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1、燃煤电厂烟气脱硫氧化风机的节能实践摘要：近年来社会用电需求的不断增大，电力工程建设数量也逐渐增多。脱 硫工程是目前火电厂建设中一次性投资和持续性运行投入均最高的环保项目，且 企业自身难以获得相应的利润回报。因而，火电厂烟气脱硫工程采用的较为成熟 的石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺中，设备的选型将直接影响整个工程投资的经 济性和技术性。作为整个脱硫运行中比较关键的大型设备，氧化风机的选型是否 合理，直接关系着整个工程的投资及运营效果。本文就燃煤电厂烟气脱硫氧化风 机的节能实践展开探讨。关键词：脱硫；氧化风机；节能引言近些年，我国为控制燃煤电厂大气污染物排放，采取了一系列措施发展清洁 发电技术。未来的
2、510年，是我国电力行业全面建设的关键时期，而控制火电 厂有害气体的排放，是其中的重要课题。为了大幅度减少火电厂大气污染物的排 放，火电厂大气污染物排放标准(GB132232011)对现役机组及新建机组的SO、2NO 、粉尘、汞的排放标准作了更加严厉的规定，现役机组 80%以上的环保设施需x要改造脱硫系统。1 氧化空气系统存在的问题1.故障率高。由于风机振动大、旋转部件不平衡量大、转轴易磨损等原因，罗 茨风机的皮带故障、轴承温度异常升高、风机振动异常等情况经常发生，严重影 响脱硫系统的安全运行。随着罗茨风机使用年限的增长，设备维护量逐渐加大， 设备零部件更换频繁，维护成本也逐渐增高。( 2)能
3、耗高。罗茨风机的输送风 量较为稳定，基本保持不变，罗茨风机的出口压力主要受脱硫吸收塔浆池内液位 和浆液密度的影响，因此当脱硫系统稳定运行时，罗茨风机的输出功率基本稳定。 当机组长期在负荷低或燃煤硫份低的工况下运行时，将向吸收塔内输送过量的氧 化空气，从而造成能源浪费。此外，罗茨风机转子之间和转子与气缸之间的间隙 会导致气体泄漏，使工作效率进一步降低。2 氧化风机的选型通常使用的氧化风机有 3 种，分别为罗茨风机、多级低罗茨风机、多级低速 离心风机和单级高速离心风机各有其最好的适用范围，当流量小、工况稳定时， 罗茨风机是最好的选择；对于中小流量压比 2 以下的应用，多级离心更显优势； 对于高压头
4、（压比超过 2），大流量单级高速离心风机更显优势。3 问题解决措施（1）空气悬浮永磁变频离心风机。空气悬浮永磁变频离心风机是近几年兴 起的新型风机设备，采用一体化结构（高速电机 +离心风机），通过高转速来保 证风量和风压达到设计要求，利用空气悬浮轴承使风机的回转轴在高速转动时处 于悬浮状态。（ 2）单级高速离心鼓风机。单级高速离心鼓风机的工作原理是通 过原动机驱动叶轮高速旋转，由轴向进入叶轮的气流被加速，然后进入扩压腔内 减速，将动能转换成势能（压能）。由于离心风机是通过提高空气流速最终空气 的动能转化为空气的压能，因此，单级离心鼓风机的转速需高达数万转。（ 3） 技术性能对比。工艺设备选型时
5、，主要从生产的适用性、技术的先进性、经济的 合理性等方面考虑，对氧化风机具体选型时，还应考虑风量、可调节性能、电耗、 噪音、运行维护等方面。罗茨风机适用于流量小、工况稳定的条件，但其噪声大、 电耗高、自动化程度低、故障率高、运行维护成本高；单级高速离心鼓风机适用 于流量高、有一定风量调节要求的工况，其噪声、电耗、自动化程度、故障率、 运行维护成本在三种风机中均处于中等水平；空气悬浮永磁变频离心风机风量可 调节范围大，且具有噪声低、电耗小、自动化程度高、故障率低、运行维护成本 方便等优势。4不同烟气流量（S浓度为3955mg/m3）氧化风机控制关系O21.烟气流量为 30%57%THA 时，单台
