仪用压缩空气净化系统分析与改造方案

摘要分析商丘市河南神火电力公司超高压循环流化床燃煤机组仪用公用气源干燥净化系统在运行、维护中存在的问题,具体分析其工艺过程,并结合实际情况针对性的的制定切实可行的优化改造方案,简要介绍改造方案,论述改造方案的可能性、合理性,对其他行业压缩空气干燥净化系统的设计和改造具有一定的指导作用。

关键词净化系统;分析;改造

中图分类号TH411文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)072-0151-01

河南神火电力公司#1机组采用了东锅440T/h超高压一次中间再热循环流化床机组,配备一座仪用空压机站,主要对整台机组气动执行机构和机组检修时用气供气。仪用空压机站内设4台阿特拉斯GA110-8.5型螺杆式空气压缩机,每台压缩机连接一套有前置过滤器、热干机、后置过滤器组成的干燥净化系统,处理后压缩空气分别进入各自的储气罐,其系统如图1改造前仪用气净化系统:

图1改造前仪用气净化系统

1原有系统存在问题

在长期的运行检修过程中,我们发现仪用压缩空气虽然经过了前置过滤器、热干机、后置过滤器的过滤吸附,但储气罐仍会有大量的凝结水排出。而且前置过滤器、后置过滤器的滤芯的使用寿命也较短,更换时经常发现有破损、变形现象。另外热干机内部干燥剂表面发现有油污存在,经实验这些存在油污的干燥剂已经“中毒”失效。

2原有系统分析

针对该现象,我们具体分析如下:

仪用压缩空气干燥净化过程为:空压机供气(压缩机自身带有空气冷却器和气水分离器)→前置过滤器→热干机→后置过滤器→储气罐→仪用气母管和检修用母管,如图1。

1)空压机:我厂仪用空压机为螺杆式空气压缩机,正常运行时设置加载压力为6.4bar,卸载压力为7.4bar。当管网压力达到工作压力上限时,电磁阀失电,进气阀迅速关闭,空压机停止供气处于卸载状态,此时空压机至储气罐之间的管路无流动的压缩空气通过;而当压力在达到下限时,电磁阀通电,进气阀迅速打开,此时空压机恢复对外供气处于加载运行状态,空压机至储气罐之间的管路有大量的压缩空气通过。2)前置过滤器:在空压机加载过程中,由于有流动的气流通过,过滤器处于工作状态,对流经的压缩空气过滤;而在空压机卸载过程,气流处于停滞状态,过滤器不工作。3)热干机:在空压机加载过程中,压缩气流快速通过干燥剂表面,部分的压缩气流被干燥;在整个卸载过程,滞留在热干机内部的压缩空气被干燥,停留时间越长,干燥效果越好。4)后置过滤器:同前置过滤器。通过上述分析,可以看出,前置过滤器、热干机、后置过滤器的正常工作周期是随空压机的加、卸载而在变化的。空压机卸载时,无气流通过过滤器和热干机,而在空压机加载供气过程,又有大量的压缩气流快速通过。气流的快速流动,一方面会使经过过滤器滤芯的杂质相对增加,加大滤芯的工作负荷;另一方面会使热干机内干燥剂对水分的吸附时间过短,干燥效率下降。而流速的快速变化,一方面会对前置、后置过滤器滤芯造成冲击破坏,严重影响其使用寿命;另一方面会加大干燥剂之间的摩擦,热干机内部生成的粉尘增多,增加下游后置过滤器滤芯的除尘负担。

由于这些原因,导致前(后)置滤芯的过滤能力下降、寿命缩短,热干机的吸附除水效率降低,所以进入储气罐的压缩空气实际上仍然含有大量的水分、油雾、杂质,而这些物质很容易经储气罐进入到管网中。

3改造方案及分析

针对这种情况,根据现有的净化设备,要最大程度的发挥净化作用,我们对此提出改造方案,具体内容为:改变储气罐在系统中的位置,使之位于空压机与净化设备之间。改造方案工艺过程为:空压机→储气罐→前置过滤器→热干机→后置过滤器→仪用气母管和检修用母管。如图2改造后仪用气净化系统:

图2改造后仪用气净化系统

改造后系统说明:

1)储气罐:作为空压机的一个后配置,它继续能发挥其储能、缓冲作用,并储存一定量的空气,使输出气流具有流量连续性和气压稳定性,减少气流的压力脉动。另外储气罐还可提前、有效的发挥其降温、除水、除油的功能。空压机来的湿热压缩空气通过储气罐时,高速的气流撞击到储气罐壁使其产生汇流,在储气罐内使温度快速下,使大量的水蒸气得到液化,从而去除大量的水份及油份,并经罐底排污阀阀排出。2)前置过滤器:由于储气罐缓冲,流经过滤器的气流平稳,过滤器滤芯的过滤性能会大大提高,平稳的气流在一定程度会消除对滤芯的冲击破坏,另外经过储气罐前期的除水、除油,可以减轻滤芯的工作负荷,延长其使用寿命。3)热干机:一方面经储气罐的降温,罐内的压缩空气温度降到最低的环境温度,空气温度越低,容纳的水分就越少,对热干机的干燥负载就越低,干燥剂的干燥能力就越强,因而效率越高。另一方面经过储气罐的缓冲,流入热干机的气流平稳,气流与干燥剂的接触时间增加,干燥能力加强;平稳的气流在热干机内分布均匀,避免沟流产生,吸附干燥剂颗粒之间的摩擦相对改造前会有所减弱,生成的粉尘会相应减少,就不会对进入下游的压缩空气造成二此污染。4)后置过滤器:同前置过滤器一样,进入后置过滤器平稳的气流就不会对滤芯产生的冲击破坏,另外进入的气流含尘量较少,滤芯的工作负荷较小,可以增加滤芯使用时间。

综上所述,改造方案使从空压机来的压缩空气进入储气罐,在储气罐的缓冲、降温、除水、除油作用下,大部分的液态水滴、油滴会沉积在罐底,含有少量油雾的压缩空气在进入前置过滤器,经过其除油再进入到热干机,此时热干机就能很好的吸附压缩空气中多余的水分,从而达到除水的目的,最后经后置过滤器的除尘,干净的压缩空气就可以供给给用户。

4结论

系统优化后,空压机出来的压缩空气首先进入储气罐,在不改变储能的前提下,经过储气罐的缓冲,进入干燥净化系统的气流流量具有连续性、气压具有稳定性,加上储气罐的降温、除水、除油作用,使下游的净化系统更好的发挥其功能,提供高品质的压缩空气。因此,该优化方案是切实可行的,对其它行业相关压缩空气净化系统的设计和改造具有一定的指导意义。

参考文献

[1]宋宝亮.压缩空气净化系统的设计探讨[J].煤炭工程,2006,03.

[2]陈放.国际标准化组织关于压缩空气净化方面的标准化概况[J].压缩机技术,1997,03.

[3]压缩空气站设计规范,GB50029-2003.

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