脫硫系統儀用空氣制動裝置的改進

0總結1無熱再生式干燥器工藝流程在某類油田的脫軌壓縮系統中，有兩種螺桿式微油空壓機。冷卻方式為空冷。使用1臺，工作壓力為0.7mpa，額量為26m。最小，最大氣量為20m。每個空氣壓縮機（壓縮機構）對應于一種無發熱再生干燥吸附裝置。其系統流程如圖1所示。空壓機產出的壓縮空氣首先經過油水分離器和油過濾器進行初級氣液分離,然后進入吸附式干燥器,再經塵過濾器過濾后進入儲氣罐,最終進入各個用氣點。無熱再生式干燥器是根據變壓吸附的原理,利用自熱(無需外部熱源)再生的方法對壓縮空氣進行吸附干燥的除濕凈化裝置,設計參數如表1所示。該無熱再生式干燥器的工藝流程如圖2所示。以A塔干燥、B塔再生為例:壓縮空氣通過進氣閥IA進入吸附塔A,空氣被干燥。干燥后的空氣經止回閥CA到達出口,其中的一部分空氣作為再生氣在到達出口前從氣流中分出,經再生氣節流孔板RV的流量控制,減壓到接近大氣壓,然后流入吸附塔B。吸附塔B內存有上半個周期吸附下來的水分,再生氣帶走這些水分并經再生閥RB和消聲器MF排空。1個循環周期內,每個吸附塔都經過3個階段:吸附—再生—充壓。進氣閥和再生閥的動作程序由邏輯控制器進行控制。吸附式干燥器的處理能力與空氣和吸附劑接觸時間以及吸附劑的數量有關,處理效果則隨壓縮空氣的進氣溫度、濕度和空氣流速的增加而降低。2帶水測量的原因2.1液態水堵塞,吸附劑易更換空氣被空壓機壓縮時,部分空氣中的氣態水會凝結為液態水。液態水的初級過濾主要靠油水分離器和除油過濾器,濾出的液態水通過設在過濾器底部的浮球式自動排水器排出,但壓縮空氣中含有的油泥、塵垢等雜質會頻繁堵塞排水器,使濾出的液態水無法排出。干燥器只能清除壓縮空氣中的氣態水,不能清除已凝結的液態水。大量液態水進入干燥器吸附塔后會造成吸附惡化、露點溫度急劇上升,嚴重時導致吸附劑破裂成粉狀,繼而堵塞后置粉塵過濾器,從而不得不更換吸附劑。更為嚴重的情況是吸附劑浸泡為漿狀物后會進入儲氣罐。壓縮空氣儲氣罐底部的手動排污閥靠人工操作,存在排污不及時情況,且疏水效果差,冬季易凍結,致使壓縮空氣中的水分不能及時排除,這就使得壓縮空氣中未除盡的液態水全部進入系統終端用氣點。2.2外來熱吸風冷卻,引起排氣溫度高(1)潤滑油冷卻系統不佳。風冷式空壓機采用板翅式油冷卻器,壓縮機產生的絕大部分熱量由潤滑油帶走,并在油冷卻器中通過風扇強制對流的方式傳遞給環境。如果發生缺油、冷卻器堵塞等情況,就會影響冷卻效果,使空壓機排氣溫度過高,超出設計要求。空壓機后冷卻器采用自然吸風冷卻,面板常被打開,由于空壓機進風方向的改變,后冷卻器經常失效。(2)環境溫度高。空壓機安裝在相對密閉的廠房內,經過油冷卻器后的熱空氣通過風扇直接排入周圍環境,但由于空壓機的吸氣口與排氣口相鄰,導致部分熱空氣排出后即被重新吸入,致使壓縮空氣的排氣溫度一直居高不下,夏季最高可達60℃。空壓機排氣溫度高于設計值,致使干燥器的除濕效果降低。此外,高溫下壓縮空氣中的水分多以氣態水形式存在,壓縮空氣在進入各用氣點的過程中逐漸散熱,氣態水冷凝結露,這樣就將更多的水分帶入后續系統,冬季溫差大時這一問題更為突出。2.3吸附塔交換周期(1)干燥劑在不良環境下運行,易失效。(2)干燥器運行操作設置不合理。在進氣含水量比較高的情況下,吸附塔交換運行的周期設定時間過長,干燥器再生時間不夠,導致運行后期吸附劑逐漸失去吸水能力。其次,再生氣源閥門開度不夠,干燥器再生氣量不足,使吸附劑再生不充分,因而不能充分發揮吸附劑除水的功效。3露點溫度測量方法衡量壓縮空氣帶水多少最有效的指標是壓縮空氣的露點,提高壓縮空氣質量即需盡量降低其露點。改造前,某電廠對脫硫系統儀用壓縮空氣進行了多點實地測量,得出露點溫度大約在-3℃。根據GB4830—1984《工業自動化儀表氣源壓力范圍和質量》規定,氣源壓力露點溫度至少應比環境最低溫度低10℃。因此,相對于某電廠冬季-20℃以下的環境溫度,至少要使壓縮空氣露點溫度從-3℃降至-30℃。3.1有熱再生式干燥器本次對儀用壓縮空氣系統改造的重點是在壓縮空氣進入干燥器之前去除其中的液態水,減輕油水分離器等的負荷,使干燥器充分起到干燥作用。