压缩空气作为一种重要的动力源,广泛应用于制药、电力、化工、食品等工工业领域。压缩空气系统是火电机组中不可或缺的公用系统,热机、热控、除灰、脱硫等系统需用到压缩空气,保证压缩空气系统的安全,从某种程度上讲也就是保证全厂电力生产的安全。在压缩空气的气源净化处理过程中,除水是必要的一个环节,如何高效去除压缩空气中所含水分,对于火电机组安全经济运行具有重要意义。常规除灰用气干燥系统利用微热再生干燥器对压缩空气进行干燥,我国北方地区冬季雨雪天气较长,空气湿度增加,使得微热再生干燥器的负载增大,导致干燥器除湿能力下降,容易造成室外输气管道结冰堵塞等问题,影响机组的安全运行。本文结合我国北方冬季环境气温较低的特点,基于湿空气降温析水原理,利用室外冷空气对压缩空气进行降温析水干燥,提出压缩空气凝结换热干燥优化系统。选取某典型2×300 MW机组,在分析机组除灰用气净化干燥系统基础上,搭建凝结换热系统优化模型。对凝结换热的工况特点进行分析后,凝结换热系统中回热器、凝结式换热器选用全焊接板式换热器,换热板片选用超宽通道鼓包板片,并对所选取的换热板片进行数值模拟研究。在数值模拟研究基础上,进行凝结换热系统设计计算。凝结换热优化系统投入工程现场应用后,结合现场实际换热工况特点,基于平均温差计算法,搭建了凝结换热系统耦合变工况计算模型,对部分现场运行数据进行变工况计算分析,并讨论引起数据误差的原因。结果表明计算结果与实际运行参数符合较好,验证了凝结换热系统的可行性。从现场运行数据分析可知,凝结换热系统冬季运行稳定,8 0%以上水分得到有效脱除,满足除灰用气含水量要求,除湿效果良好,压缩空气回热后温度多在23℃～27℃之间,远离了压力露点,达到设计要求,确保了输气管道及用气系统安全。本文研究成果为火电机组除灰用气净化干燥系统提供了新思路,具有实际应用价值。