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摘要：针对600MW亚临界燃煤火力发电机组，分析仪用干燥器的工作原理、工作流程、故障种类和现象，提出仪用干燥器的故障处理方法，提高设备运行的安全性和稳定性。结果表明，每台机组配有两套独立的仪用压缩空气双塔式吸附式再生干燥器系统。每套仪用压缩空气系统包括两只在正常运行中自动定时切换的干燥罐、一只电加热器、一台再生风机、一组四通阀和一根由气动装置控制的转轴。仪用干燥器包括干燥和再生两个环节。在低温或高压下水分被吸附，在高温或低压下水分被解吸。从空压机出来的压缩空气处于一种高压且温度不高的状态；而干燥器中，由再生风机和加热器制造的再生空气具有高温低压的特征。仪用干燥器经常出现的故障包括加热器温度高、仪用干燥器接地、建压失败、四通阀切换故障、干燥器出口压力表读数失去、露点仪显示异常和自动疏水器故障。
关键词：燃煤火力发电机组；仪用干燥器；空压机；仪用压缩空气；水分吸附；再生空气
1引言
仪用压缩空气用于各类气动式仪表、装置和气动执行器、控制阀[1-3]。电厂控制系统要求仪用压缩空气有较高的品质，无油、干燥、纯净[2-4]。从空压机出来的空气，经过两次水分离后，湿度为100%，须进一步干燥后，才能进入储气罐[3-5]。因此，有必要对仪用干燥器的系统工作原理和故障类型进行分析，研究仪用干燥器的故障处理方法，优化运行。
本研究拟针对燃煤火力发电机组，分析仪用干燥器的系统结构、工作原理和流程、故障种类和现象，提出仪用干燥器的故障处理方法，提高设备运行的安全性和稳定性。本文的分析有助于了解仪用干燥器的运行过程、故障类型，认识仪用干燥器的故障处理方法，提高仪用压缩空气的品质和仪用压缩空气设备的运行稳定性，提高机组运行安全性和经济性。
2仪用干燥器系统
以北仑电厂600MW亚临界湿冷燃煤火力发电机组为例进行分析。每台机组配有两套独立的仪用压缩空气双塔式吸附式再生干燥器系统。每套仪用压缩空气系统包括：
（1）两只在正常运行中自动定时切换的干燥罐。一只干燥罐对压缩空气进行吸附、干燥，另一只干燥罐对自身干燥剂进行去湿还原，水分解吸由吸附、再生、吹冷、均压四个阶段构成。
（2）一只电加热器。电加热器用于加热再生风机出口空气，被加热的空气送入干燥罐，对干燥剂去湿还原。
（3）一台再生风机。再生风机由三相电动机用皮带驱动，产生一定压力和流量的气流，在干燥罐再生阶段供加热和再生干燥剂用。
（4）一组四通阀和一根由气动装置控制的转轴。转轴分别连接上、下两个阀芯，四通阀控制着两个干燥罐的进出口通道，实现两个干燥罐干燥再生功能的切换。
3仪用干燥器工作原理
仪用压缩空气来自自然环境中带水的空气。经空压机压缩后，空气温度上升，相对湿度下降。空压机出口的压缩空气为不饱和空气，含有吸入空气的全部水分。当压缩空气的温度下降后,压缩空气的相对湿度逐渐上升,最终达到露点温度，并析出凝结水。
经压缩后的空气温度冷却到环境温度时，析出过饱和部分的水分，此时压缩空气的相对湿度为100%，处于饱和状态。饱和状态的压缩空气须经过干燥器脱水干燥后，才有使用价值。干燥器常利用某些具有吸附水性能的吸附剂，来吸收压缩空气中的水分。常用的吸附剂包括氧化铝、分子筛和硅胶等。
待干燥的压缩空气与吸附剂充分接触时，空气中的水分子扩散到吸附剂上，并因范德华力而被吸附。与此同时，被吸附的水分子因本身的热运动及外界气态分子碰撞，有一部分离开吸附剂表面返回气相，发生脱附。同一时间内，一定温度与压力条件下，当水分子的吸附量与脱附量相等时，就达到了一个动态吸附平衡。
当温度和压力改变时，系统原有的平衡关系将被打破，从而建立一个新的平衡关系。一定温度下，水的吸附量随气相中水气分压增加而增大。一定压力下，水的吸附量随温度增加而降低。在低温或高压下水分被吸附，在高温或低压下水分被解吸。从空压机出来的压缩空气处于一种高压且温度不高的状态；而干燥器中，由再生风机和加热器制造的再生空气具有高温低压的特征。
仪用干燥器包括干燥和再生两个环节，压缩空气交替流经两个充满吸附剂的塔式容器：
