(浙江经茂节能技术有限公司 浙江省杭州市 310000)
摘要：热电厂通过实施集中供压缩空气系统，采用蒸汽驱动空压机替代分散式电机驱动空压机，在提高热电厂能源效率的同时，可减少供热分区内企业耗电量，达到节能降耗的目的。
关键词：蒸汽驱动；集中供气；空压机；
压缩空气是仅次于电力的第二大动力能源，在工业领域中应用广泛。但是，它的生产成本较高，根据全生命周期理论分析，压缩机的采购费用只占全生命周期成本的10%左右，而压缩空气生产的能源费用占70%左右。
目前，我国工业园区多采用分散的压缩空气供应系统，且大部分为电机驱动，生产成本较高、能源综合利用效率低下。而采用蒸汽驱动空压机集中供应压缩空气，能源综合利用效率高、标煤耗率下降、污染物也相应减少，并有利于集中处理和采用先进的处理技术。通过集中供应压缩空气，可有效替代区域内现有的分散小空压机，降低区域能耗总量，改善区域投资环境。同时，可利用区域内热电厂产生的富余蒸汽，实现集中供热、供电、供气，提高能源综合利用效率，节能环保社会效益明显。
1分散式压缩空气供应系统现状调查
某热电厂的供热分区内的印染企业通常为全年不间断连续运行，要求空压站也全年不间断供气，经现场踏勘和调研，目前区内的印染企业基本采用电机驱动的分散式压缩空气供应系统，压缩空气系统的耗电量约占企业总耗电量的20%-30%，耗电量较大。
调查范围内印染企业的电动空压机运行负荷为2118Nm3/min，低压的普通生产用气压力为0.5~0.8Mpa，普通生产用气对压缩空气的品质以及供气可靠性的要求稍低，因此，可以采用蒸汽驱动的空压机来供应低压的普通生产用气。
2热电厂压缩空气站装机方案
根据调查数据，压缩空气用户的压力范围为0.5~0.8MPa，考虑供热分区内的印染企业较集中，最远的压缩空气用户距离热电厂约4.5公里。综合考虑用户压力要求及沿途压缩空气管损，结合用户分布情况，拟定热电厂压缩空气站供气压力出口参数为0.9MPa（G）。压缩空气站的平均压缩空气负荷2848Nm3/min，配置3台背压式汽轮机和离心式空气压缩机，单台空压机额定产气量750Nm3/min，设备参数见表1。
表1 热电厂离心式空气压缩机组参数
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从热电厂的母管上引出一路主蒸汽管接至压缩空气站的背压式汽轮机的主蒸汽母管，进入背压式汽轮机的中压蒸汽带动离心式空压机做功，产生0.98MPa 的低压蒸汽对外供热。压缩空气经空气过滤器过滤后，通过离心式空压机压缩至 0.90MPa。压缩空气在通过压缩热再生干燥机干燥处理后，压力露点降低至-20℃，随后压缩空气经由空气过滤器将含尘粒径和含尘量降低到满足下游用户品质的水平，设置两路输气母管供应至用户端。
3技术经济分析
热电厂压缩空气站方案投资费用为16620万元，项目经营期按20年计算。财务评价按设定投资方内部收益率为10%反测经营期压缩空气销售价格。技术经济分析见表2。
表2 技术经济分析
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4集中供压缩空气节能量分析
（1）蒸汽驱动空压机能耗分析
对蒸汽驱动空压机使用小汽轮机拖动，汽轮机进汽为9.1MPa/535℃的蒸汽，排汽参数为0.98MPa/270℃的低压蒸汽外供，单台空压机铭牌出力750Nm3/min。蒸汽驱动空压机能耗计算如下：
按照单台背压式汽轮机铭牌需汽量36t/h、单台空压机实际运行时生产压缩空气量706Nm3/min计算，实际运行需要的蒸汽量：
36t/h×706Nm3/min÷750Nm3/min=33.89t/h。
年工作时间6000h，3台空压机实际运行年需蒸汽量：
33.89t/h×300d×20h/d×3台=610020t。
汽轮机进汽焓值3471kJ/kg，排汽进汽焓值2864.48kJ/kg，3台空压机年需蒸汽量相当的热量：
610020t×（3471kJ/kg-2864.48kJ/kg）=369989GJ/a。
折合标准煤：
369989GJ/a×0.03412tce/GJ=12624tce。
表3 蒸汽驱动空压机能耗分析
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（2）分散式电机驱动空压机能耗分析
该供热分区内的现有空压机状况见表4。
表4 分区内现有空压机状况
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投入使用的空压机设备负载率普遍在70%左右，年工作时间6000h，分散式电机驱动空压机年用电量：16141kW×70%×6000h =6779.22万kWh。
折合标准煤：6779.22万kWh×2.89tce/万kWh =19591.94tce。
（3）节能量分析
采用蒸汽驱动空压机替代分散式电机驱动空压机年节能量：19591.94tce -13225.12tce=6366.82tce。
5结论
综上所述，热电厂实施集中供压缩空气可有效替代区域内现有的分散小空压机，变分散为集中，热电厂可实现集中供热、供电、供气。某热电厂设计流量为2118Nm3/min的集中供压缩空气系统投资费用为16620万元，总投资收益率为8.03%，投资回收期10.43a。采用蒸汽驱动空压机替代分散式电机驱动空压机年可节约标准煤6366.82tce，可提高能源综合利用效率，节能环保社会效益明显。
参考文献：
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