前 言

    為保護環(huán)境，減少二氧化硫排放量，國家環(huán)保部門(mén)對電廠(chǎng)煙氣排放指標的考核和監督越來(lái)越嚴格,一些電廠(chǎng)也正在逐步進(jìn)行大規模的脫硫系統改造或新建工程，其中增壓風(fēng)機是煙氣脫硫裝置中最主要的輔機之一，是脫硫裝置能否安全和經(jīng)濟運行的關(guān)鍵設備,對增壓風(fēng)機進(jìn)行變頻改造可以提高風(fēng)機的運行效率,提高穩定性，進(jìn)而保證脫硫系統的運行可靠性，同時(shí)還能取得良好的節能效果,達到節能降耗目的。   

    一、 企業(yè)概況

    揚州第二發(fā)電有限公司是江蘇省特大型火力發(fā)電企業(yè), 目前共有4臺600MW燃煤發(fā)電機組。一期1#2#機組采用亞臨界燃煤發(fā)電機組, 二期3#4#機組采用超臨界燃煤發(fā)電機組, 機組安裝的脫硫設施采用的是石灰石—石膏濕法脫硫工藝，即采用石灰石經(jīng)吸收塔吸收二氧化硫，通過(guò)化學(xué)反應產(chǎn)出石膏。   

    工藝流程圖  

    

    鍋爐煙氣經(jīng)電除塵器除塵后，通過(guò)增壓風(fēng)機、進(jìn)入吸收塔, 在吸收塔內煙氣向上流動(dòng)且被向下流動(dòng)的循環(huán)漿液以逆流方式洗滌。循環(huán)漿液則通過(guò)噴漿層內設置的噴嘴噴射到吸收塔中，以便脫除SO2、SO3，與此同時(shí)在“強制氧化工藝”的處理下反應的副產(chǎn)物被導入的空氣氧化為石膏，并消耗作為吸收劑的石灰石。循環(huán)漿液通過(guò)漿液循環(huán)泵向上輸送到噴淋層中，通過(guò)噴嘴進(jìn)行霧化，可使氣體和液體得以充分接觸。每個(gè)泵通常與其各自的噴淋層相連接，在吸收塔中，石灰石與二氧化硫反應生成石膏，這部分石膏漿液通過(guò)石膏漿液泵排出，進(jìn)入石膏脫水系統。經(jīng)過(guò)凈化處理的煙氣流經(jīng)兩級除霧器除霧，在此處將清潔煙氣中所攜帶的漿液霧滴去除。同時(shí)按特定程序不時(shí)地用工藝水對除霧器進(jìn)行沖洗。在吸收塔出口，煙氣一般被冷卻到46~55℃左右，且為水蒸氣所飽和。通過(guò)加熱器將煙氣加熱到80℃以上，以提高煙氣的抬升高度和擴散能力。最后，潔凈的煙氣通過(guò)煙道進(jìn)入煙囪排向大氣。

    二、 系統改造方案可行性

    1 風(fēng)機負載調速節能原理

      風(fēng)機的工作特性圖如下：  

                      

    曲線(xiàn)①為風(fēng)機按轉速N1工作時(shí)的特性曲線(xiàn)，曲線(xiàn)②為風(fēng)機按轉速N2工作時(shí)的特性曲線(xiàn)，③④為風(fēng)道阻力曲線(xiàn)。 

    在第一種負載工況下，風(fēng)機工作在A(yíng)點(diǎn)，風(fēng)量為Q1，風(fēng)壓為H1。如果風(fēng)機仍然按N1速度定速運行，用擋板將風(fēng)量調節為Q2時(shí)，風(fēng)壓將上升到H3，風(fēng)機工作點(diǎn)移到B點(diǎn)。由于擋板的截流作用，風(fēng)道阻力曲線(xiàn)由③變?yōu)棰堋?br />
      在A(yíng)、B兩點(diǎn)，風(fēng)機功率分別為PA＝H1×Q1，PB＝H3×Q2，雖然Q2<Q1，但H3>H1，實(shí)際減小的功率有限。

