（深圳妈湾电力有限公司广东深圳518054）
摘要：发现脱硝空压机长期空载运行后，积极查找资料，仔细检查相关系统，经过严密分析，提出了两种改造方案：一是建立全厂脱硝吹灰气源联络母管，由一台脱硝空压机运行提供气源，减少5台脱硝空压机运行；二是脱硝吹灰气源改由锅炉杂用压缩空气母管供气，减少6台脱硝空压机运行。初步估算每年可节省电量460万—552万千瓦时，以我厂2016年平均上网电价0.50元/千瓦时计算，每年可节约230万—276万元，数月即可收回投资。
关键词：空压机；声波吹灰器；气源；节能改造
0.引言
就地多次巡检发现，我厂#1—#6脱硝空压机绝大部分时间运行在卸载状态，每次加载10秒左右然后卸载一分钟以上，如此加载卸载循环运行，说明空压机功率所留裕量偏大，为践行公司“一固两创”精神，降本增效，建议进行节能改造和优化运行方式，从而减少脱硝空压机的运行数量，节约厂用电，延长设备寿命，节能降耗。
1.概况
1.1我厂6台330MW国产燃煤机组，#1，#2，#3，#5，#6脱硝空压机只供给本机组脱硝声波吹灰用气，#4脱硝空压机除供给#4炉脱硝声波吹灰用气外，还供给尿素车间用气。每台机组的脱硝空压机与脱硫空压机有联络门可以互为备用，脱硝声波吹灰还有本机组锅炉杂用压缩空气可作为紧急备用气源（#1，#2机组暂未连接本机组锅炉杂用压缩空气）。全厂脱硝空压机均采用英格索兰公司的M160-A10型空压机，参数见表1。
1.2我厂每台机组设2台SCR反应器，催化剂设计3层，现阶段两用一备，#1，#2，#3，#4机组每台反应器每层安装3只声波吹灰器，#5，#6机组每台反应器每层安装4只声波吹灰器，全厂脱硝系统均采用GEPowerwave公司的DC-75型声波吹灰器，参数见表1。
表1：声波吹灰器和脱硝空压机参数
1.3脱硝声波吹灰器吹灰方式为连续间隔循环吹扫，#1，#2机组声波吹灰器每三只为一组同时吹扫，#3，#4机组每两只或一只为一组同时吹扫，#5，#6机组每两只为一组同时吹扫。每组每次吹扫持续喷吹10秒，然后间隔65秒（#1，#2为间隔140秒），下一组开始吹扫，如此循环运行。参数见表2。
表2：吹灰器数量、吹灰程序和用气量统计
2.节能分析
2.1由上面表1和表2参数得知，单只声波吹灰器用气量为2.28m³/min（连续喷吹）。
全厂六台机脱硝声波吹灰器同时吹扫的最大用气合计：2.28m³/min×（3只（#1机）＋3只（#2机）＋2只（#3机）＋2只（#4机）＋2只（#5机）＋2只（#6机））＝31.92m³/min。
2.1.1一台脱硝空压机的额定流量为25m³/min，则两台脱硝空压机的额定流量为25m³/min×2=50m³/min，完全可以供全厂六台机的脱硝声波吹灰器运行。
2.1.2改变吹灰程序（1）：如果将脱硝声波吹灰自动程序更改为每机轮流吹扫进行，错开吹扫时间（吹扫间隔见表2，并不减弱吹灰效果），则一台脱硝空压机完全可以供六台机的脱硝声波吹灰器运行，见表3。
表3：脱硝空压机供气量和每台机用气量
2.1.3或改变吹灰程序（2）：如果将脱硝声波自动吹灰程序更改为每组一台吹灰器，缩短吹扫间隔，保持声波吹灰器一小时内总的吹灰次数不变（即不减弱吹灰效果），则一台脱硝空压机完全可以供六台机的脱硝声波吹灰运行：
25.0Nm3/min≥2.28Nm3/min（1台声波吹灰器吹扫最大用气量）×6=13.68Nm3/min。
2.2详细询问尿素车间值班员得知，每周一至周五下午16：00点左右开始制尿素溶液，此时需要用压缩空气，主要目的是在防止尿素颗粒板结，卡死设备，时间为1~1.5个小时。经多次观察，尿素车间用气期间#4脱硝吹灰气源母管压力低至0.35~0.38Mpa而无法吹灰，去就地控制面板检查脱硝空压机一直处于加载状态且排气压力仅有0.52~0.54Mpa，去就地配电柜开关观察电流表指示260A满载运行。由此可见，尿素车间用气量很大，至少超出一台脱硝空压机额定容量，为避免影响脱硝声波吹灰，建议将尿素车间供气独立出来，单独接专用管道至#4脱硝空压机，将#4脱硝空压机改为尿素车间专用空压机（因其对供气质量要求不高，即使压力较低也基本不影响使用，所以虽然用气量超出一台空压机额定容量，还是可以由一台脱硝空压机供气）。#4脱硫空压机通过#4脱硫脱硝联络门作为尿素车间备用气源，只需与#4机GGH吹灰错开时间即可。因尿素车间用气时间很短，随用随启最经济。
2.3脱硫GGH吹灰所需耗气量较大，吹灰时脱硫空压机每加载约40秒然后卸载约10秒往复循环运行，可见脱硫空压机余量不大，而且GGH吹灰是随用随启，间断运行，每6~8小时吹扫一次。目前#4炉GGH吹灰时很难达到规定的压力，尤其是下枪吹扫时母管压力只有0.47Mpa且空压机一直处于额定电流加载状态，不建议接入脱硝声波吹灰气源系统，以免对系统压力产生较大的冲击。参数见表4。
表4：脱硫空压机和GGH吹灰枪参数
2.4目前我厂主厂房一二三期仪用压缩空气联络门保持开启：一期空压机房三台运行一台备用；二期空压机房三台运行一台备用；三
期空压机房二台运行二台备用；其中运行的空压机均长时间处于加载状态。#4炉脱硝声波吹灰器曾有一段时间由锅炉杂用压缩空气母管供气，运行正常。不过杂用母管的压缩空气没有经过干燥塔干燥，是否长期满足脱硝声波吹灰器的要求（可以参考锅炉本体尾部烟道的声波吹灰器），杂用压缩空气母管备用容量是否足够，有待进一步试验来确定。空压机参数见表5.
