微热再生干燥器(660MW机组锅炉培训资料：第8章压缩空气系统)

Posted 2023-05-26

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微热再生干燥器(660MW机组锅炉培训资料：第8章压缩空气系统)

1.1 G系列的喷油式螺杆空压机本体

1.1.1 G系列的喷油式螺杆空压机简介

阿特拉斯.科普柯公司生产的G系列的喷油式螺杆空压机主要分为标准型（P）和全性能型（FF），它是一种集智能化、集成化、环保型、经济而又多样化的机型。其特点主要表现在安装方便（无需基地安装）、经济性和可靠性高、采用电脑监控系统、维护工作量少，以及良好的隔音效果和较大的压力和流量调节范围。

G系列空压机主要包括以下几种：

GA110FF（单级）、

GA250FF（双机头）

GR200FF（两级高压型）、

GA180VSD FF（变频机）

8－1 单级螺杆空压机

表8－1 我公司空压机技术规范

1.1.2 G系列的喷油式螺杆空压机的工作流程

GA－250W－8.5型螺杆式空压机的主要工作元件是两对等直径4齿对6齿阴阳转子，通过阴阳转子密封咬合将空气进行压缩，然后再沿着转子齿轮螺旋方向将经过压缩的空气送到阴阳转子排气口，与此同时在阴阳转子入口也同时形成了负压，这样在大气压作用下，外界空气又重新送到阴阳转子的入口进行下一轮做功。阴阳转子进行工作时的冷却介质是空压机专用油，空压机油用工业水进行冷却。由阴阳转子出口送出的空气中携带有大量的冷却密封油，把这些混有密封油的压缩空气送到油气分离器，利用油气之间的密度差，将油气切向送入油气分离器中，利用重力和离心力原理，对油气进行分离。分离出来的空气送到后冷却器中进行冷却，使其温度降低后，再把空气中的水蒸汽进行凝结，然后送到滤芯式气水份离器中滤除液态水。从气水份离器中分离出来的空气一部分直接送到贮气罐中供主厂房杂用压缩空气，另一部分则要送到压缩空气干燥净化系统，生成更高品质的压缩空气供主厂房的仪表用气。如图：8－2所示：

图8－2 GA－250W－8.5型螺杆式空压机工作原理图

图8－3 压缩空气流程图

图8－4 制冷压缩过程流程图

1.1.3 G系列的喷油式螺杆空压机本体结构部件

空压机本体包括阴阳转子、空气滤清器、油气分离器、汽水分离器、油过滤器、后冷却器、以及油位指示计、泄油阀、压力释放阀、压力表等常规配置。

1）阴阳转子：如图8－6所示，作为空压机的核心工作元件，它是由两对SAP等直径4齿对6齿的阴阳转子，空压机工作时，通过阴阳转子密封咬合将空气进行压缩，然后再沿着转子齿轮螺旋方向将经过压缩的空气送到阴阳转子排气口。它的冷却介质是空压机专用油，空压机油再用工业水进行冷却。

图8－5 压缩空气流程方框图

图8－6 空压机转子工作部分

2）空气滤清器：使用优质高效的干纸滤芯，防尘粒径≥3μm，除尘率≥99.9％，空气滤清器上装有差压测量装置当压差大于0.03Mpa时要清洗。（如图8－6）

图 8－6 空气滤清器

3）油气分离器：利用重力，离心力，和钢丝网捕捉油雾的原理进行油气分离，使油气分离器出口的油含量小于3ppm，上部装有压力维持阀维持油气分离器中的压力在1Mpa左右，在钢丝网的内侧中心高压部分引出一路回油到螺杆转子的润滑油的冷却器的入口。油气分离器通过油气分离使空气中的油滴悬浮粒子去除，油蒸气含量控制在3ppm以下。

.图8－7 油细分离器滤芯

图8－8 油细分离器工作原理图

4）后冷却器：属不锈钢管壳式冷却器，其中经压缩的空气走壳侧，工业冷却水走管侧。

图8－9 气水分离器

1.1.4 G系列的喷油式螺杆空压机的润滑油系统

空压机油系统的主要作用是空压机工作时，阴阳转子阴阳齿之间进行咬合，为了防止阴阳转子密封面因发热而导致转子密封面温度过高，利用润滑油进行冷却，把阴阳转子出口空气中携带的油在油过滤器中分离出来，一部分油送到阴阳转子上，进行再循环。在油气分离器中分离出来的油则送到油冷却器中用工业水进行冷却，然后再送到油过滤器中过滤，重新送到阴阳转子中进行冷却，在油过滤器下部装有排污阀进行定期排污，排除油过滤器中的积水，油气分离器上装有液位计监视液位，空压机要定期补充空压机工作时损耗的油。

