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摘要：针对无热再生组合干燥机再生耗气量大、吸附塔进出口气动薄膜阀故障率高等问题，本文以国能（福州）热电有限公司无热再生组合干燥机节能优化改造为例，介绍了项目改造的必要性、改造思路以及改造后的效益评价，说明了企业可通过自主创新等手段来实现企业可持续发展、增收节支。
关键词：再生组合干燥机;无热;节能;改造
1. 引言
在火力发电厂里，高压能压缩空气系统是不可或缺的公共系统，其主要作用为：用于提供生产检修、声波吹灰器运行用气，用于提供除灰输灰设备物料输送用气，用于提供主机、化学、脱硫脱硝和除灰除渣等系统自动化控制设备及仪器仪表所需的启气、运行用气。目前，在大多数电厂中，再生组合干燥机采用的是无热再生式，其具有吸附再生循环时间短、耗气量大、故障率高等缺点。因此，本文针对此类问题，结合国能（福州）热电有限公司（以下简称“福州公司”）的无热再生组合干燥机节能优化改造案例，进行抛砖引玉。
2. 设备介绍
福州公司一期2×600MW燃煤发电机组的主厂房空压机站由4台上海英格索兰压缩机有限公司（IngersollRand）生产的SSR-M250型螺杆式空压机（容积流量42.5Nm3/min、额定排气压力0.85MPa）和3台杭州山立净化设备有限公司生产的SLAD-42MZ型组合式干燥机（空气处理量42Nm3/min、工作压力1.0MPa、功率8.5kW）组成。组合式干燥机为空压机出口压缩空气的后处理装置，用于对低品质的压缩空气进行除杂除油脱水处理，以达到生产所需。
3. 无热再生组合干燥机节能优化改造可行性分析
3.1 无热再生组合干燥机存在的问题
福州公司现场组合式干燥机吸附塔采用两台，即一台吸附，另一台进行再生，压缩空气交替流经两台吸附塔，当其中一台吸附塔在高分压（工作压力）的状态下，干燥剂吸收大量的水份，而另一台吸附塔则由再生气管道通入干燥的低压气体，解析干燥剂吸收的水份。现场设定的吸附和再生循环时间为5min，即吸附时间5min，再生时间4min，中间缓冲时间1min。该种型号的组合式干燥机缺点为：耗气量大，约占干燥机总处理空气量的14%，导致有效供气量仅为86%;吸附再生时间切换频繁，容易发生电磁阀或气动薄膜阀故障导致干燥机大量漏气，从而引起仪用压缩空气系统压力异常突降等安全问题发生。
3.2无热再生组合干燥机节能优化改造方案
（1）吸附塔进出口气动薄膜阀进行升级优化改造
福州公司现场吸附塔进出口气动薄膜阀（DN80）为常规的常关、常开式气动薄膜阀，未設开关位反馈报警功能，一旦这些阀门其中一个出现薄膜破损、卡涩或拒动，仪用压缩空气系统将会出现大量漏气，严重的将导致系统压力突降，从而大大降低了系统的安全可靠性，且无法及时提示运行监盘人员做出最快的判断处理。为了杜绝此类事故发生，本次改造对这4台阀门进行升级优化改造，即将吸附塔进出口气动薄膜阀用活塞式气动常关（常闭）蝶阀进行替代，同时增加阀门开关位反馈报警功能。
（2）再生系统进行节能优化改造
福州公司现场组合式干燥机再生型式是通过一根DN25的管道将经吸附塔干燥处理后的压缩空气反吹再生吸附塔内的氧化铝干燥剂，后排放到大气中。这种运行方式不仅浪费了大量的高品质合格仪用压缩空气，同时吸附再生频繁切换运行模式还大大增加了设备故障频率，降低了仪用压缩空气系统的运行的安全可靠性。
为了节约高品质合格仪用压缩空气的使用量，优化再生系统运行模式，本次改造在吸附塔入口加装电加热器，以提高吸附塔干燥仪用气的入口温度，从而减少高品质仪用压缩空气耗气量，节约空压机加载运行功耗，同时为延长吸附再生循环时间创造可行条件。改造前后的再生部分的流程图见图1、2。
