空壓機系統(tǒng)節(jié)能設(shè)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(shù)：1
空壓機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計實例
以某電廠為例，通過大容量壓縮空氣系統(tǒng)優(yōu)化的典型案例比較，說明經(jīng)過優(yōu)化后的節(jié)能效果。該電廠為2×600 MW 循環(huán)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?shù)?996年～2007年主要氣象資料平均值見表1
經(jīng)過除灰、熱控、熱機等專業(yè)統(tǒng)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(jù)全廠耗氣量合計，計算空壓機自由出風量【Free Air Delivery， FAD，指經(jīng)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(huán)境壓力，絕對壓力(MPa)，忽略空氣中水蒸氣分壓，近似取當?shù)卮髿鈮?.1013；
t為空壓機工作環(huán)境溫度(℃ )，取40.7；tN為標準狀態(tài)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(shù)值代入，計算得Qfad＝693m3/min。
原設(shè)計方案按全廠集中方案擬定，采用同容量，同型號空壓機。設(shè)備配置見表3。
優(yōu)化設(shè)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(shè)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(jīng)過流量修正計算，空壓機的FAD選型流量降低。
根據(jù)公式(1) 高壓部分FAD流量計算結(jié)果為：75m3/min。
低壓部分FAD流量計算結(jié)果為：595m3/min。優(yōu)化后的方案配置見表4。
本案例中，優(yōu)化后的系統(tǒng)綜合比功率降低了1.73kW/(m3/min)，年運行電費節(jié)約270萬元( 約占原設(shè)計方案年運行電費的28％ )，優(yōu)化成果顯著，詳見圖2。
雖然初投資有所增加，但優(yōu)化設(shè)計方案的全壽命期總價仍比原設(shè)計方案節(jié)約25%左右。
本文的案例表明，優(yōu)化后的系統(tǒng)節(jié)能效果顯著。對于大容量空壓機站的節(jié)能設(shè)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(tǒng)推薦按高、低壓壓縮空氣系統(tǒng)分流設(shè)計，儀用氣系統(tǒng)采用高壓螺桿機，輸送用氣系統(tǒng)采用低壓離心＋低壓螺桿機供氣的方案。
2) 空壓機設(shè)備合理選型，選擇能效等級高、比功率較低的空壓機產(chǎn)品。
3) 后處理設(shè)備優(yōu)化配置，根據(jù)壓力露點需求選用零氣耗或低氣耗的后處理設(shè)備。
4) 除了單個設(shè)備選擇節(jié)能產(chǎn)品，同時要滿足系統(tǒng)能效高的要求。
5) 宜對系統(tǒng)及管網(wǎng)進行精確計算，滿足系統(tǒng)在穩(wěn)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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