表5：一二三期空压机参数
3.改造方案
3.1方案一：
根据以上2.1，2.2和2.3节能分析，建立全厂脱硝吹灰气源联络母管并由热工更改吹灰程序，由一台脱硝空压机提供给全厂六台机组脱硝声波吹灰器的气源，其他脱硝空压机（除#4脱硝空压机外）作为脱硝声波吹灰和主厂房一二三期空压机房备用空压机。将尿素车间供气独立出来，单独接专用管道至#4脱硝空压机，将#4脱硝空压机改为尿素车间专用空压机，#4脱硫空压机通过#4脱硫脱硝联络门作为尿素车间备用气源，只需与#4机GGH吹灰错开时间即可。
此方案具有以下优点：
一、工程量小，投资少，只需新增加阀门8个，管道长度共计约243米（以上长度均为大略步测，如需准确数据，需专业测量）；
二、充分利用原有的每期脱硫联络管1B~2B，3B~4B，5B~6B管段（详见全厂脱硝吹灰气源改造系统图），可少布置约150米管道；
三、只需打开#1~#6脱硫联络门即可升级为全厂脱硝脱硫联络共用母管，为以后优化升级留下条件（因脱硝是连续吹灰且用气量很小，脱硫是间断吹灰且用气量很大，所以目前无法满足脱硫脱硝共用联络母管）。
四、将尿素车间供气独立出来，避免了其用气量太大对脱硝吹灰气源系统的冲击，且因其用气时间很短，随用随启最经济。
少运行一台脱硝空压机，以最低空载电流160A计算（在就地脱硫低压段开关电流表上观察，加载时300~200A，卸载时160A），每年最少可节省电量：W=Pt=1.732×U×I×24×365=1.732×0.38×160×24×365=92万千瓦时。
本方案可减少5台脱硝空压机运行，每年可节省电量92万×5台=460万千瓦时，以我厂2016年平均上网电价0.5元/千瓦时计算，每年可节约230万元，数月即可收回投资。
3.2方案二：
根据以上2.1，2.2和2.4节能分析，每台炉开启锅炉本体尾部烟道声波吹灰器气源至脱硝声波吹灰器气源联络门，脱硝声波吹灰器气源改由本机组锅炉杂用压缩空气母管供气。脱硝空压机作为脱硝声波吹灰和主厂房一二三期空压机房备用空压机。将尿素车间供气独立出来，单独接专用管道至#4脱硝空压机，将#4脱硝空压机改为尿素车间专用空压机，#4脱硫空压机通过#4脱硫脱硝联络门作为尿素车间备用气源，只需与#4机GGH吹灰错开时间即可。
其中3.4.5.6号机已将锅炉尾部烟道声波吹灰气源与脱硝声波吹灰气源连接，联络门在关闭状态，仅需将1.2号机锅炉尾部烟道声波吹灰气源与脱硝声波吹灰气源相连接，所需管道较短，阀门仅两个，工程量和投资都很小。
本方案可减少6台脱硝空压机运行，每年可节省电量92万×6=552万千瓦时，以我厂2016年平均上网电价0.5元/千瓦时计算，每年可节约276万元，数月即可收回投资。
4.结束语
4.1为稳妥起见，建议选择改造方案一。
4.2如选择改造方案二，最好进行逐步试验，应分别开启#1~#6机组锅炉尾部烟道声波吹灰气源至脱硝声波吹灰气源联络门，观察锅炉杂用压缩空气母管压力基本不下降，能保持在规定压力运行；否则应及时启动备用空压机运行，或及时恢复到试验前状态。
4.3从统筹全局考虑，如果总计改造费用不大，方案一和方案二最好同步进行，两个方案既可以互相备用，又可以互相隔离互不影响。方案一的全厂联络母管既可以用作全厂脱硝吹灰气源联络母管，又可以用作全厂脱硫吹灰气源联络母管，还可以升级为全厂脱硝脱硫共用联络母管，一次改造为以后各种优化运行方式提供了条件。
参考文献：
[1]《深圳妈湾电厂3、4号机组（2×300MW）SCR脱硝改造工程EPC总承包工程声波吹灰器技术资料》需方：北京国电龙源环保工程有限公司供方：北京光耀环境工程有限公司2012-03第15—17页
[2]《深圳妈湾电厂3、4号机组（2×300MW）SCR脱硝改造工程EPC总承包技术协议》甲方：深圳妈湾电力有限公司乙方：北京国电龙源环保工程有限公司二○一一年十二月深圳第一章技术规范第51—53页
[3]《深圳妈湾电厂烟气脱硝系统运行规程（试用版）》深圳妈湾电力有限公司运行部2013/08/26第56—57
作者简介：
高伟（1981-），男，山东省邹城市人，民族：汉职称：工程师学历：中专。研究方向：电力运行与管理.