具体方案为：在再生压缩空气母管加装一个12kW的电加热器，在吸附塔入口加装温度测量装置。当温度≤110℃时，电加热器投入运行;当温度≥150℃时，电加热器退出;当温度≥220℃，系统发出报警。吸附时间120min，再生时间118min，中间缓冲时间2min，其中电加热器加热时间为45min。
4. 无热再生组合干燥机节能优化改造改造成果及效益分析
4.1无热再生组合干燥机节能优化改造成果
无热再生组合干燥机节能优化改造后，可保证仪用压缩空气系统安全稳定运行，杜绝干燥机本体设计缺陷导致的仪用压缩空气系统母管压力突降的异常发生，节约大量高品质仪用压缩空气用于再生干燥剂的损耗。
4.2 无热再生组合干燥机节能优化改造效益分析
福州公司每台干燥机处理能力为42Nm3/min，改造后可减少吸附塔再生切换导致的放气次数为23次/120min，吸附塔容积为0.58m3，则一天内可减少压缩空气排放损失为23×0.58×12=160m3/天，即可节约空压机的加载电耗约为160/（42.5×24）×250×24=941.2kWh/天，而加热器每天会增加电耗为12×12=144kWh/天，由此，每天每台干燥机可节约电耗797.2kWh/天，福州公司仪用气系统有3台组合式干燥器，2用1备，每年可节省电耗约797.2×2×300=478320kWh（每年按300天连续运行），经济效益每年可节支478320×0.4=19.13万元以上（电费为0.4元/kWh）。
5.结论
福州公司通过自身自主攻关创新改造，本项目于2017年下半年成功进行无热再生组合干燥机节能优化改造，有效提高了仪用压缩空气系统运行的安全稳定性，同时也带来了一定的节能收益，为发电企业在节能降耗、瘦身健体、提质增效等建设方面贡献一份力量。
参考文献：
[1]施爱阳等.火力发电厂压缩空气系统的设计优化[J].东方电气评论，2014，28（112）：46-47.
关键词：再生组合干燥机;无热;节能;改造
1. 引言
在火力发电厂里，高压能压缩空气系统是不可或缺的公共系统，其主要作用为：用于提供生产检修、声波吹灰器运行用气，用于提供除灰输灰设备物料输送用气，用于提供主机、化学、脱硫脱硝和除灰除渣等系统自动化控制设备及仪器仪表所需的启气、运行用气。目前，在大多数电厂中，再生组合干燥机采用的是无热再生式，其具有吸附再生循环时间短、耗气量大、故障率高等缺点。因此，本文针对此类问题，结合国能（福州）热电有限公司（以下简称“福州公司”）的无热再生组合干燥机节能优化改造案例，进行抛砖引玉。
2. 设备介绍
福州公司一期2×600MW燃煤发电机组的主厂房空压机站由4台上海英格索兰压缩机有限公司（IngersollRand）生产的SSR-M250型螺杆式空压机（容积流量42.5Nm3/min、额定排气压力0.85MPa）和3台杭州山立净化设备有限公司生产的SLAD-42MZ型组合式干燥机（空气处理量42Nm3/min、工作压力1.0MPa、功率8.5kW）组成。组合式干燥机为空压机出口压缩空气的后处理装置，用于对低品质的压缩空气进行除杂除油脱水处理，以达到生产所需。
3. 无热再生组合干燥机节能优化改造可行性分析
3.1 无热再生组合干燥机存在的问题
