600MW火電機(jī)組空壓機(jī)頻繁加/卸載故障原因分析與治理

牛卓

大唐華中電力試驗(yàn)研究所

摘要：本文就空壓機(jī)頻繁加/卸載的問(wèn)題進(jìn)行分析研究，提出了解決問(wèn)題的改進(jìn)措施。處理效果表明該措施是合理、有效的。

關(guān)鍵詞：空壓機(jī)；吸附式干燥機(jī)；加/卸載；故障；治理

0 引言

河南神火發(fā)電有限公司1×600MW超臨界機(jī)組工程壓縮空氣系統(tǒng)布置了四臺(tái)深圳壽力亞洲實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的LS系列的固定式螺桿空壓機(jī)和四臺(tái)杭州山立凈化設(shè)備有限公司生產(chǎn)的SLAD系列組合式低露點(diǎn)壓縮空氣干燥機(jī)的制氣裝置。機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)兩套制氣裝置運(yùn)行、一套備用、一套供檢修用，儲(chǔ)氣罐為四臺(tái)45m3儲(chǔ)氣罐，分別對(duì)應(yīng)四套制氣裝置。圖一為其系統(tǒng)示意圖。

圖一 壓縮空氣系統(tǒng)示意圖

本文就該系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的空壓機(jī)頻繁加/卸載的問(wèn)題進(jìn)行了分析研究，采取了對(duì)應(yīng)的改進(jìn)措施，解決了空壓機(jī)頻繁加/卸載的問(wèn)題。

1 空壓機(jī)頻繁加/卸載的現(xiàn)象

2011年10月6日試運(yùn)行空壓機(jī)系統(tǒng)，調(diào)試人員下令啟動(dòng)#1空壓機(jī)及其對(duì)應(yīng)的#1組合式干燥機(jī)制氣，打開(kāi)儲(chǔ)氣罐入口閥門(mén)、關(guān)閉儲(chǔ)氣罐出口閥門(mén)，使儲(chǔ)氣罐充氣升壓。在儲(chǔ)氣罐升壓過(guò)程中，空壓機(jī)一直處于加載狀態(tài)，電流為30A左右。當(dāng)空壓機(jī)出口壓力升至0.8 MPa時(shí)，停止加載即卸載（壓力帶設(shè)置為0.7～0.8 MPa，空壓機(jī)出口壓力低于0.7 MPa時(shí)，聯(lián)動(dòng)加載，高于0.8 MPa時(shí)，聯(lián)動(dòng)卸載，空壓機(jī)在壓力帶范圍內(nèi)維持空載），由于空壓機(jī)與儲(chǔ)氣罐之間有干燥機(jī)的阻力，此時(shí)儲(chǔ)氣罐顯示的壓力為0.74MPa?？蛰d狀態(tài)，空壓機(jī)電流為15A左右。此時(shí)出現(xiàn)了空壓機(jī)開(kāi)始頻繁加/卸載的現(xiàn)象，一分鐘內(nèi)加/卸載2～3次，并且加載或卸載的時(shí)間都很短，大約10s左右。然而儲(chǔ)氣罐的壓力卻從未降至0.7 MP，空壓機(jī)加/卸載與干燥機(jī)之后的系統(tǒng)壓力不再有關(guān)系。加/卸載過(guò)程中，空壓機(jī)電流在15～30A來(lái)回波動(dòng)，而此時(shí)的儲(chǔ)氣罐壓力在0.74 MPa左右，波動(dòng)很小。

空壓機(jī)頻繁加/卸載，不僅會(huì)使驅(qū)動(dòng)空壓機(jī)的電動(dòng)機(jī)頻繁地受到啟動(dòng)沖擊，而且也會(huì)造成空壓機(jī)本體及附屬電磁閥等部件的頻繁動(dòng)作，影響各元件的壽命，甚至?xí)绊憴C(jī)組的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

2 原因分析

引起空壓機(jī)頻繁加/卸載的直接原因是空壓機(jī)出口的壓力有很大幅度的波動(dòng)（聯(lián)動(dòng)加/卸載的壓力變送器位于空壓機(jī)出口處），波動(dòng)范圍超出空壓機(jī)所設(shè)置的加/卸載的壓力帶。由于儲(chǔ)氣罐的壓力比較穩(wěn)定，在0.7 MPa以上，是不會(huì)引起空壓機(jī)頻繁加/卸載的。并且，在空壓機(jī)加/卸載過(guò)程中，組合式干燥機(jī)的儀表顯示其入口壓力及吸附塔內(nèi)部的壓力也在0.7～0.8 MPa之間與空壓機(jī)出口壓力同步波動(dòng)。這樣，引起空壓機(jī)頻繁加卸載的系統(tǒng)范圍縮小在空壓機(jī)出口至組合式干燥機(jī)出口逆止閥之前的系統(tǒng)。

