目前，隨著國家對火電廠的發(fā)展/限制政策“上大壓小”，火電廠機組單機容量不斷擴大，新建火電廠基本上都為600MW、1000MW以上，而且廣泛應(yīng)用干式飛灰輸送系統(tǒng)。使得火力發(fā)電廠壓縮空氣系統(tǒng)作為空氣動力源的建設(shè)規(guī)模也不斷擴大。
對行業(yè)來說這意味著巨大的商業(yè)機會。因此，深刻了解火電廠壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)計就顯得尤為重要。
火電廠壓縮空氣系統(tǒng)是火電廠不可或缺的公用系統(tǒng)，主要作用是提供儀表用氣、檢修用氣及除灰輸送用氣等，其可靠性直接影響整個機組的有效運行。特別是儀用氣系統(tǒng)，關(guān)系著氣動閥門執(zhí)行機構(gòu)能否正常動作，影響著整個火電廠的安全運行。
1) 儀用氣，指供火力發(fā)電廠儀表與控制等使用。
熱工儀表用氣( 含布袋除塵器吹掃) 屬于最高品質(zhì)的用氣。具有氣壓氣量基本恒定、用氣過程不可中斷的特點；
2) 廠用氣，指供火力發(fā)電廠檢修、運行維護用。
相對儀表用氣，物料輸送用氣屬于次一等的用氣，氣壓氣量波動較大，但允許短時間中斷用氣( 中斷的時間長短與輸送系統(tǒng)的設(shè)計余量和輸送方式有關(guān))；
3) 輸送用氣，指供工藝氣力輸送各種物料用的壓縮空氣，通常為除灰專業(yè)輸送用氣。
檢修作業(yè)用氣，相對前兩種是最低級品質(zhì)的用氣，基本無特殊要求，使用過程也較難把握，可以做到必要時短時切斷用戶。
電廠壓縮空氣的品質(zhì)，根據(jù)GB/T 4830－2015《工業(yè)自動化儀表 氣源壓力范圍和質(zhì)量》、Q/DG1－J0110－2011《火力發(fā)電廠儀用、廠用壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)導(dǎo)則》以及《電力工程設(shè)計手冊－火力發(fā)電廠除灰設(shè)計》中相關(guān)規(guī)定，各氣源應(yīng)符合下表的規(guī)定。
1) 壓力要求：
3) 用量需求：
儀用氣及廠用氣用氣量：根據(jù)《火力發(fā)電廠儀用、廠用壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)導(dǎo)則》，2臺機組常見儀用氣及廠用氣用氣量見表：
輸送用氣用氣量：輸送用氣用氣量主要與氣力輸送系統(tǒng)的物料輸送量、物料特性、輸送距離等因素有關(guān)，各電廠輸送用氣用氣量可能會相差非常大，從每分鐘幾立方到幾百甚至上千立方不等。
通?；痣姀S壓縮空氣系統(tǒng)可按以下3種方式布置：
1) 按專業(yè)需求分散設(shè)計分散布置。即分系統(tǒng)分布置，不同專業(yè)各個單獨設(shè)空壓機房，各專業(yè)根據(jù)各自的用氣品質(zhì)單獨設(shè)壓縮空氣系統(tǒng)；
2) 按專業(yè)需求分散設(shè)計集中布置。即共用1個空壓機房，但各專業(yè)根據(jù)各自的用氣品質(zhì)單獨設(shè)壓縮空氣系統(tǒng)；
3) 按專業(yè)需求全廠集中設(shè)計集中布置。即全廠共用1個空壓機房，共用1套空壓機母氣源，再根據(jù)不同品質(zhì)的用氣量需求設(shè)置空氣凈化系統(tǒng)。
火電廠需要壓縮空氣的專業(yè)有熱機、熱控、除灰、脫硫、上煤、化水等。以上①、②種為傳統(tǒng)的分散布置方式，③是目前推薦的集中布置方式。
常規(guī)分散布置的設(shè)計，熱機( 儀表控制、檢修用氣) 、除灰氣力輸送均需單獨設(shè)空壓機房，對于這種常規(guī)的空壓機分散配置方式，設(shè)備多，系統(tǒng)復(fù)雜。
①計算配氣用氣量是按簡單的疊加方式，忽略了電廠各種用氣有不同時性；