另外在GA200－315的空压机系列中，空压机油还有一种是通过风冷的方式，即通过两个轴向冷却风扇对从油气分离器中出来的油进行冷却，因此空压机油冷却器是根据系统实际情况而改装的另外一种油冷却方式。另外，润滑油还对阴阳转子在工作时密封面起到密封作用，防止阴阳转子在输送过程中空气泄漏，以保证空压机的工作效率和容积效率。

图8－10 空压机润滑油系统流程图

1.1.5 G系列的喷油式螺杆空压机冷却水系统

空压机冷却水系统主要是对空压机油进行冷却，冷却水管的进出口装有压力表，用来监视工业水的压力，冷却水进出水管上装有手动蝶阀，正常运行时通过对回水阀的调节，对冷却水进行压力调节。压缩空气系统的冷却水主要用于冷干机的冷凝器和空压机的油冷却器及压缩空气系统中的后冷却器。

工业冷却水水质的主要技术指标：

PH值 8.1

悬浮物小于20mg/L

总硬度 2.67mmol/L

总碱度 10mmol/

硫酸根 35mg/L

氯离子 15mg/L

冷却水温度小于等于33℃

空压机的冷却干燥器是空压机本体上自身配置的内置ID冷冻干燥机，从后冷却器中出来的湿空气被送到冷冻干燥机中通过和制冷剂之间的温差换热，（制冷剂吸收湿空气的热量便蒸发成气体，然后送到活塞式压缩机中进行压缩后送到冷却器中利用冷却水进行冷却，然后再送到制冷剂溶液箱中重复上述的过程。）把湿空气中水蒸汽进行凝结，然后送到自动排水器中，通过滤芯式分离器（采用超细玻璃纤维作为滤芯）将其中的液态水过滤掉，在自动排水器的底部装有自动排水阀，将这部分液态水排至地沟。

1.1.6 G系列的喷油式螺杆空压机的控制

阿特拉斯.科普柯公司研制的电脑控制系统，使压缩机的可靠性和安全性达到了一个全新的水平。它能显示常规的压缩机性能参数（如进、出口温度、压力、油温、运行时间等），同时能连续、正确地监控压缩机工作状态，异常情况报警，并及时提供零部件更换等维修保养信息。此外，还可根据用户需求对各种参数进行设置。如：加、卸载压力，自动开机设置，停机时间等，当用户暂停用气时，控制系统能自动监测并卸载、停机以达到节能效果，再次用气时，压缩机能自动启动，能真正达到自动化运行。并配置适当硬件可实现多台压缩机的集中控制。

1）控制方式

组合式空气干燥器采用微电脑控制自动运行，外箱体设有带背光的液晶显示触摸控制面板，可显示并进行参数设定：主要的指示信号、干燥器运转、排气压力显示、排气温度显示、进气滤网、油过滤器堵塞、A B干燥塔温度、空气入口温度冷凝温度、压力露点温度、加热器的出口空气温度、制冷压缩机的电流。

空压机站按照无人值班设计，每台空压机自身的启/停、联锁、保护功能，由空压机自身的控制装置完成，四台空压机之间的联锁、切换功能则由分散控制系统完成。接口点在控制箱的端子排上。接口信号型式：模拟量为4～20mA直流。开关量为无源干接点，接点容量220V交流；5A、220V直流、3A。