（1）干燥环节。一塔在工作压力和高水分分压下进行吸附，仪用空压机出口的湿度为100%的仪用气先经过前过滤器，通过四通阀进入工作的干燥罐，沿干燥罐上升被干燥剂脱水干燥，再通过四通阀和后过滤器，最后输入仪用气储气罐。
（2）再生环节。另一塔在接近大气压的低水分分压下，进行受热解吸，按所设定的程序，切换两塔的交替工作状态。经再生风机加压后的空气，经过电加热器加热，通过四通阀，自上往下进入再生的干燥罐，使得干燥罐中原先吸附了水分的干燥剂获得再生，带水分的废气再通过四通阀、排气电磁阀及消音器排入大气。
干燥和再生两个环节切换模式包括固定时间切换，固定时间为8小时；按照出口仪用气湿度来控制切换，露点温度高于-45℃时切换。
4仪用干燥器故障分析及处理
仪用干燥器经常出现的故障报警包括：
（1）加热器温度高。加热器的接触器跳闸，温控器的温度显示值高，但再生风机仍在运行。等待一段时间后，就地报警可复归，再生流程继续。
加热器温度高的原因包括通风回路阻力过大，冷却风量过小；热电偶与加热棒的距离较近。再生风机因鼓风量小而过载跳闸，加热器因冷却风不足而温度高，甚至电加热器烧损。通风回路阻力过大的原因包括再生风机进口滤网脏污、电加热器出口逆止阀卡涩和未全开、排气电磁阀卡涩和未全开、干燥罐内积存疏水过多、出口消音器堵塞、四通阀切换不到位、建压电磁阀内漏导致干燥罐内存在残压。
（2）仪用干燥器接地。仪用干燥器电源取自汽机公用400VMCC，当电加热器烧损后出现接地报警。仪用干燥器电加热器故障的直接原因是冷却风量过小或失去，具体原因包括通风回路存在阻塞，再生风机的电气开关故障，再生风机的容量偏小。电加热器故障的间接原因在于过热保护不完善。再生风机跳闸后，由于失去了冷却介质，电加热器功率较大，其本体温度上升较快。
（3）建压失败。建压时，排气电磁阀KV4关闭，建压电磁阀KV5开启，干燥罐通过建压电磁阀与节流孔板建压。当干燥罐压力达到仪用气母管压力时，建压电磁阀关闭，再生结束。建压失败的原因包括建压电磁阀开启不到位，排气电磁阀关闭不严，系统其它地方存在泄漏。建压失败后，再生程序中断，就地有较明显的漏气声，阀门状态不到位。先进行复归，再联系检修前来处理。
（4）四通阀切换故障。四通阀切换故障的原因是控制电磁阀漏气或者仪用气管路破裂，导致四通阀卡涩。更换全新的控制气管路后，即可运行正常。
（5）干燥器出口压力表读数失去。原因是压力表损坏，更换压力表，即可运行正常。
（6）露点仪显示异常。露点仪损坏，进行校验，即可运行正常。
（7）自动疏水器故障。自动疏水器故障导致疏水不畅，应定期检查，必要时手动疏水。
5结论
针对600MW亚临界燃煤火力发电机组，分析仪用干燥器的工作原理、工作流程、故障种类和现象，提出仪用干燥器的故障处理方法，提高设备运行的安全性和稳定性。结果表明：
（1）每台机组配有两套独立的仪用压缩空气双塔式吸附式生干燥器系统。每套仪用压缩空气系统包括两只在正常运行中自动定时切换的干燥罐、一只电加热器、一台再生风机、一组四通阀和一根由气动装置控制的转轴。
（2）仪用干燥器包括干燥和再生两个环节。干燥和再生两个环节切换模式包括固定时间控制切换和出口仪用气湿度来控制切换。在低温或高压下水分被吸附，在高温或低压下水分被解吸。从空压机出来的压缩空气处于一种高压且温度不高的状态；而干燥器中，由再生风机和加热器制造的再生空气具有高温低压的特征。
（3）仪用干燥器经常出现的故障报警包括加热器温度高，仪用干燥器接地，建压失败，四通阀切换故障，干燥器出口压力表读数失去，露点仪显示异常，自动疏水器故障。
（4）加热器温度高的原因包括通风回路阻力过大，冷却风量过小；热电偶与加热棒的距离较近。通风回路阻力过大的原因包括再生风机进口滤网脏污、电加热器出口逆止阀卡涩和未全开、排气电磁阀卡涩和未全开、干燥罐内积存疏水过多、出口消音器堵塞、四通阀切换不到位、建压电磁阀内漏导致干燥罐内存在残压。
参考文献
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