福州公司现场组合式干燥机吸附塔采用两台，即一台吸附，另一台进行再生，压缩空气交替流经两台吸附塔，当其中一台吸附塔在高分压（工作压力）的状态下，干燥剂吸收大量的水份，而另一台吸附塔则由再生气管道通入干燥的低压气体，解析干燥剂吸收的水份。现场设定的吸附和再生循环时间为5min，即吸附时间5min，再生时间4min，中间缓冲时间1min。该种型号的组合式干燥机缺点为：耗气量大，约占干燥机总处理空气量的14%，导致有效供气量仅为86%;吸附再生时间切换频繁，容易发生电磁阀或气动薄膜阀故障导致干燥机大量漏气，从而引起仪用压缩空气系统压力异常突降等安全问题发生。
3.2无热再生组合干燥机节能优化改造方案
（1）吸附塔进出口气动薄膜阀进行升级优化改造
福州公司现场吸附塔进出口气动薄膜阀（DN80）为常规的常关、常开式气动薄膜阀，未設开关位反馈报警功能，一旦这些阀门其中一个出现薄膜破损、卡涩或拒动，仪用压缩空气系统将会出现大量漏气，严重的将导致系统压力突降，从而大大降低了系统的安全可靠性，且无法及时提示运行监盘人员做出最快的判断处理。为了杜绝此类事故发生，本次改造对这4台阀门进行升级优化改造，即将吸附塔进出口气动薄膜阀用活塞式气动常关（常闭）蝶阀进行替代，同时增加阀门开关位反馈报警功能。
（2）再生系统进行节能优化改造
福州公司现场组合式干燥机再生型式是通过一根DN25的管道将经吸附塔干燥处理后的压缩空气反吹再生吸附塔内的氧化铝干燥剂，后排放到大气中。这种运行方式不仅浪费了大量的高品质合格仪用压缩空气，同时吸附再生频繁切换运行模式还大大增加了设备故障频率，降低了仪用压缩空气系统的运行的安全可靠性。
为了节约高品质合格仪用压缩空气的使用量，优化再生系统运行模式，本次改造在吸附塔入口加装电加热器，以提高吸附塔干燥仪用气的入口温度，从而减少高品质仪用压缩空气耗气量，节约空压机加载运行功耗，同时为延长吸附再生循环时间创造可行条件。改造前后的再生部分的流程图见图1、2。
具体方案为：在再生压缩空气母管加装一个12kW的电加热器，在吸附塔入口加装温度测量装置。当温度≤110℃时，电加热器投入运行;当温度≥150℃时，电加热器退出;当温度≥220℃，系统发出报警。吸附时间120min，再生时间118min，中间缓冲时间2min，其中电加热器加热时间为45min。
4. 无热再生组合干燥机节能优化改造改造成果及效益分析
4.1无热再生组合干燥机节能优化改造成果
无热再生组合干燥机节能优化改造后，可保证仪用压缩空气系统安全稳定运行，杜绝干燥机本体设计缺陷导致的仪用压缩空气系统母管压力突降的异常发生，节约大量高品质仪用压缩空气用于再生干燥剂的损耗。
4.2 无热再生组合干燥机节能优化改造效益分析
福州公司每台干燥机处理能力为42Nm3/min，改造后可减少吸附塔再生切换导致的放气次数为23次/120min，吸附塔容积为0.58m3，则一天内可减少压缩空气排放损失为23×0.58×12=160m3/天，即可节约空压机的加载电耗约为160/（42.5×24）×250×24=941.2kWh/天，而加热器每天会增加电耗为12×12=144kWh/天，由此，每天每台干燥机可节约电耗797.2kWh/天，福州公司仪用气系统有3台组合式干燥器，2用1备，每年可节省电耗约797.2×2×300=478320kWh（每年按300天连续运行），经济效益每年可节支478320×0.4=19.13万元以上（电费为0.4元/kWh）。
5.结论
福州公司通过自身自主攻关创新改造，本项目于2017年下半年成功进行无热再生组合干燥机节能优化改造，有效提高了仪用压缩空气系统运行的安全稳定性，同时也带来了一定的节能收益，为发电企业在节能降耗、瘦身健体、提质增效等建设方面贡献一份力量。
参考文献：
[1]施爱阳等.火力发电厂压缩空气系统的设计优化[J].东方电气评论，2014，28（112）：46-47.