空壓機系統節能設計方案之實例
作者:市場部 來源:赫渤壓縮機（上海）有限公司 時間:2024-03-29 瀏覽次數：1
以某電廠為例，通過大容量壓縮空氣系統優化的典型案例比較，說明經過優化后的節能效果。該電廠為2×600 MW 循環流化床鍋爐(circulating fluidized bed boiler, CFB) 機組， 四爐兩機，全廠采用集中空壓機站。
當地1996年～2007年主要氣象資料平均值見表1
經過除灰、熱控、熱機等專業統計，全廠需要的壓縮空氣用量見表2。
全廠耗氣量合計為580Nm3/min， 考慮到后處理選用組合式干燥機，在壓力露點為-20℃時再生耗氣量為4%，用氣點壓縮余量修正后的標準容積流量Qe為：
Qe =580×(1+4%)= 603.2 Nm3/min
根據全廠耗氣量合計，計算空壓機自由出風量【Free Air Delivery， FAD，指經過壓縮機壓縮后的空氣體積以入氣口的自由空氣狀況( 溫度，壓力，濕度等) 來表示】：
Qfad＝(PN/P)×[(273＋t)/(273＋tN)]×Qe
式中：
Qfad為空壓機FAD流量(m3/min)；
PN為標準大氣壓，絕對壓力(MPa)，取0.1013；
P為空壓機工作環境壓力，絕對壓力(MPa)，忽略空氣中水蒸氣分壓，近似取當地大氣壓0.1013；
t為空壓機工作環境溫度(℃ )，取40.7；tN為標準狀態溫度(℃ )，取0；
Qe為用氣點壓縮余量修正后的標準容積流量(Nm3/min)，計算得603.2。
將數值代入，計算得Qfad＝693m3/min。
原設計方案按全廠集中方案擬定，采用同容量，同型號空壓機。設備配置見表3。
優化設計方案采用高低壓分開方案，高壓空壓機部分采用噴油螺桿式空壓機，低壓空壓機部分推薦采用低壓離心式空壓機＋低壓螺桿式空壓機組合的方案。通過計算， 低壓空壓機出口壓力選用0.55MPa ；后處理設備選用零氣耗鼓風外加熱干燥機和零氣耗壓縮外加熱干燥機；經過流量修正計算，空壓機的FAD選型流量降低。
根據公式(1) 高壓部分FAD流量計算結果為：75m3/min。
低壓部分FAD流量計算結果為：595m3/min。優化后的方案配置見表4。
本案例中，優化后的系統綜合比功率降低了1.73kW/(m3/min)，年運行電費節約270萬元( 約占原設計方案年運行電費的28％ )，優化成果顯著，詳見圖2。
雖然初投資有所增加，但優化設計方案的全壽命期總價仍比原設計方案節約25%左右。
本文的案例表明，優化后的系統節能效果顯著。對于大容量空壓機站的節能設計可采用如下方法：
1) 當火電廠低壓耗氣量超過300Nm3/min時，空壓機站系統推薦按高、低壓壓縮空氣系統分流設計，儀用氣系統采用高壓螺桿機，輸送用氣系統采用低壓離心＋低壓螺桿機供氣的方案。
2) 空壓機設備合理選型，選擇能效等級高、比功率較低的空壓機產品。
3) 后處理設備優化配置，根據壓力露點需求選用零氣耗或低氣耗的后處理設備。
4) 除了單個設備選擇節能產品，同時要滿足系統能效高的要求。
5) 宜對系統及管網進行精確計算，滿足系統在穩定負荷以及負荷波動情況下的控制要求。
6) 有條件的可對空壓機站的余熱回收利用。
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