脫硫系統(tǒng)儀用空氣制動(dòng)裝置的改進(jìn)

脫硫系統(tǒng)儀用空氣制動(dòng)裝置的改進(jìn)

0總結(jié)1無(wú)熱再生式干燥器工藝流程在某類(lèi)油田的脫軌壓縮系統(tǒng)中，有兩種螺桿式微油空壓機(jī)。冷卻方式為空冷。使用1臺(tái)，工作壓力為0.7mpa，額量為26m。最小，最大氣量為20m。每個(gè)空氣壓縮機(jī)（壓縮機(jī)構(gòu)）對(duì)應(yīng)于一種無(wú)發(fā)熱再生干燥吸附裝置。其系統(tǒng)流程如圖1所示?？諌簷C(jī)產(chǎn)出的壓縮空氣首先經(jīng)過(guò)油水分離器和油過(guò)濾器進(jìn)行初級(jí)氣液分離,然后進(jìn)入吸附式干燥器,再經(jīng)塵過(guò)濾器過(guò)濾后進(jìn)入儲(chǔ)氣罐,最終進(jìn)入各個(gè)用氣點(diǎn)。無(wú)熱再生式干燥器是根據(jù)變壓吸附的原理,利用自熱(無(wú)需外部熱源)再生的方法對(duì)壓縮空氣進(jìn)行吸附干燥的除濕凈化裝置,設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。該無(wú)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(guò)進(jìn)氣閥IA進(jìn)入吸附塔A,空氣被干燥。干燥后的空氣經(jīng)止回閥CA到達(dá)出口,其中的一部分空氣作為再生氣在到達(dá)出口前從氣流中分出,經(jīng)再生氣節(jié)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(nèi)存有上半個(gè)周期吸附下來(lái)的水分,再生氣帶走這些水分并經(jīng)再生閥RB和消聲器MF排空。1個(gè)循環(huán)周期內(nèi),每個(gè)吸附塔都經(jīng)過(guò)3個(gè)階段:吸附—再生—充壓。進(jìn)氣閥和再生閥的動(dòng)作程序由邏輯控制器進(jìn)行控制。吸附式干燥器的處理能力與空氣和吸附劑接觸時(shí)間以及吸附劑的數(shù)量有關(guān),處理效果則隨壓縮空氣的進(jìn)氣溫度、濕度和空氣流速的增加而降低。2帶水測(cè)量的原因2.1液態(tài)水堵塞,吸附劑易更換空氣被空壓機(jī)壓縮時(shí),部分空氣中的氣態(tài)水會(huì)凝結(jié)為液態(tài)水。液態(tài)水的初級(jí)過(guò)濾主要靠油水分離器和除油過(guò)濾器,濾出的液態(tài)水通過(guò)設(shè)在過(guò)濾器底部的浮球式自動(dòng)排水器排出,但壓縮空氣中含有的油泥、塵垢等雜質(zhì)會(huì)頻繁堵塞排水器,使濾出的液態(tài)水無(wú)法排出。干燥器只能清除壓縮空氣中的氣態(tài)水,不能清除已凝結(jié)的液態(tài)水。大量液態(tài)水進(jìn)入干燥器吸附塔后會(huì)造成吸附惡化、露點(diǎn)溫度急劇上升,嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致吸附劑破裂成粉狀,繼而堵塞后置粉塵過(guò)濾器,從而不得不更換吸附劑。更為嚴(yán)重的情況是吸附劑浸泡為漿狀物后會(huì)進(jìn)入儲(chǔ)氣罐。壓縮空氣儲(chǔ)氣罐底部的手動(dòng)排污閥靠人工操作,存在排污不及時(shí)情況,且疏水效果差,冬季易凍結(jié),致使壓縮空氣中的水分不能及時(shí)排除,這就使得壓縮空氣中未除盡的液態(tài)水全部進(jìn)入系統(tǒng)終端用氣點(diǎn)。2.2外來(lái)熱吸風(fēng)冷卻,引起排氣溫度高(1)潤(rùn)滑油冷卻系統(tǒng)不佳。風(fēng)冷式空壓機(jī)采用板翅式油冷卻器,壓縮機(jī)產(chǎn)生的絕大部分熱量由潤(rùn)滑油帶走,并在油冷卻器中通過(guò)風(fēng)扇強(qiáng)制對(duì)流的方式傳遞給環(huán)境。如果發(fā)生缺油、冷卻器堵塞等情況,就會(huì)影響冷卻效果,使空壓機(jī)排氣溫度過(guò)高,超出設(shè)計(jì)要求?？