CN103398291A - 一种火力发电厂压缩空气系统及其压力分级供给方法 - Google Patents

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本发明涉及一种火力发电厂压缩空气系统及其压力分级供给方法，该系统包括若干台仪用厂用空压机、若干台除灰用低压空压机和至少一台检修备用空压机；仪用厂用空压机和检修备用空压机的出口压力均大于除灰用低压空压机的出口压力；仪用厂用空压机的出口均连接至仪用气母管，除灰用低压空压机的出口均连接至除灰母管；检修备用空压机的出口连接至备用母管；备用母管一端通过第一电动阀和止回阀连接仪用气母管，另一端通过第二电动阀和减压阀连接除灰母管。本发明系统安全可靠性保持不变，备用机切换操作简单，节电节能，工程造价低，运行费用低。

Description

一种火力发电厂压缩空气系统及其压力分级供给方法
【技术领域】
本发明涉及压缩空气系统技术领域，特别涉及采用燃煤锅炉的火力发电厂、动力站或动力车间等厂内工艺系统使用的压缩空气系统。
【背景技术】
目前，国内火力发电厂、采用燃煤锅炉的动力站或动力车间大都为全厂集中设置压缩空气系统，统一采用空压机作为气源发生设备，提供厂内仪表与控制用气、检修用气、除灰气力输送用气或脱硫等用气。空压机为全厂统一配置，出口压力采用0.75MPa～0.85MPa，仪用厂用空压机与除灰气力输送用空压机合并设置备用机，即仪用厂用空压机除运行机外每个单元设1台检修备用空压机和1台运行备用空压机，其中的1台检修备用空压机与1台除灰备用空压机合并作为公共备用。厂内仪表与控制用气、检修用气和除灰气力输送用气供气母管分开，分设后处理设备和储气罐。
上述压缩空气系统运行时均需要保证空压机出口母管压力不低于0.70MPa～0.80MPa，当超过设定压力时空压机停机，低于设定压力时空压机开机。实际上除灰输送用气的压力只需要满足不小于0.30MPa～0.40MPa即可，除灰输送系统为降低供气压力，均在系统供气进口管路上设置节流孔板减压，这样造成了压缩空气系统设备能耗的无辜增加。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种火力发电厂压缩空气系统及其压力分级供给方法，以解决为不同供气压力设备供气时，造成压缩空气系统设备能耗无辜增加的问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种火力发电厂压缩空气系统，包括若干台仪用厂用空压机、若干台除灰用低压空压机和至少一台检修备用空压机；仪用厂用空压机和检修备用空压机的出口压力均大于除灰用低压空压机的出口压力；仪用厂用空压机的出口均连接至仪用气母管，除灰用低压空压机的出口均连接至除灰母管；检修备用空压机的出口连接至备用母管；备用母管一端通过第一电动阀和止回阀连接仪用气母管，另一端通过第二电动阀和减压阀连接除灰母管。
本发明进一步的改进在于：仪用厂用空压机和检修备用空压机的出口压力均0.75MPa～0.85MPa；除灰用低压空压机的出口压力为0.40MPa～0.50MPa。
本发明进一步的改进在于：仪用气母管上连接有厂用支气管，厂用支气管连接若干厂用储气罐，厂用支气管上设有第三电动阀；所述仪用气母管通过管道连接有若干仪用后处理设备，所述仪用后处理设备通过管道连接若干仪用储气罐；除灰母管通过管道连接有若干除灰后处理设备，除灰后处理设备通过管道连接若干除灰储气罐。
本发明进一步的改进在于：所述若干台仪用厂用空压机中包括至少一台备用仪用厂用空压机；若干台除灰用低压空压机中当运行低压空压机台数为4台及以上时包括至少一台备用除灰用低压空压机，运行台数1～3台时可不设备用除灰用低压空压机。
本发明进一步的改进在于：仪用气母管上设有第一压力变送器、除灰母管上设有第二压力变送器；仪用储气罐的出口支管上设有第三压力变送器，除灰储气罐的出口支管设有第四压力变送器。
一种火力发电厂压缩空气系统的分级供给方法，整个火力发电厂压缩空气系统正常运行时，所述若干台仪用厂用空压机中除备用仪用厂用空压机外的仪用厂用空压机正常工作，若干台除灰用低压空压机中除备用除灰用低压空压机外的除灰用低压空压机正常工作，检修备用空压机不工作；同时，正常运行时第一电动阀为全开状态，第二电动阀为全闭状态。
本发明进一步的改进在于：当正常工作的仪用厂用空压机中有N台出现故障，对应运行N台备用仪用厂用空压机；当正常工作的仪用厂用空压机出现M台故障，N台备用仪用厂用空压机和M-N台检修备用空压机投运；其中，N为正整数，N小于或等于备用仪用厂用空压机的个数，M为正整数，且M>N。