6、氧化风机运行，风机转速为 630964r/min（2）烟气流量为 57%THA 时，可单台氧化风机满负荷运行或 2 台氧化风机低负荷 运行；（ 3）烟气流量为 57%69%THA 时， 2 台氧化风机运行，风机转速为 630r/min；（4）烟气流量为69% 100%BMCR时，2台氧化风机运行，风机转速为 630964r/min。5 脱硫系统氧化风机节能改造某电厂 300MW 燃煤机组烟气脱硫系统采用石灰石石膏湿法高效脱硫工艺， 一炉一塔配置。氧化风机采用罗茨风机，传动方式为带联，设备参数详见表 1。 经分析，罗茨风机运行效率低、噪声大（风机隔音罩外实测llOdB （A）、故障 率高（根据2
7、018年统计脱硫氧化风机设备缺陷达70条），已经不适应烟气脱硫 系统的运行需要，考虑到氧化风机节能降耗、环保等方面的要求，于 2Ol9 年对 氧化风机进行升级改造。经技术对比分析后，选用空气悬浮永磁变频离心风机替 换原有罗茨风机。升级改造措施为：拆除原有的 l 台罗茨风机，将其更换为空气 悬浮永磁变频离心风机，与剩余的 l 台罗茨风机形成一用一备。原有氧化空气系 统母管保持不变，将更换后的氧化风机出口接至原有氧化空气管道系统。正常运 行时由 l 台空气悬浮永磁变频离心风机向系统提供氧化风。改造后氧化风机的设 备性能参数如表 2 所示。表 l 原有罗茨风机参数表顼吕风量1；升效率电机功率额定屯压
8、噪声NmYkkPa%kwkvA数值50748515038(1250訥16 脱硫改造时氧化风机的选择 根据某电厂实际脱硫系统工艺，原工艺依照燃用低硫设计原则选型，氧化风机选型的最大压头为70kPa,最大流量为1.0X107m3/min,所选风机均为罗茨鼓风机，采用一运一备布置，在有隔音室的前提下，噪声通常在 85dB 以上，噪声 较大，没有风量调节手段。投产运行后，由于燃煤情况的变化，现脱硫设施已不 能满足环保排放限值需要，同时结合火电厂大气污染物排放标准的要求，对 脱硫设施按照燃煤硫份2.0% (5100mg/Nm3)的高硫脱硫系统标准设计。选用氧化 风机压头为132kPa,风量为400m3/
9、min。在氧化风机房利旧的前提下，选择合适 的风机，同时考虑降低噪声和性能可调的要求，对各类型风机进行性价比比较。 在噪声、能耗、自动化程度综合因素条件下选择了单级高速离心风机。单级高速 离心风机投入使用后，运行稳定，性能满足当时选型的要求，实现远程操控，风 机效率高、故障率低、维护量小。风机入口导叶进行风量调节范围宽广，适应脱 硫系统煤种的变化，达到预期的改造目标。7 脱硫系统氧化风机改造后效果分析(1)对脱硫系统的影响。氧化风机改造后设备运行平稳、可靠，排风量和 压升均能满足脱硫系统需要。改造后吸收塔内的浆液成份、石膏结晶和烟气脱硫 效率均无明显变化，因此，氧化风机的改造对烟气脱硫反应基本
10、无影响。( 2) 节能降耗方面。原有脱硫氧化风机的电源电压为6kV，正常运行电流为18.2A, 经测算其实际运行功率约为160.76kW，罗茨风机的比功率为0.028kW/ (Nm3/h)。 改造后，空气悬浮永磁变频离心风机的平均运行功率约为 119.53kW,比功率为 0.021kW/ (Nm3/h)，其节能率为25.65%。该机组的年实际运行时间为7660h， 则节电量为315821.8kWh，按厂用电价为0.4253元/kWh，则单台机组每年节约电 费约 13.43 万元。(3)噪声方面。空气悬浮永磁变频离心风机投运后，氧化风 机房实测噪声约77dB(A)，与原有的110dB (A)相比
11、明显下降。(4)故障率 方面。设备投产运行一年，氧化风机的设备故障率明显降低，运行维护工作减少， 仅需定期对滤网进行清理。结语总体来说，罗茨鼓风机和离心鼓风机两种风机的性能存在各自的优缺点。罗 茨鼓风机相对于离心鼓风机的最大优势是价格；而离心鼓风机相对于罗茨鼓风机 的最大优势是风机效率。因此在电厂烟气脱硫工程的风机选型中，要综合权衡考 虑，以生产上适用、技术上先进和经济上合理的三者统一才是最重要的。参考文献1 周至祥火电厂湿法脱硫技术手册M.北京：中国电力出版社,2019.2 薛建明.湿法烟气脱硫设计及设备选型手册M.北京：中国电力出版社,2019.3 陆 伟 . 燃 煤 火 电 机 组 脱 硫 系 统 氧 化 风 机 的 选 型 J. 科 技 资 讯,2019,(12)：88-89.
燃煤电厂烟气脱硫氧化风机的节能实践
