張艷飛

摘 要：脫硫氧化風機主要被運用在火力發(fā)電廠中，其最主要的目的就是實現(xiàn)電廠煙氣脫硫降耗，對于電廠發(fā)電工作具有很重要的作用。脫硫氧化風機的能耗較大，對脫硫氧化風機進行變頻改造具有十分重大的意義。本文以脫硫氧化風機變頻改造需求為切入點，針對脫硫氧化風機變頻改造方案進行了論述分析。

關鍵詞：脫硫氧化風機；變頻改造；節(jié)能效果

1引言

2014年9月份國家3部委頒布了《煤電節(jié)能減排升級改造行動計劃 2014-2020》，因煙氣排放在線檢測系統(tǒng)完善和強制實施，達不到標準會面臨巨額罰款，這意味著今后不僅新建燃煤電廠要分區(qū)域先后達到近零排放，而且對現(xiàn)有機組也要逐步通過升級改造達到規(guī)定的節(jié)能減排標準。對脫硫氧化風機進行變頻改造是實際工作不斷發(fā)展進步的需求，其應該根據(jù)電廠用煤含硫量、脫硫量及脫硫速率等實際數(shù)據(jù)進行變頻方案設計，再結(jié)合現(xiàn)有氧化風機的基本性能特點對其進行變頻改造，實現(xiàn)脫硫過程的變頻控制。

2脫硫氧化風機變頻改造的問題

某火電廠有2臺1000 MW超臨界燃煤發(fā)電機組，機組同期配套建設2臺石灰石—石膏濕法煙氣脫硫裝置，脫硫系統(tǒng)燃煤含硫率按照1.8 %設計，與機組同時投入運行。目前，脫硫裝置節(jié)能運行越來越受到重視，脫硫裝置中能耗大的設備如增壓風機、循環(huán)泵、濕磨機、真空泵，都要求充分考慮節(jié)能運行的要求。但該電廠的氧化風機原設計為定轉(zhuǎn)速羅茨風機，只要脫硫裝置投運，風機必須投入，定速的特點決定了氧化風機能耗基本與煙氣和SO2負荷無關，在低硫、低負荷下電能浪費過大。為進一步實現(xiàn)節(jié)能運行，提出將氧化風機改為變頻運行的設想。通過變頻改造，氧化風機實現(xiàn)在不同煙氣流量和SO2負荷下改變流量達到最佳出力，從而降低運行電耗。

本工程氧化風機選用美國德萊賽RAS-J2022型羅茨風機，風機設計流量17500 m3 /h，設計壓力為100 kPa，設計流量下風機轉(zhuǎn)速為964 r/min，軸功率為610 kW，額定功率為710 kW。每臺吸收塔配置3臺氧化風機，風機的運行方式為2用1備，共6臺氧化風機。

3脫硫氧化風機變頻改造方案分析

為減少投資和改造量，仍然保留原運行良好的氧化風機，僅在其電機部分增加變頻器及相應的機柜。氧化風機改造后的主要特點如下：

1）根據(jù)設備廠家的要求，正常運行的情況下，氧化風機可調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)速范圍為630～964 r/min。隨著風機轉(zhuǎn)速的降低，有部分空氣會在風機內(nèi)部回流，造成風機排風不暢以及溫度上升。溫升達到一定限值時會造成風機損壞，所以風機轉(zhuǎn)速應嚴格限制在一定范圍內(nèi)。

2）氧化風機在調(diào)速運行中，2臺并聯(lián)的風機均可同步下降或上升，并且不會產(chǎn)生搶風問題。

3）氧化風機電耗近似看成與流量成線性關系。改造后的氧化風機采用變頻運行方式，其轉(zhuǎn)速會隨變頻值改變，進而改變氧化風機的流量，最終達到降低電耗的效果?？紤]到氧化風機本身使用可靠性較高，從節(jié)約造價、減少占地面積的角度出發(fā)，每臺吸收塔配置的3臺氧化風機中，只選用2臺安裝變頻器，每臺710 kW風機的變頻器運行時最大電耗約為25 kW。

4脫硫氧化風機的節(jié)能效果分析

氧化風機節(jié)能效果直接由其運行的流量和揚程決定。變頻氧化風機的揚程在不同運行工況下差別不大，因此節(jié)能運行主要體現(xiàn)在對流量的調(diào)節(jié)上。氧化風機主要用于系統(tǒng)CaSO3 的氧化，而CaSO3 生成量又由脫除掉的SO2決定，煙氣負荷和SO2濃度負荷直接決定了需要的氧化風量。因此當煙氣負荷或SO2濃度負荷降低時，可對氧化風機實施變頻運行以獲得最優(yōu)出力。

電廠設計運行工況：負荷為100 % BMCR，含硫量為1.8 %，假定SO2脫除負荷比例為1.0。但實際運行中，煙氣負荷與SO2濃度負荷隨時都在波動，為研究節(jié)能效果，需考慮長期平均工況作為參照對象。根據(jù)電廠實際情況，運行負荷按30 % THA～100 %鍋爐最大額定出力（BMCR）考慮，燃煤含硫量按0.8 %～1.8 %考慮，脫硫效率按95 %設計。為簡化起見，假定負荷百分數(shù)與煙氣量成線性關系。根據(jù)上述要求，對下述5種運行工況進行統(tǒng)計分析。

1）運行工況1：負荷為30 % THA，燃煤含硫量為1.8 %，假定SO2脫除負荷比例為0.35；

2）運行工況2：負荷為50 % THA，燃煤含硫量為1.8 %，假定SO2脫除負荷比例為0.52；

3）運行工況3：負荷為100 % THA，燃煤含硫量為1.8%，假定SO2 脫除負荷比例為0.95；

4）運行工況4：負荷為100 % BMCR，燃煤含硫量為1.2 %，假定SO2 脫除負荷比例為0.667；

5）運行工況5：負荷為100 % BMCR，燃煤含硫量為0.8 %，假定SO2 脫除負荷比例為0.444。

SO2脫除負荷直接決定了風機流量，不同運行工況下氧化風機的開啟數(shù)量和流量出力見表1。

在鍋爐全年運行工況中，實際燃煤含硫量為1.2 %的約占80 %，含硫量為1.8 %的約占15 %，含硫量小于1.2 %的占5 %（按燃煤平均含硫量0.8 %進行節(jié)能估算），根據(jù)表1與表2分析，通過采用變頻氧化風機，全年可節(jié)電3929.8 MWh。

5結(jié)語

（1）本工程定轉(zhuǎn)速的羅茨風機改造成變頻運行方式，氧化風機本體不用改變，流量變頻調(diào)節(jié)范圍為63.6 %～100 %，電機選用普通電機加高壓變頻器及相應機柜。高壓變頻器屬成熟產(chǎn)品，在使用環(huán)境和布置上均可滿足要求。

（2）按30年運行時間考慮，采用變頻器后在各種運行方式下耗電量均有降低，但節(jié)約費用差距較大，這主要是與氧化風機投入數(shù)量和出力有密切關系。

參考文獻

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