一般,解決類似問題的方法是在干燥器前增加冷干機或者將無熱再生式干燥器改造成有熱再生式干燥器,但這2種方案均需對原系統進行較大改造,費用較高,而且都會增加能耗以及相應的檢修工作量,故未采用。某電廠改造方案如圖3所示,首先改變壓縮空氣流程,將壓縮空氣儲氣罐由后置變為前置,使壓縮空氣先經過儲氣罐,得到初步降溫、冷凝,分離部分液態水分和油污,再通過油水分離器、除油過濾器去除部分液態水和油污,最大限度地減少進入吸附塔的液態水和油污量,降低其后干燥設備的負荷。冬季北方地區室內外溫差為30～40℃,通過自然冷卻降溫,可使壓縮空氣中的水蒸氣凝結成液滴,達到減少液態水的目的。3.2分子篩的吸附能力和抗壓強度活性氧化鋁、分子篩是常用的干燥吸附劑,它們的共性是吸附空氣中水分能力隨著壓縮空氣相對濕度的增高而上升,且吸附溫度越低,吸附劑的吸附能力越強。分子篩在惡劣工況下仍有較強的吸附能力,在較高的溫度、較低的濕度情況下仍有較好的吸水能力;活性氧化鋁有很高的表面硬度和抗壓強度,而分子篩機械強度有限。所以,改造方案中同時采用這2種吸附劑,以混裝的方式置于吸附式干燥器中。3.3增強保護空氣的能力,保證排放的效果(1)排水設施的改進。在壓縮空氣儲氣罐底部加裝保溫伴熱裝置,為使已凝結析出的液態水徹底排出,將壓縮空氣儲氣罐底部的手動排污閥改為電子排水器,自動排放油/水,減少進入過濾器和干燥器的雜質和油污。同時,將油水分離器、除油過濾器等的浮球式排水器改為電子排水器,定時排水。此外,在壓縮空氣系統增設自動疏水裝置,以便隨時將系統中的液態水排出,保證壓縮空氣的干燥度。(2)干燥器運行操作調整。根據空氣濕度的不同,對干燥器的控制器進行調節,適當縮短吸附塔的運行切換時間。一般在冬季將運行周期從20min改為10min,其他季節保持不變;另外按照工藝要求,定期檢查并按時更換吸附劑,及時檢測吸附塔壓力變化,監測再生氣量是否充足。(3)空壓機房通風改進。針對夏季環境溫度過高,安裝通風管路將空壓機油冷卻器風扇的排氣接到室外進行高點放空,保證熱空氣不在系統中循環;并且經常吹掃油冷卻器,以保證冷卻器始終具有良好的運行狀況。空壓機運行時蓋上面板,防止因改變空壓機進風方向和流向而降低冷卻效果。4除雜劑用量的確定改造后的新系統投運后,壓縮空氣的品質得到了提高,露點溫度實測為-35℃,很好地滿足了脫硫現場的使用要求,并且吸附劑的使用壽命也明顯延長。改造前后壓縮空氣露點溫度的對比如表2所示(其中儲氣罐前置時對吸附劑的采取方式也進行了試驗)。為了更直觀地對改造后壓縮空氣除水效果進行評估,對除水量進行了詳細計算,計算公式為式中:M為壓縮空氣中帶水量,kg;g為標準大氣壓下飽和空氣的含濕量,g/m3;α為對應工作壓力下的校正系數;ν為壓縮空氣產生量,m3/min;t為時間,min。結合壓縮空氣露點溫度換算圖(見圖4)可得:某電廠脫硫系統壓縮空氣壓力0.7MPa下,-3℃壓縮空氣露點對應大氣壓力露點為-23℃。由大氣壓力露點/水分含量表查出-23℃時飽和空氣含水量為0.84g/m3。則改造前每天的壓縮空氣含水量M1=0.84×0.95×26×60×24=29.88kg。而0.7MPa壓力下-35℃壓縮空氣露點對應大氣壓力露點-50℃,由大氣壓力露點/水分含量表查出-50℃時飽和空氣含水量為0.062g/m3。則改造后每天的壓縮空氣含水量M2=0.062×0.95×26×60×24=2.21kg。由此可知,改造后的壓縮空氣帶水量每天可減少27.67kg,也即壓縮空氣中水分減少約93%,效果非常明顯。5電廠空氣控制系統改造方案通過改變壓縮空氣流程,將壓縮空氣儲氣罐由后置變為前置,利用北方地區冬季室內外的巨大溫差,使壓縮空氣在儲氣罐冷凝結露,減輕了其后干燥分離設備的工作負荷。同時,輔以本文提及的其他措施,得到了高品質的儀用壓縮空氣,保證了脫硫系統氣動控制設備的正常運行。本文改造方案對北方地區電廠具有借鑒意義。華北某海濱電廠2×600MW機組濕法脫硫系統廣泛使用氣動控制閥等氣動部件,終端用氣點在300個以