諌簷C(jī)后冷卻器采用自然吸風(fēng)冷卻,面板常被打開(kāi),由于空壓機(jī)進(jìn)風(fēng)方向的改變,后冷卻器經(jīng)常失效。(2)環(huán)境溫度高?？諌簷C(jī)安裝在相對(duì)密閉的廠房?jī)?nèi),經(jīng)過(guò)油冷卻器后的熱空氣通過(guò)風(fēng)扇直接排入周?chē)h(huán)境,但由于空壓機(jī)的吸氣口與排氣口相鄰,導(dǎo)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(dá)60℃?？諌簷C(jī)排氣溫度高于設(shè)計(jì)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(tài)水形式存在,壓縮空氣在進(jìn)入各用氣點(diǎn)的過(guò)程中逐漸散熱,氣態(tài)水冷凝結(jié)露,這樣就將更多的水分帶入后續(xù)系統(tǒng),冬季溫差大時(shí)這一問(wèn)題更為突出。2.3吸附塔交換周期(1)干燥劑在不良環(huán)境下運(yùn)行,易失效。(2)干燥器運(yùn)行操作設(shè)置不合理。在進(jìn)氣含水量比較高的情況下,吸附塔交換運(yùn)行的周期設(shè)定時(shí)間過(guò)長(zhǎng),干燥器再生時(shí)間不夠,導(dǎo)致運(yùn)行后期吸附劑逐漸失去吸水能力。其次,再生氣源閥門(mén)開(kāi)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(fā)揮吸附劑除水的功效。3露點(diǎn)溫度測(cè)量方法衡量壓縮空氣帶水多少最有效的指標(biāo)是壓縮空氣的露點(diǎn),提高壓縮空氣質(zhì)量即需盡量降低其露點(diǎn)。改造前,某電廠對(duì)脫硫系統(tǒng)儀用壓縮空氣進(jìn)行了多點(diǎn)實(shí)地測(cè)量,得出露點(diǎn)溫度大約在-3℃。根據(jù)GB4830—1984《工業(yè)自動(dòng)化儀表氣源壓力范圍和質(zhì)量》規(guī)定,氣源壓力露點(diǎn)溫度至少應(yīng)比環(huán)境最低溫度低10℃。因此,相對(duì)于某電廠冬季-20℃以下的環(huán)境溫度,至少要使壓縮空氣露點(diǎn)溫度從-3℃降至-30℃。3.1有熱再生式干燥器本次對(duì)儀用壓縮空氣系統(tǒng)改造的重點(diǎn)是在壓縮空氣進(jìn)入干燥器之前去除其中的液態(tài)水,減輕油水分離器等的負(fù)荷,使干燥器充分起到干燥作用。一般,解決類(lèi)似問(wèn)題的方法是在干燥器前增加冷干機(jī)或者將無(wú)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(duì)原系統(tǒng)進(jìn)行較大改造,費(fèi)用較高,而且都會(huì)增加能耗以及相應(yīng)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(chǔ)氣罐由后置變?yōu)榍爸?使壓縮空氣先經(jīng)過(guò)儲(chǔ)氣罐,得到初步降溫、冷凝,分離部分液態(tài)水分和油污,再通過(guò)油水分離器、除油過(guò)濾器去除部分液態(tài)水和油污,最大限度地減少進(jìn)入吸附塔的液態(tài)水和油污量,降低其后干燥設(shè)備的負(fù)荷。冬季北方地區(qū)室內(nèi)外溫差為30～40℃,通過(guò)自然冷卻降溫,可使壓縮空氣中的水蒸氣凝結(jié)成液滴,達(dá)到減少液態(tài)水的目的。3.2分子篩的吸附能力和抗壓強(qiáng)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(duì)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(qiáng)。分子篩在惡劣工況下仍有較強(qiáng)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(qiáng)度,而分子篩機(jī)械強(qiáng)度有限。