某火电厂仪用空压机跳闸原因分析及对策研究

李文柱

中核第七研究设计院有限公司 山西太原 030012

仪用压缩空气系统在火电企业生产环节中有着举足轻重的地位。空气压缩机作为该系统的核心设备，其正常工作与否直接关系火电机组能否安全运行，经济效益、社会效益影响显著。

1 过程分析

空压机“第一级温度高跳闸”原因存在以下两种情况：①温度测点故障，保护误动；②温度快速上涨属实，设备运行出现异常。经对该测温元件检查后，确认元件工作正常，保护动作正确。结合现场设备外壳温度升高故障现象，可以确认空压机工作温度异常属实。而造成该现象出现有以下几种可能：①进气量不足；②油系统异常；③机械故障；④工况异常，发生喘振。对进口空气滤网进行检查，排除了误操作及进气滤网脏堵原因。对空压机冷却水系统进行检查，核对阀门状态以及冷却水运行参数，排除了因冷却系统故障造成温度异常上涨。对空压机油系统检查无异常。空压机外观检查无异味、冒烟、异响等明显故障现象。结合空压机工作温度快速上升的事实，设备运行工况发生变化，出现喘振可能性大。

2 某火电厂仪用空压机跳闸优化

余热回收装置为1台空压机配1台换热器，在余热回收装置外部与空压机的油管用304不锈钢进行法兰连接方式的接口对接，并在管道外部设置外护板及保温棉。余热回收装置的出水温度调节采用西门子的比例调节阀实现，对水温进行实时控制，当水温高于设定值时，调节阀可自动增大开度使水温降低，当水温低于设定值时，调节阀可自动减小开度使水温升高。余热回收装置内置集成三通油温控制阀（AMOT），当热量下降至设定值时，可自动旁通避免热量回收过度，以保证空压机稳定运行。在冬季，余热回收装置设定的温度值是25℃，夏季的设定水温值是35℃，出水的温度设定值都是75℃，与此同时额定流量一般选择3m3/min、4.5m3/min。当水温不断升高，出水温度应＞75℃。余热回收装置集成彩色触控屏，在触控屏上实时显示进/出水温及油温，同时可对目标出水温度，水温上限，水温下限，阀门自动初始开启度进行设置，且触控屏上具备历史曲线查询功能。余热回收装置关键参数设置功能应具有对应的密码保护功能，保证操作的安全性，避免出现恶意调节。余热回收装置有两种操作方式：手动控制和自动控制。在实际应用中，余热回收装置将水温从30℃加热至70℃所产生的理论热水量应≥3.39t/h。

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否节能，主要是看单位气量下的动力消耗指标(或单位动力下的产气指标)。前面设备部分已提到设备的能效等级的概念，但个别设备的节能仅仅指设备本身，对于空压机系统，影响节能的因素很多。所以对于火力发电厂的空压机系统，特别是大容量空压机系统，采用统一的系统能效指标来衡量系统的节能是非常有必要的。系统能效作为有一定超前性的指标，能够比较直观地衡量系统的节能性，其与设备初投资和全寿命期优等标准所侧重的方面不同，因为设备价格、检修维护价格等是动态的，随技术进步长期来说是不断降低的，而能源价格长期是不断上涨的，故能效指标在全寿命期优的各种指标中更具有前瞻性，其重要性是不断增加的。目前来看，在空压机系统中设备初投资仅占全寿命期投资的10%左右，而系统运行费用所占的比重在85%以上，故系统能效与全寿命期优有高度的符合性，即系统能效的高低基本反应了全寿命期经济性的情况。目前空压机行业的空压机站能效标准正在制订之中，推荐按综合输功效率标准来判断空压机站的节能水平，但其中热能回收占很大比例，不能较好地反映当前火电厂空压机站的实际情况。故在现阶段我们暂不采用综合输功效率，系统能效仍然参照空压机设备的能效表示方法，即采用系统比功率：产出的有效气量和输入功率的比。为排除空压机进口调节阀或放空阀卡涩，造成进气调节阀不能在系统用气量减少压力升高时同步关小；或者放空阀不能及时打开，须再次启动A空压机进行验证。在排气压力上升同时，发现进气调节阀并没有关小或者开启放空阀，为避免空压机再次跳闸，立即开启系统内缓冲罐底部放水阀，进行适当放气，降低系统压力，维持空压机稳定运行。由此可推断，空压机喘振属外因系统压力升高造成。但是，采取系统放气措施，不但会造成工质浪费，而且还会产生噪音，有悖于节能降耗大趋势，只能作为临时应急手段。

4 空压机改造需求

空压机运行中由于自身功率较大，启动方式通常是使用空载条件，启动空压机的启动和卸载都是在瞬间状态下完成的，所以空压机在启动的瞬间电流会是普通电流的几倍，对空压机进行加载和卸载时会产生很大的冲击作用，从而对电源造成损害，浪费建立能源。空压机的运行方式对空压机的设备会造成冲击，从而产生磨损问题，缩短空压机的使用寿命。传统的空压机并不具备调节能力，只要达到输出功率，电动机在运行的过程中就会频繁启动，这样一来就会浪费大量的电能。通过使用变频节能技术，能够调节空压机的运行功率，在调节速度和软启动都能够发挥出良好的优势，降低空压机在启动过程中造成的损坏和电流增加问题，从而达到节能效果。另外变频节能技术能够通过调节空压机的运行功率，保证空压机在运行时输出压力小，有效的降低电机的速度，减少传统空压机中不断加载和降载的环节，减少不必要的电能浪费，提高了空压机的运行效率，保证空压机公务器系统处于稳定状态，达到节能效果有效的解决空压机电能浪费问题。

5 结语

火力发电厂中传统的螺杆式空压机运行中存在很大程度的能源浪费，在原有的基础上加装余热回收系统用于对生活水的加热，将空压机产生的大量热能进行回收，并通过加热后的生活水用于其他需要加热的系统中如SCR液氨蒸发器汽化加热、汽机凝汽器的凝补水加热等，可减少系统能量的浪费，可节约标准煤501.198t/年。在空压机余热得以利用的同时也消减了原系统冷却水的水量，节省了闭冷水系统的电耗和水耗，具有良好的经济效益和社会效益。