压缩空气的气量调节方式：主要有三种：通过空压机的启/停（ON/OFF）调节方式； 60％－100％气量自动调节装置；延时自动停车和自动启动装置三种气量调节方式。

2）用户控制界面

空压机就地控制面板

图8－11 空压机就地控制面板

A．自动运行：指明压缩机正处于自动运行模式，根据压缩空气的消耗量和参数设定值自动加载，卸载，开机，和关机；

B．电源指示灯：电源接通；

C．总报警灯：如压缩机处于报警工作状态，灯亮，紧急停机，传感器失灵，或故障停机，灯光闪烁；

D．显示屏：显示压缩机的工况参数，维护要求或故障信息；

E．功能键：控制和编程；

F．滚动键：选择显示内容；

G．区位键：到下一个显示区域；

H．启动键：开机。灯1亮，表示控制器处于工作状态（自动运行模式时），人工卸载时灯熄灭；

I．停机键：停机，发光管熄灭，压缩机在卸载工作一段时间后，停机；（约30秒）

S2紧急停机键：在紧急情况下，用此键来进行紧急停机；

S5运行方式开关：钥匙开关用以选择控制模式。

1.2 主厂房压缩空气系统空气干燥净化装置

1.2.1 空气干燥净化装置的结构

内置ID冷冻干燥机：经压缩的热空气通过管壳式热交换器管侧进入预热器和蒸发器到自动排水器，然后采用高效五级离心气水份离器，能够充分的将已被冷却到2℃～3℃压缩空气中的水份分离出来，首先第一级是速度降级，第二级是离心分离，第三级是冲击凝聚，第四级是改变流向，第五级是不锈钢丝网捕雾凝聚泄出。

HAD系列微热再生吸附式压缩空气干燥机：是一种利用多孔性固体物质表面的分子力来吸取气体中的水份，从而获得较低露点温度、干燥洁净气体的净化设备。它采用与水份子直径相近的活性氧化铝为吸附剂，采用国际上最先进的变温变压吸附原理，在常温常压下吸附时，空气中水份子的分压力大于吸附剂中水份子的分压力，水份子进入吸附剂内部，在吸附剂的表面冷凝成水滴，并放出冷凝热，将此热量蓄于吸附塔内，在吸附剂的表面冷凝成水滴，并放出冷凝热，将此热量蓄于吸附塔的上部，再生时，大约5％左右的干燥空气经加热器加热至200℃左右通过再生筒，使吸附剂的吸附能力大大降低，使吸附剂中的水份子溢出，同时蓄于吸附塔内的热量有助于节约加热器的功率。吸附剂经过吸附、再生、吸附循环使用，对压缩空气进行连续不断的吸附干燥处理从而获得深度干燥的气体。

1.2.2 空气干燥净化装置的部件简介

1）贮液箱：用来加装R22即氟里昂制冷剂液体，氟里昂制冷剂液体要定期更换。

2）预冷器：主要作用是回收被蒸发器冷却后压缩空气所携带的冷量，并用这部分冷量来冷却携带大量蒸气的较高温度的压缩空气，从而减轻干燥净化装置的热负荷，达到节约能源的目的。（如图8－12）

图8－12 预冷器工作原理图

3）蒸发器：碳钢圆柱筒体通压缩空气，内置翅片管铝质蒸发器芯，通以氟里昂液体蒸发，吸收热量，其进口采用膨胀阀调节。（如图8－13所示）

图8－13 蒸发器工作原理图

4）气液分离器：蒸汽进入制冷压缩机，该干燥净化装置采用活塞式制冷压缩机，活塞式制冷压缩机采用滑阀来调节制冷剂的压缩量来调节制冷量，调节范围为15％－100％。

图8－14 自动排水器

图8－15 压缩空气微热再生干燥塔

5）气液分离箱：经压缩的蒸气回到气液分离箱中，进行一次换热，然后再送到冷凝器中用工业水冷却，使蒸汽变成液体，送回贮液箱中进行下一个循环流程。

6）自动排水器：干燥净化装置工作时会在预热器及蒸发器中积聚大量的凝结水，如果不及时、彻底排出这些凝结水，冷干机就成了一只贮水器失去了干燥净化装置应有的作用。（如图 8－14所示）

1.2.3 空气干燥净化装置的工艺流程

当饱和状态的压缩空气经薄膜切断阀进入A塔吸附干燥处理，出口空气含水降至露点温度－40℃（即成为干燥成品空气），94％－96％干燥空气经止回阀输入成品空气管线（或经除尘过滤器至用户），另一部分干燥空气（再生用气）通过限流孔板进入电加热器加热升温经单向阀到达B塔对已吸附水的饱和吸附剂进行解析再生，经另一只薄膜切断阀通过消声器排至大气，此为半个周期，约为60分钟，下半个周期则B塔进行吸附干燥，A塔进行解吸再生，一个周期时间为120分钟。

1.2.4 空气干燥净化装置的操作注意事项

1）检查进出口接管已接好（首次使用）；

2）打开进出口阀门，两筒压力为工作压力（0.4－0.6Mpa）；

3）检查电源正常，电压符合要求，控制板电源指示灯已亮；

4）调节操作气动减压阀压力，使得压力表指示为0.2Mpa（首次使用）正常使用时只检查调正；

5）把面板上拨动开关拨向设置位置使控制器处于设置状态，按“启动/代码”钮选定需设置的参数，按“停止/参数”钮设定相对应的参数值T0=60分，T1=50（秒），T2=55（分），T=30（秒），T4=30（分），T5=200℃，T6=20－30℃；必须保证T0 > T1+T2。（首次使用）正常使用只检查设置情况；

