编号：１６７４—１９５ｌ（２０１４）０５—００７４—０２　１　问题的提出　发电厂压缩空气系统主要为自动控制设备仪表　提供动力（仪用压缩空气）、为气力除灰提供输送动　力（输灰压缩空气）以及为其他用户提供冷却或吹　扫介质（杂用压缩空气）。压缩空气系统主要依赖　空气压缩设备消耗电能做功而产生压缩空气，在此　案，项目进入审批、合同招标阶段。２０１２年９月，进　入施工阶段。２０１３年２月，开始变频器调试，２０１３　年４月，２台变频器调试完毕，正式投入运行。　此次压缩空气系统改造可分为变频调节、仪表　用气与输灰用气分压调节和空压机群专家节能控制　等３个改造项目。　２．１变频调节　过程中，系统能耗较高，是较为昂贵的工艺系统。因　此，在保证压缩空气系统安全可靠的前提下，改进和　提升系统设备控制模式，辅以必要的系统改造，就可　二期压缩空气系统增加２台变频器，根据输灰　母管压力设定值调整变频器转速，以调节输灰系统　压力。２台变频器采用１拖２方式分别接带　０５，　大幅降低能耗，提升效益。　某发电厂二期２×６ＯＯＭＷ机组共设置１３台喷油　螺杆式空气压缩机（以下简称空压机），正常运行方式　０８空压机，其中，　０５与　０７空压机，　０６与　０８空　压机不能同时选择变频方式。　２．２仪表用气与输灰用气分压调节　为５台运行，８台备用；除灰输送用气后处理设备为８　套带２级过滤装置的组合式干燥器；仪表用气后处理　仪表用气和输灰用气母管上加装１个气动溢流　调节阀，在维持仪表用气压力的同时，多余的压缩空　气溢流至输灰用气系统，实现仪表、输灰用气分压方　式运行。　２．３　空压机群专家节能控制　设备为２套带３级过滤装置的组合式干燥器；储气罐　容量为２０ｉｎ　，除灰用气用８个，仪表用气用３个。输　灰系统采用正压输灰方案，把干灰从发电厂内输送到　灰场边上的灰库中，输送距离为１　５００　ｍ。输灰工艺需　求压力为０．５０　ＭＰａ，仪表用压力为０．５５　ＭＰａ。　由于输灰管线较长，在实际运行中，压缩空气管　网压力受输灰因素的影响，波动较大，压力在０．４８～　０．７６ＭＰａ间波动，空压机加、卸载频繁，为了避免电动　机频繁启、停，取消了空压机自动启、停功能，由运行　人员根据管网压力手动操作。　为了解决空压机存在的能耗浪费问题，同时减　空压机群专家节能控制系统是根据仪表用气系　统设定压力、空压机群运行时间等配置信息，自动　启、停所选空压机（间隔１５　ｍｉｎ，压力仍低于设定值，　启动下一台设备）来稳定系统压力在设定的范围　内，在确保压缩空气品质的前提下，以达到降低空压　机群运行能耗之目的。　二期压缩空气系统节能改造后，采用仪表用气　和输灰用气母管分开调节的运行方式。为使一期压　缩空气系统参与节能调节，在满足工艺系统设备安　少运行人员的操作量，该发电厂决定对二期压缩空　气系统实施节能技术改造。　２技术改造方案的实施　２０１０年年初，该电厂提出了二期压缩空气系统　全、运行需求的前提下，保证仪表用气压力，降低输　灰用气压力，最大限度地降低空压机群运行能耗，可　保持一期、二期压缩空气系统连通运行。压缩空气　一节能改造的设想。２０１２年１月，正式确定改造方　收稿日期：２０１３—１２—２３；修回日期：２０１４—０４—１２　系统仪表用气和输灰用气分压运行后，仪表用气由　期的　５～　８空压机、二期的　１１～　１３空压机供　０ｌ～　１０空压机供气。２台变频器投入，正常保持　气；输灰用气由一期的　１～　４空压机和二期的　第５期　刘涛，等：电厂压缩空气系统节能改造及经济性分析　・７５・　二期　０５（或　０７）空压机、　０６（或　０８）空压机变频　方式连续运行，二期　１１～　１３空压机２运１备；根　据系统压力情况，一期仪表用气、输灰用气分别选择　１台或２台空压机运行。　变化情况，特选取机组运行方式基本相同的２个月　份（２０１２年１１月和２０１３年５月）进行对比，２个月　份均为３台机组运行，对比结果见表１～表３。　３．１耗电率分析　３压缩空气系统改造前、后的能耗对比　为了尽可能客观反映改造前、后空压机的能耗　改造后，全厂除灰空压机耗电率下降０．０１３％，下　降并不明显，主要原因是耗电率受发电量的影响较大，　因此，耗电率不能客观反映此次改造的节能效果。　表１一期空压机能耗对比　３．２单耗分析　对比并不明显，不能客观反映改造效果。空压机能　耗受环境温度、人炉煤灰分等的影响较大，不同工况　下能耗水平相应发生变化。同时，空压机耗气量受　检修、技改、系统设备保养、工程建设等用气量的影　响较大，对客观准确的评估造成一定困难。改造后，　压缩空气系统压力明显趋于稳定，波动幅度减小，运　行人员操作量减少，系统运行良好，后期维护费用有　所降低。　（本文责编：王书平）　作者简介：　改造后，全厂除灰空压机每吨煤单耗下降　０．４１８　ｋＷ・ｈｏ若按年利用小时为５　０００　ｈ、煤耗３４５　ｇ／（ｋＷ・ｈ）、原煤热值２０　０１６　ｋＪ／ｋｇ测算，则年耗原　煤量可达４５２．８１万ｔ。　改造后年节电量：０．４１８÷１　０００×４５２．８１×　１　０００＝１　８９２．７（ＭＷ・ｈ）。　４经济性分析　改造后年节电量１　８９２．７　ＭＷ・ｈ，折合费用为　７４．５２万元。该项目总投资１２７．２万元，则用１．７１　年即可收回投资。　刘涛（１９７９一），男，山西长治人，值长，工程师，从事发电　厂运行及管理方面的工作（Ｅ—ｍａｉｌ：ｌｉｕｔａｏ＠ｚｓｅｐｏｗｅｒ．ｃｏｍ．（３１１）。　程峰（１９７８一），男，山西长治人，节能主管，工程师，从　事发电厂节能管理方面的工作。　５　结论　空压机耗电率受发电量的影响较大，改造前、后