所以,改造方案中同時(shí)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(qiáng)保護(hù)空氣的能力,保證排放的效果(1)排水設(shè)施的改進(jìn)。在壓縮空氣儲(chǔ)氣罐底部加裝保溫伴熱裝置,為使已凝結(jié)析出的液態(tài)水徹底排出,將壓縮空氣儲(chǔ)氣罐底部的手動(dòng)排污閥改為電子排水器,自動(dòng)排放油/水,減少進(jìn)入過(guò)濾器和干燥器的雜質(zhì)和油污。同時(shí),將油水分離器、除油過(guò)濾器等的浮球式排水器改為電子排水器,定時(shí)排水。此外,在壓縮空氣系統(tǒng)增設(shè)自動(dòng)疏水裝置,以便隨時(shí)將系統(tǒng)中的液態(tài)水排出,保證壓縮空氣的干燥度。(2)干燥器運(yùn)行操作調(diào)整。根據(jù)空氣濕度的不同,對(duì)干燥器的控制器進(jìn)行調(diào)節(jié),適當(dāng)縮短吸附塔的運(yùn)行切換時(shí)間。一般在冬季將運(yùn)行周期從20min改為10min,其他季節(jié)保持不變;另外按照工藝要求,定期檢查并按時(shí)更換吸附劑,及時(shí)檢測(cè)吸附塔壓力變化,監(jiān)測(cè)再生氣量是否充足。(3)空壓機(jī)房通風(fēng)改進(jìn)。針對(duì)夏季環(huán)境溫度過(guò)高,安裝通風(fēng)管路將空壓機(jī)油冷卻器風(fēng)扇的排氣接到室外進(jìn)行高點(diǎn)放空,保證熱空氣不在系統(tǒng)中循環(huán);并且經(jīng)常吹掃油冷卻器,以保證冷卻器始終具有良好的運(yùn)行狀況?？諌簷C(jī)運(yùn)行時(shí)蓋上面板,防止因改變空壓機(jī)進(jìn)風(fēng)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(tǒng)投運(yùn)后,壓縮空氣的品質(zhì)得到了提高,露點(diǎn)溫度實(shí)測(cè)為-35℃,很好地滿(mǎn)足了脫硫現(xiàn)場(chǎng)的使用要求,并且吸附劑的使用壽命也明顯延長(zhǎng)。改造前后壓縮空氣露點(diǎn)溫度的對(duì)比如表2所示(其中儲(chǔ)氣罐前置時(shí)對(duì)吸附劑的采取方式也進(jìn)行了試驗(yàn))。為了更直觀地對(duì)改造后壓縮空氣除水效果進(jìn)行評(píng)估,對(duì)除水量進(jìn)行了詳細(xì)計(jì)算,計(jì)算公式為式中:M為壓縮空氣中帶水量,kg;g為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下飽和空氣的含濕量,g/m3;α為對(duì)應(yīng)工作壓力下的校正系數(shù);ν為壓縮空氣產(chǎn)生量,m3/min;t為時(shí)間,min。結(jié)合壓縮空氣露點(diǎn)溫度換算圖(見(jiàn)圖4)可得:某電廠脫硫系統(tǒng)壓縮空氣壓力0.7MPa下,-3℃壓縮空氣露點(diǎn)對(duì)應(yīng)大氣壓力露點(diǎn)為-23℃。由大氣壓力露點(diǎn)/水分含量表查出-23℃時(shí)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(diǎn)對(duì)應(yīng)大氣壓力露點(diǎn)-50℃,由大氣壓力露點(diǎn)/水分含量表查出-50℃時(shí)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(tǒng)改造方案通過(guò)改變壓縮空氣流程,將壓縮空氣儲(chǔ)氣罐由后置變?yōu)榍爸?利用北方地區(qū)冬季室內(nèi)外的巨大溫差,使壓縮空氣在儲(chǔ)氣罐冷凝結(jié)露,減輕了其后干燥分離設(shè)備的工作負(fù)荷。同時(shí),輔以本文提及的其他措施,得到了高品質(zhì)的儀用壓縮空氣,保證了脫硫系統(tǒng)氣動(dòng)控制設(shè)備的正常運(yùn)行。本文改造方案對(duì)北方地區(qū)電廠具有借鑒意義。華北某海濱電廠2×600MW機(jī)組濕法脫硫系統(tǒng)廣泛使用氣動(dòng)控制閥等氣動(dòng)部件,終端用氣點(diǎn)在300個(gè)以