無熱再生組合干燥機節能優化改造

葉阿曲 蔣鋒

摘要：針對無熱再生組合干燥機再生耗氣量大、吸附塔進出口氣動薄膜閥故障率高等問題，本文以國能（福州）熱電有限公司無熱再生組合干燥機節能優化改造為例，介紹了項目改造的必要性、改造思路以及改造后的效益評價，說明了企業可通過自主創新等手段來實現企業可持續發展、增收節支。

關鍵詞：再生組合干燥機;無熱;節能;改造

1. 引言

在火力發電廠里，高壓能壓縮空氣系統是不可或缺的公共系統，其主要作用為：用于提供生產檢修、聲波吹灰器運行用氣，用于提供除灰輸灰設備物料輸送用氣，用于提供主機、化學、脫硫脫硝和除灰除渣等系統自動化控制設備及儀器儀表所需的啟氣、運行用氣。目前，在大多數電廠中，再生組合干燥機采用的是無熱再生式，其具有吸附再生循環時間短、耗氣量大、故障率高等缺點。因此，本文針對此類問題，結合國能（福州）熱電有限公司（以下簡稱“福州公司”）的無熱再生組合干燥機節能優化改造案例，進行拋磚引玉。

2. 設備介紹

福州公司一期2×600MW燃煤發電機組的主廠房空壓機站由4臺上海英格索蘭壓縮機有限公司（IngersollRand）生產的SSR-M250型螺桿式空壓機（容積流量42.5Nm3/min、額定排氣壓力0.85MPa）和3臺杭州山立凈化設備有限公司生產的SLAD-42MZ型組合式干燥機（空氣處理量42Nm3/min、工作壓力1.0MPa、功率8.5kW）組成。組合式干燥機為空壓機出口壓縮空氣的后處理裝置，用于對低品質的壓縮空氣進行除雜除油脫水處理，以達到生產所需。

3. ?無熱再生組合干燥機節能優化改造可行性分析

3.1 無熱再生組合干燥機存在的問題

福州公司現場組合式干燥機吸附塔采用兩臺，即一臺吸附，另一臺進行再生，壓縮空氣交替流經兩臺吸附塔，當其中一臺吸附塔在高分壓（工作壓力）的狀態下，干燥劑吸收大量的水份，而另一臺吸附塔則由再生氣管道通入干燥的低壓氣體，解析干燥劑吸收的水份?，F場設定的吸附和再生循環時間為5min，即吸附時間5min，再生時間4min，中間緩沖時間1min。該種型號的組合式干燥機缺點為：耗氣量大，約占干燥機總處理空氣量的14%，導致有效供氣量僅為86%;吸附再生時間切換頻繁，容易發生電磁閥或氣動薄膜閥故障導致干燥機大量漏氣，從而引起儀用壓縮空氣系統壓力異常突降等安全問題發生。

3.2無熱再生組合干燥機節能優化改造方案

（1）吸附塔進出口氣動薄膜閥進行升級優化改造

福州公司現場吸附塔進出口氣動薄膜閥（DN80）為常規的常關、常開式氣動薄膜閥，未設開關位反饋報警功能，一旦這些閥門其中一個出現薄膜破損、卡澀或拒動，儀用壓縮空氣系統將會出現大量漏氣，嚴重的將導致系統壓力突降，從而大大降低了系統的安全可靠性，且無法及時提示運行監盤人員做出最快的判斷處理。為了杜絕此類事故發生，本次改造對這4臺閥門進行升級優化改造，即將吸附塔進出口氣動薄膜閥用活塞式氣動常關（常閉）蝶閥進行替代，同時增加閥門開關位反饋報警功能。

（2）再生系統進行節能優化改造

福州公司現場組合式干燥機再生型式是通過一根DN25的管道將經吸附塔干燥處理后的壓縮空氣反吹再生吸附塔內的氧化鋁干燥劑，后排放到大氣中。這種運行方式不僅浪費了大量的高品質合格儀用壓縮空氣，同時吸附再生頻繁切換運行模式還大大增加了設備故障頻率，降低了儀用壓縮空氣系統的運行的安全可靠性。

為了節約高品質合格儀用壓縮空氣的使用量，優化再生系統運行模式，本次改造在吸附塔入口加裝電加熱器，以提高吸附塔干燥儀用氣的入口溫度，從而減少高品質儀用壓縮空氣耗氣量，節約空壓機加載運行功耗，同時為延長吸附再生循環時間創造可行條件。改造前后的再生部分的流程圖見圖1、2。

具體方案為：在再生壓縮空氣母管加裝一個12kW的電加熱器，在吸附塔入口加裝溫度測量裝置。當溫度≤110℃時，電加熱器投入運行;當溫度≥150℃時，電加熱器退出;當溫度≥220℃，系統發出報警。吸附時間120min，再生時間118min，中間緩沖時間2min，其中電加熱器加熱時間為45min。

4. 無熱再生組合干燥機節能優化改造改造成果及效益分析

4.1無熱再生組合干燥機節能優化改造成果

無熱再生組合干燥機節能優化改造后，可保證儀用壓縮空氣系統安全穩定運行，杜絕干燥機本體設計缺陷導致的儀用壓縮空氣系統母管壓力突降的異常發生，節約大量高品質儀用壓縮空氣用于再生干燥劑的損耗。

4.2 無熱再生組合干燥機節能優化改造效益分析

福州公司每臺干燥機處理能力為42Nm3/min，改造后可減少吸附塔再生切換導致的放氣次數為23次/120min，吸附塔容積為0.58m3，則一天內可減少壓縮空氣排放損失為23×0.58×12=160m3/天，即可節約空壓機的加載電耗約為160/（42.5×24）×250×24=941.2kWh/天，而加熱器每天會增加電耗為12×12=144kWh/天，由此，每天每臺干燥機可節約電耗797.2kWh/天，福州公司儀用氣系統有3臺組合式干燥器，2用1備，每年可節省電耗約797.2×2×300=478320kWh（每年按300天連續運行），經濟效益每年可節支478320×0.4=19.13萬元以上（電費為0.4元/kWh）。

5.結論

福州公司通過自身自主攻關創新改造，本項目于2017年下半年成功進行無熱再生組合干燥機節能優化改造，有效提高了儀用壓縮空氣系統運行的安全穩定性，同時也帶來了一定的節能收益，為發電企業在節能降耗、瘦身健體、提質增效等建設方面貢獻一份力量。

參考文獻：

[1]施愛陽等.火力發電廠壓縮空氣系統的設計優化[J].東方電氣評論，2014，28（112）：46-47.