本发明进一步的改进在于：当正常工作的除灰用低压空压机有A台出现故障，对应运行A台备用除灰用低压空压机；当除除灰用低压空压机出现B台故障，则判定仪用厂用空压机有无故障，当判定仪用厂用空压机无故障后，关闭第一电动阀，打开第二电动阀，启动A台备用除灰用低压空压机的同时启动B-A台检修备用空压机，压缩空气通过减压阀将检修备用空压机出口压缩空气降压至与除灰用气母管压力保持一致；其中，A为正整数，A小于或等于备用除灰用低压空压机的个数，B为正整数，且B>A。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明中仪用厂用空压机采用常规的出口压力为0.75MPa～0.85MPa的空压机，而除灰空压机采用出口压力为0.40MPa～0.50MPa的低压空压机，公共备用空压机采用0.75MPa～0.85MPa的空压机。厂内仪表与控制用气、检修用气和除灰气力输送用气供气母管之间采用电动隔离阀隔开，仪用厂用气采用0.75MPa～0.85MPa后处理设备和储气罐，而除灰气力输送用气采用0.40MPa～0.50MPa后处理设备和储气罐。公共备用空压机通过电动阀门切换可连接到仪用厂用气母管或除灰输送用气母管，实现备用。采用低压空压机设备电机功率比常规空压机可降低约1/3的整机功率，大大降低了运行电耗。对于出口流量40Nm3/min～50Nm3/min的空压机，常规空压机电机功率大于200kW需要选用高压电机，而低压空压机仍可采用电压380V低压电机，则整体采购费用也较常规空压机低。本发明系统安全可靠性保持不变，备用机切换操作简单，节电节能，工程造价低，运行费用低。
【附图说明】
图1是本发明一种火力发电厂压缩空气系统的结构示意图。
【具体实施方式】
如图1所示，本发明一种火力发电厂压缩空气系统，包括9台空压机：3台出口压力0.75MPa～0.85MPa常规仪用厂用空压机1，2台运行，1台运行备用；5台出口压力0.40MPa～0.50MPa除灰用低压空压机2，4台运行，1台运行备用；1台出口压力0.75MPa～0.85MPa常规检修备用空压机3作为仪用厂用气和除灰用气的公共检修备用机。后处理设备仪用气设3台仪用后处理设备4，2台运行，1台备用；除灰用气设5台除灰后处理设备5，4台运行，1台备用。储气罐设2台仪用储气罐6，2台厂用储气罐7，2台除灰储气罐8。
3台仪用厂用空压机1的出口均连接至仪用气母管102，5台除灰用低压空压机2的出口均连接至除灰母管101；检修备用空压机3的出口连接至备用母管103；备用母管103一端通过第一电动阀9和止回阀11连接仪用气母管102，另一端通过第二电动阀10和减压阀12连接除灰母管101；厂用支气管连接仪用气母管102和厂用储气罐7，厂用支气管上设有第三电动阀13；仪用后处理设备4通过管道连接仪用气母管102和仪用储气罐6；除灰后处理设备5通过管道连接除灰母管101和除灰储气罐8。
正常运行时第一电动阀9为全开状态，第二电动阀10为全闭状态。止回阀11只允许空气从除灰母管101向仪用气母管102流动，不允许反向流动，保证仪用气母管压力不受除灰用气母管压力波动的影响。当仪用厂用空压机1有1台出现故障，运行备用仪用厂用空压机，系统继续运行，当仪用厂用空压机1出现2台故障，则检修备用空压机3投运；当除灰用低压空压机2有1台出现故障，运行备用除灰用低压空压机，系统继续运行，当除除灰用低压空压机2出现2台故障，则判定仪用厂用空压机1有无故障，当判定仪用厂用空压机1无故障后，关闭第一电动阀9，打开第二电动阀10，启动检修备用空压机3，压缩空气通过减压阀12将检修备用空压机3出口空气压力从0.75MPa～0.85MPa降低到0.40MPa～0.50MPa，与除灰用气母管压力保持一致。运行中通过仪用气母管上压力变送器14和除灰用气母管压力变送器15监视母管压力，根据母管压力控制调节仪用厂用空压机1和除灰用低压空压机2的运行台数和运行负荷，压力过低发出报警信号。在厂用气支管上设电动阀13，正常时为全开状态，当仪用气母管102压力过低无法恢复或全厂出现跳机事故时，立即连锁关闭电动阀13，优先保证全厂仪用气。在仪用储气罐6和除灰储气罐8出口支管设压力变送器16、17、18、19，实时监控各个支管用气情况。
空压机正常运行时，除运行两台仪用厂用空压机外需要保证有1台仪用厂用空压机运行备用，1台检修备用空压机3备用。
如果设置除灰用低压空压机2台数多于5台，运行除灰用低压空压机2为4台及以上时，具体实施方式同上。如果设置除除灰用低压空压机2少于5台，运行除灰用低压空压机2台数为1台～3台时，则不单独设置除灰用低压空压机，只将检修备用空压机3作为除灰用气的备用机。当除灰用低压空压机2出现故障而仪用厂用空压机1无故障时，可按上述步骤启动检修备用空压机3作为除灰用气使用，其他实施方式同上。