    如果不采用擋板調節，這時(shí)風(fēng)路阻力特性保持曲線(xiàn)曲線(xiàn)③不變，改用調節風(fēng)機速度來(lái)減小風(fēng)量，風(fēng)機改按速度N2運行，工作特性為曲線(xiàn)②，風(fēng)機工作在C點(diǎn)，風(fēng)量仍然為Q2，但壓力為H2。

    相比B、C兩點(diǎn)，風(fēng)機減少的軸功率為：ΔP＝PB- PC＝（H3 –H2）×Q2 

    在風(fēng)道阻力特性不變的情況下，風(fēng)機的風(fēng)量Q、壓力H、軸功率P和轉速N之間滿(mǎn)足如下關(guān)系（相似定理）： 

    Q∝N，H∝N2,P∝N3

    所以有：  

    就是說(shuō)，通過(guò)調速方式改變風(fēng)機風(fēng)量，風(fēng)量下降一半時(shí)，風(fēng)機軸功率將下降87.5%。 

    2 系統旁路柜控制方式  

      

    基本原理：它是由3組高壓開(kāi)關(guān)柜QF1、QF2和QF3組成。要求開(kāi)關(guān)柜QF2和QF3不能同時(shí)閉合。變頻運行時(shí)，開(kāi)關(guān)柜QF1和QF2閉合，開(kāi)關(guān)柜QF3斷開(kāi)；工頻運行時(shí)，開(kāi)關(guān)柜QF3閉合，開(kāi)關(guān)柜QF1和QF2斷開(kāi)。 

     另外還保留了電機差動(dòng)保護功能,采取重新更換電機中性點(diǎn)CT,將其控制信號接入QF2開(kāi)關(guān)柜內綜保裝置,參與差動(dòng)保護,完善電機保護功能。

    三、節能數據分析:

    1 現場(chǎng)技術(shù)數據：

    設備參數  

     
 
    2工頻/變頻狀態(tài)下的年耗電量計算   四、設備冷卻方式

為了提高高壓大功率變頻器的應用穩定性，解決好高壓變頻器環(huán)境散熱問(wèn)題,根據現場(chǎng)實(shí)際情況采用密閉式空調冷卻,其結構圖如下:

       
     四、設備冷卻方式

    為了提高高壓大功率變頻器的應用穩定性，解決好高壓變頻器環(huán)境散熱問(wèn)題,根據現場(chǎng)實(shí)際情況采用密閉式空調冷卻,其結構圖如下:  

       
 
     冷卻設備主機安裝于變頻器功率柜頂部，該裝置配備兩臺制冷壓縮機。與現場(chǎng)接口簡(jiǎn)單,提供兩路380V交流電源即可,操作方便,維護量少,保護功能完善. 正常運行時(shí)，每段電源各帶一臺壓縮機；當單段電源故障時(shí)，另外一側工作電源帶兩臺壓縮機運行。兩臺壓縮機設備停運時(shí)，可以通過(guò)風(fēng)道回路設置的風(fēng)門(mén)實(shí)現變頻器功率柜自身冷卻，減少冷卻裝置故障對變頻器運行的影響。完整的冷卻系統解決方案，有效減低了輔助系統的故障率,保證設備安全運行.  

    五、結論

    采用變頻調速后，系統實(shí)現軟啟動(dòng)，電機啟動(dòng)電流遠遠小于額定電流，啟動(dòng)時(shí)間相應延長(cháng)，對電網(wǎng)無(wú)大的沖擊，減輕了起動(dòng)機械轉矩對電機機械損傷，降低噪音，降低了震動(dòng)系數,有效的延長(cháng)了電機的使用壽命，減少了檢修維護開(kāi)支，節約大量維護費用,降低了廠(chǎng)用電率,提高了供電率.
總的來(lái)看，增壓風(fēng)機進(jìn)行變頻改造是可行的，它可以提高風(fēng)機的運行穩定性，進(jìn)而保證了機組脫硫系統的運行可靠性，同時(shí)還能取得良好的節能效果。