②各個用氣系統(tǒng)單獨配氣源，并均設(shè)運行和檢修備用空壓機，造成重復(fù)備用且各系統(tǒng)間不能相互調(diào)配；
③這種壓縮空氣系統(tǒng)分散布置方式，需設(shè)2座或2座以上的專用空壓機房，這種分散模式必然會造成占地面積大，構(gòu)建物多，主廠區(qū)顯得擁擠。也會帶來噪音源分散，不容易集中治理，增大廠區(qū)內(nèi)的環(huán)境污染；
④從設(shè)備的運行管理和檢修維護方面講，設(shè)備分散布置必然會帶來一些不方便，輔助設(shè)備多，維護管理工作量大。
全廠空壓機站按“系統(tǒng)分開，集中布置”的原則，由全廠空壓機站向除灰、熱控、熱機、脫硫等專業(yè)提供氣源，空壓機出口母管負責(zé)向不同的凈化設(shè)備供氣。
根據(jù)不同用戶的需求，劃分為精處理、微處理和不處理3個等級，在各凈化設(shè)備出口管道形成3種空氣品質(zhì)的供氣母管負責(zé)供氣。
全廠空壓機站實行智能化控制，設(shè)中央控制單元( 中控單元) ，中控單元還可以與集控室通訊，提供系統(tǒng)狀態(tài)及報警信號。空氣后處理設(shè)備的集控也納入中控單元范圍。
全廠集中布置壓縮空氣系統(tǒng)方案與常規(guī)分散設(shè)計方案比較來看，可以提高設(shè)備利用率，另外空氣壓縮裝置所需的總占地面積縮小，監(jiān)控費用和維修費用降低。不論是從系統(tǒng)可靠性、合理性還是經(jīng)濟性上都優(yōu)于分散配置方案。
電廠空壓機設(shè)備選型，空壓系統(tǒng)解決方案的選擇是影響火電廠壓縮空氣供應(yīng)的最重要因素之一。
作為設(shè)備供應(yīng)廠家，設(shè)備系統(tǒng)解決方案需要考慮電廠的實際需求、考慮電廠空壓機技術(shù)特點及需求，針對電廠空壓機的實際應(yīng)用需求而提出。同時要綜合各方面因素選擇最佳的設(shè)備投入使用，促進電廠設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。
目前，火力發(fā)電廠常用空壓機主要是噴油螺桿式和離心式兩種空壓機結(jié)構(gòu)型式。離心式空壓機無油且單臺排氣量大，運行成本相對較低，初期投資相對較大。而噴油螺桿排氣量相對較小，多臺機組組合配置靈活，初期投資較小，運行成本相對較高。
目前多數(shù)的火電廠如果采用分散布置的空壓站，大多采用噴油螺桿空壓機，如果采用集中供氣方式，則通常離心機+N臺螺桿機+N臺備用的配置方式。
壓縮空氣后處理系統(tǒng)一般根據(jù)空壓機配置和管網(wǎng)系統(tǒng)要求進行設(shè)計，其方案擬定與空壓機系統(tǒng)管道連接、儲氣罐布置以及空壓機機型密切相關(guān)。
后處理設(shè)備綜合選型原則：
1) 單獨的無熱/微熱再生干燥機為高耗能產(chǎn)品，僅限于小流量場合使用；
2) 壓力露點為7℃及以上時，應(yīng)選用冷凍式干燥機或壓縮熱吸附式干燥機；
3) 當(dāng)空壓機采用噴油螺桿機時，壓力露點為－10℃及以上時，宜選用冷凍式+微熱吸附式組合干燥機或冷凍式+有氣耗鼓風(fēng)外加熱吸附式組合干燥機；
4) 當(dāng)空壓機采用噴油螺桿機時，壓力露點為－20℃及以下時，宜選用鼓風(fēng)外加熱( 零氣耗)干燥機；
6) 當(dāng)空壓機采用無油或離心機時，宜選用零氣耗壓縮熱干燥機。
總結(jié)：本文初步分析了火電廠壓縮空氣系統(tǒng)的選型配置方案設(shè)計，在具體工程設(shè)計中，還應(yīng)考慮其他很多方面，如設(shè)備質(zhì)量、管網(wǎng)設(shè)計、檢修維護、系統(tǒng)能效等，需要設(shè)計院、設(shè)備供應(yīng)商、運行單位等不斷努力鉆研和優(yōu)化，為電廠提供一個高效的壓縮空氣系統(tǒng)。
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