Claims (8)

1.一种火力发电厂压缩空气系统，其特征在于，包括若干台仪用厂用空压机（1）、若干台除灰用低压空压机（2）和至少一台检修备用空压机（3）；仪用厂用空压机（1）和检修备用空压机（3）的出口压力均大于除灰用低压空压机（2）的出口压力；仪用厂用空压机（1）的出口均连接至仪用气母管（102），除灰用低压空压机（2）的出口均连接至除灰母管（101）；检修备用空压机（3）的出口连接至备用母管（103）；备用母管（103）一端通过第一电动阀（9）和止回阀（11）连接仪用气母管（102），另一端通过第二电动阀（10）和减压阀（12）连接除灰母管（101）。
2.根据权利要求1所述的一种火力发电厂压缩空气系统，其特征在于，仪用厂用空压机（1）和检修备用空压机（3）的出口压力均0.75MPa～0.85MPa；除灰用低压空压机（2）的出口压力为0.40MPa～0.50MPa。
3.根据权利要求1所述的一种火力发电厂压缩空气系统，其特征在于，仪用气母管（102）上连接有厂用支气管，厂用支气管连接若干厂用储气罐（7），厂用支气管上设有第三电动阀（13）；所述仪用气母管（102）通过管道连接有若干仪用后处理设备（4），所述仪用后处理设备（4）通过管道连接若干仪用储气罐（6）；除灰母管（101）通过管道连接有若干除灰后处理设备（5），除灰后处理设备（5）通过管道连接若干除灰储气罐（8）。
4.根据权利要求1所述的一种火力发电厂压缩空气系统，其特征在于，所述若干台仪用厂用空压机（1）中包括至少一台备用仪用厂用空压机；若干台除灰用低压空压机（2）中当运行低压空压机台数为4台及以上时包括至少一台备用除灰用低压空压机，运行台数为1～3台时不设备用除灰用低压空压机。
5.根据权利要求3所述的一种火力发电厂压缩空气系统，其特征在于，仪用气母管（102）上设有第一压力变送器（14）、除灰母管（101）上设有第二压力变送器（15）；仪用储气罐（6）的出口支管上设有第三压力变送器，除灰储气罐（8）的出口支管设有第四压力变送器。
6.一种火力发电厂压缩空气系统的分级供给方法，其特征在于：
整个权利要求1中所述火力发电厂压缩空气系统正常运行时，所述若干台仪用厂用空压机（1）中除备用仪用厂用空压机外的仪用厂用空压机正常工作，若干台除灰用低压空压机（2）中除备用除灰用低压空压机外的除灰用低压空压机正常工作，检修备用空压机（3）不工作；同时，正常运行时第一电动阀（9）为全开状态，第二电动阀（10）为全闭状态。
7.根据权利要求6所述的一种火力发电厂压缩空气系统的分级供给方法，其特征在于，当正常工作的仪用厂用空压机（1）中有N台出现故障，对应运行N台备用仪用厂用空压机；当正常工作的仪用厂用空压机（1）出现M台故障，N台备用仪用厂用空压机和M-N台检修备用空压机（3）投运；其中，N为正整数，N小于或等于备用仪用厂用空压机的个数，M为正整数，且M>N。
8.根据权利要求6所述的一种火力发电厂压缩空气系统的分级供给方法，其特征在于，
当正常工作的除灰用低压空压机（2）有A台出现故障，对应运行A台备用除灰用低压空压机；当除灰用低压空压机（2）出现B台故障，则判定仪用厂用空压机（1）有无故障，当判定仪用厂用空压机（1）无故障后，关闭第一电动阀（9），打开第二电动阀（10），启动A台备用除灰用低压空压机的同时启动B-A台检修备用空压机（3），压缩空气通过减压阀（12）将检修备用空压机（3）出口压缩空气降压至与除灰用气母管压力保持一致；其中，A为正整数，A小于或等于备用除灰用低压空压机的个数，B为正整数，且B>A。
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