摘要分析商丘市河南神火電力公司超高壓循環流化床燃煤機組儀用公用氣源干燥凈化系統在運行、維護中存在的問題,具體分析其工藝過程,并結合實際情況針對性的的制定切實可行的優化改造方案,簡要介紹改造方案,論述改造方案的可能性、合理性,對其他行業壓縮空氣干燥凈化系統的設計和改造具有一定的指導作用。

關鍵詞凈化系統;分析;改造

中圖分類號TH411文獻標識碼A文章編號1673-9671-(2010)072-0151-01

河南神火電力公司#1機組采用了東鍋440T/h超高壓一次中間再熱循環流化床機組,配備一座儀用空壓機站,主要對整臺機組氣動執行機構和機組檢修時用氣供氣。儀用空壓機站內設4臺阿特拉斯GA110-8.5型螺桿式空氣壓縮機,每臺壓縮機連接一套有前置過濾器、熱干機、后置過濾器組成的干燥凈化系統,處理后壓縮空氣分別進入各自的儲氣罐,其系統如圖1改造前儀用氣凈化系統:

圖1改造前儀用氣凈化系統

1原有系統存在問題

在長期的運行檢修過程中,我們發現儀用壓縮空氣雖然經過了前置過濾器、熱干機、后置過濾器的過濾吸附,但儲氣罐仍會有大量的凝結水排出。而且前置過濾器、后置過濾器的濾芯的使用壽命也較短,更換時經常發現有破損、變形現象。另外熱干機內部干燥劑表面發現有油污存在,經實驗這些存在油污的干燥劑已經“中毒”失效。

2原有系統分析

針對該現象,我們具體分析如下:

儀用壓縮空氣干燥凈化過程為:空壓機供氣(壓縮機自身帶有空氣冷卻器和氣水分離器)→前置過濾器→熱干機→后置過濾器→儲氣罐→儀用氣母管和檢修用母管,如圖1。

1)空壓機:我廠儀用空壓機為螺桿式空氣壓縮機,正常運行時設置加載壓力為6.4bar,卸載壓力為7.4bar。當管網壓力達到工作壓力上限時,電磁閥失電,進氣閥迅速關閉,空壓機停止供氣處于卸載狀態,此時空壓機至儲氣罐之間的管路無流動的壓縮空氣通過;而當壓力在達到下限時,電磁閥通電,進氣閥迅速打開,此時空壓機恢復對外供氣處于加載運行狀態,空壓機至儲氣罐之間的管路有大量的壓縮空氣通過。2)前置過濾器:在空壓機加載過程中,由于有流動的氣流通過,過濾器處于工作狀態,對流經的壓縮空氣過濾;而在空壓機卸載過程,氣流處于停滯狀態,過濾器不工作。3)熱干機:在空壓機加載過程中,壓縮氣流快速通過干燥劑表面,部分的壓縮氣流被干燥;在整個卸載過程,滯留在熱干機內部的壓縮空氣被干燥,停留時間越長,干燥效果越好。4)后置過濾器:同前置過濾器。通過上述分析,可以看出,前置過濾器、熱干機、后置過濾器的正常工作周期是隨空壓機的加、卸載而在變化的。空壓機卸載時,無氣流通過過濾器和熱干機,而在空壓機加載供氣過程,又有大量的壓縮氣流快速通過。氣流的快速流動,一方面會使經過過濾器濾芯的雜質相對增加,加大濾芯的工作負荷;另一方面會使熱干機內干燥劑對水分的吸附時間過短,干燥效率下降。而流速的快速變化,一方面會對前置、后置過濾器濾芯造成沖擊破壞,嚴重影響其使用壽命;另一方面會加大干燥劑之間的摩擦,熱干機內部生成的粉塵增多,增加下游后置過濾器濾芯的除塵負擔。

由于這些原因,導致前(后)置濾芯的過濾能力下降、壽命縮短,熱干機的吸附除水效率降低,所以進入儲氣罐的壓縮空氣實際上仍然含有大量的水分、油霧、雜質,而這些物質很容易經儲氣罐進入到管網中。

3改造方案及分析

針對這種情況,根據現有的凈化設備,要最大程度的發揮凈化作用,我們對此提出改造方案,具體內容為:改變儲氣罐在系統中的位置,使之位于空壓機與凈化設備之間。改造方案工藝過程為:空壓機→儲氣罐→前置過濾器→熱干機→后置過濾器→儀用氣母管和檢修用母管。如圖2改造后儀用氣凈化系統:

圖2改造后儀用氣凈化系統

改造后系統說明:

1)儲氣罐:作為空壓機的一個后配置,它繼續能發揮其儲能、緩沖作用,并儲存一定量的空氣,使輸出氣流具有流量連續性和氣壓穩定性,減少氣流的壓力脈動。另外儲氣罐還可提前、有效的發揮其降溫、除水、除油的功能。空壓機來的濕熱壓縮空氣通過儲氣罐時,高速的氣流撞擊到儲氣罐壁使其產生匯流,在儲氣罐內使溫度快速下,使大量的水蒸氣得到液化,從而去除大量的水份及油份,并經罐底排污閥閥排出。2)前置過濾器:由于儲氣罐緩沖,流經過濾器的氣流平穩,過濾器濾芯的過濾性能會大大提高,平穩的氣流在一定程度會消除對濾芯的沖擊破壞,另外經過儲氣罐前期的除水、除油,可以減輕濾芯的工作負荷,延長其使用壽命。3)熱干機:一方面經儲氣罐的降溫,罐內的壓縮空氣溫度降到最低的環境溫度,空氣溫度越低,容納的水分就越少,對熱干機的干燥負載就越低,干燥劑的干燥能力就越強,因而效率越高。另一方面經過儲氣罐的緩沖,流入熱干機的氣流平穩,氣流與干燥劑的接觸時間增加,干燥能力加強;平穩的氣流在熱干機內分布均勻,避免溝流產生,吸附干燥劑顆粒之間的摩擦相對改造前會有所減弱,生成的粉塵會相應減少,就不會對進入下游的壓縮空氣造成二此污染。4)后置過濾器:同前置過濾器一樣,進入后置過濾器平穩的氣流就不會對濾芯產生的沖擊破壞,另外進入的氣流含塵量較少,濾芯的工作負荷較小,可以增加濾芯使用時間。

綜上所述,改造方案使從空壓機來的壓縮空氣進入儲氣罐,在儲氣罐的緩沖、降溫、除水、除油作用下,大部分的液態水滴、油滴會沉積在罐底,含有少量油霧的壓縮空氣在進入前置過濾器,經過其除油再進入到熱干機,此時熱干機就能很好的吸附壓縮空氣中多余的水分,從而達到除水的目的,最后經后置過濾器的除塵,干凈的壓縮空氣就可以供給給用戶。

4結論

系統優化后,空壓機出來的壓縮空氣首先進入儲氣罐,在不改變儲能的前提下,經過儲氣罐的緩沖,進入干燥凈化系統的氣流流量具有連續性、氣壓具有穩定性,加上儲氣罐的降溫、除水、除油作用,使下游的凈化系統更好的發揮其功能,提供高品質的壓縮空氣。因此,該優化方案是切實可行的,對其它行業相關壓縮空氣凈化系統的設計和改造具有一定的指導意義。

參考文獻

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