分析此空壓機(jī)系統(tǒng)壓力波動(dòng)現(xiàn)象，其可能原因有四個(gè)：一是空壓機(jī)出口的壓力變送器故障、測(cè)量不準(zhǔn)確；二是空壓機(jī)卸載后壓縮空氣倒流入空壓機(jī)引起壓力下降；三是空壓機(jī)至組合式干燥機(jī)之間的管道存在泄漏；四是組合式干燥機(jī)存在漏氣造成壓力下降。

首先排除了空壓機(jī)至干燥機(jī)之間的管道泄漏；其次排除了空壓機(jī)出口的壓力變送器異常，因?yàn)樵摽諌簷C(jī)出廠時(shí)壓力變送器校驗(yàn)合格；第三，空壓機(jī)出口設(shè)置有逆止閥，當(dāng)空壓機(jī)卸載時(shí)，可防止空壓機(jī)出口之后的壓縮空氣倒流入空壓機(jī)。另外，啟動(dòng)其它空壓機(jī)系統(tǒng)時(shí)也出現(xiàn)頻繁加/卸載的現(xiàn)象。這樣，引起空壓機(jī)頻繁加/卸載的原因集中于組合式干燥機(jī)裝置，而在該裝置中排除泄漏后唯一能改變系統(tǒng)壓力的是組合式干燥機(jī)中的無(wú)熱再生吸附式干燥機(jī)的再生排氣。

3 無(wú)熱再生吸附式干燥機(jī)的工作原理

SLAD系列組合式低露點(diǎn)壓縮空氣干燥機(jī)是以冷凍式壓縮空氣干燥機(jī)作前級(jí)進(jìn)行干燥，以無(wú)熱再生吸附式壓縮空氣干燥機(jī)作為后級(jí)，進(jìn)行精干燥。冷凍式干燥機(jī)是根據(jù)冷凍除濕原理，將壓縮空氣強(qiáng)制通過(guò)蒸發(fā)器進(jìn)行熱交換而降溫，使壓縮空氣中氣態(tài)的水和油經(jīng)過(guò)等壓冷卻，凝結(jié)成液態(tài)的水和油，并夾帶塵埃，通過(guò)自動(dòng)排水器排出系統(tǒng)外。此后，濕量很低的壓縮空氣進(jìn)入吸附筒內(nèi)被進(jìn)一步干燥除濕，從而獲得深度干燥的無(wú)水無(wú)油的高純度的壓縮空氣滿足用氣的需要。

無(wú)熱再生吸附式壓縮空氣干燥機(jī)是一種利用多孔性固體物質(zhì)表面的分子力來(lái)吸取氣體中的水份，從而獲得較低露點(diǎn)溫度、更干燥、潔凈氣體的凈化設(shè)備。根據(jù)變壓吸附原理（PSA），利用干燥劑表面與空氣中水蒸汽分壓取得平衡的特性，將空氣中的水分吸附，從而達(dá)到去除壓縮空氣中水份的目的。圖二是該系統(tǒng)的無(wú)熱再生吸附干燥機(jī)的原理圖。該干燥機(jī)為雙塔結(jié)構(gòu)，當(dāng)壓縮空氣流經(jīng)一個(gè)塔被干燥時(shí)，另一個(gè)塔則通以微量干燥壓縮空氣，采用降壓、吹洗的方法，使已經(jīng)吸附了水份的干燥劑進(jìn)行解吸再生，即干燥劑解吸并將水份排出機(jī)外。雙塔交替連續(xù)工作輸出干燥潔凈的壓縮空氣。

圖二 無(wú)熱再生吸附干燥機(jī)的原理示意圖

無(wú)熱再生吸附式干燥機(jī)采用PC程序控制器控制兩塔交替吸附再生?？刂破靼搭A(yù)先設(shè)定的時(shí)間次序?qū)M(jìn)氣閥和再生排氣閥實(shí)行開(kāi)、關(guān)，使雙塔進(jìn)行周而復(fù)始的有序工作。無(wú)熱再生吸附式干燥機(jī)參數(shù)的常規(guī)設(shè)置為：吸附時(shí)間t1=5min，均壓時(shí)間t4=5sec，延時(shí)再生時(shí)間t2=5sec，再生時(shí)間t3=4min。

圖三 吸附、再生動(dòng)作時(shí)序圖

表一 吸附、再生動(dòng)作時(shí)序圖說(shuō)明

OA段 AB段 BC段 CO段 OA段 AB段 BC段 CO段

A塔 吸附 靜止 再生 均壓 吸附

B塔 靜止 再生 均壓 吸附 吸附

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