6）把面板上拨动开关向运行位置使控制器处于运行准备状态，按下启动按钮，设备开始正常工作；

7）检查面板上温度、时序、状态指示及薄膜切断阀动作是否正确；

8）使用一星期后，请补充分子筛和活性氧化铝；

9）当成品气出现粉尘过多，请部分更换分子筛和活性氧化铝；

10）为避免加热器损坏严禁空载不通气的情况下开机。

1.2.5 空气干燥净化装置出口空气保证品质

1）含油量小于0.01mg/m3

2）出口的固体颗粒尺寸在0.1μm左右

3）干燥剂装填量：1000Kg。干燥剂使用寿命：7～8年

1.3 主厂房压缩空气系统运行方式

1.3.1 概述

主厂房压缩空气系统的主要作用是向系统用户提供符合技术参数要求的压缩空气，以满足系统中如：阀门、仪表用气以及检修、吹扫等杂用用气。防止在自然条件下，空气中含有水和杂质，它会与压缩空气混合在一起流向压缩空气的用户，从而导致系统腐蚀，管道、控制装置及机械内形成渣质沉积，使产品污染，最终造成设备维修困难，影响生产成本。

空压机共配置六台，阿特拉斯.科普柯公司生产，提供杂用和仪用压缩空气，采用四运两备的运行方式。其中A、B、C、D空压机出口配用4台空气压缩机干燥净化装置，并设2台75 m3储气罐；E/F空压机出口母管设1台高效除油过滤器，设2台25 m3储气罐。

压缩空气系统的运行是随着系统用户用气量的变化，空压机自动进行卸载、加载以调整、维持系统压力在既定值。压缩空气干燥净化设备能相应自动匹配空压机的运行状态，最终保证经压缩空气干燥净化设备处理后的压缩空气品质符合标准要求。

1.3.2 具体运行方式

如图8－16所示

整个压缩空气系统正常运行时，空压机采用4运2备的运行方式。

压缩空气供气母管上的电动门常开。

压缩空气干燥净化装置正常运行时3运1备。

图8－16 我公司主厂房压缩空气系统运行方式示意图

1.4 G系列的喷油式螺杆空压机的主要电气元件

1.4.1 G系列的喷油式螺杆空压机主电动机

采用华达电机应用ABB公司技术设计制造的异步电动机

电压等级：6KV

允许电压变化范围：额定电压的±10％以内

允许频率变化范围：额定频率的±15％以内

启动方式：星－三角启动方式（如图8－17所示）

电动机在冷态下的启动次数不少于2次，每次的启动循环周期不小于5min；热态启动不大于2次；电动机可以满足启动时间不超过2～3秒，多次启动。

电动机采用F级绝缘（允许极限温升是140℃），但其温度升高值不得超过B级绝缘（允许极限温升是120℃）规定的温升值。空压机正常运行时，轴承振动值应小于25μm。

1.4.2 制冷压缩机电机

电压等级：380V

启动方式：直接启动

1.5 G系列的喷油式螺杆空压机的操作及运行维护

1.5.1 G系列的喷油式螺杆空压机的启停操作

开机前的检查：打开油汽分离器的手动泄水阀，将停机后的冷凝水排出，否则润滑油使用寿命会缩短且造成轴承烧损；检查油位是否正常，保证油位在油位计的高低限之间，不足时应补充。禁止混用不同牌号的润滑油，补充润滑油时应确定系统内已经没有压力时方可打开加油口盖；观察油位应在停机十分钟后，在运转中油位可能较停机时的油位稍低，检查冷却系统正常。

空压机的启停：按下“ON” 钮空压机开始运转；观察仪表及指示是否正常，若有异常声音、振动、漏油，立即按下“紧急停止”停机检查。注意各指示灯是否有异常指示；排气温度保持在75 ℃～85℃之间。按下“OFF”钮后10～15秒，计时继电器动作，空压机停止，这是为了避免让空压机于重负荷状况下直接停机。当按下“OFF”钮后泄放阀会自动排气（具体操作详见运行规程）。

1.5.2 G系列的喷油式螺杆空压机常见事故及处理

表8－2 空压机系统的常见故障的原因与处理