脱硫风机

脱硫风机（精选6篇）

脱硫风机 篇1

0 引言

近年来, 国家环境保护督查的重点内容逐渐转向火力发电企业脱硫装置的运行情况, 保持脱硫装置“长期、稳定、高效、达标”投运是企业顺利通过国家环保核查的基本要求。国家环保部“环办【2009】8号文”及《燃煤发电机组脱硫电价及脱硫设施运行管理办法》中均明确规定:“脱硫设施投运率在90%以上的, 扣减停运时间所发电量的脱硫电价款;投运率在80%-90%的, 扣减停运时间所发电量的脱硫电价款并处1倍罚款。”。受脱硫增压风机故障的影响和制约, 造成脱硫增压风机停运检修, 进一步导致脱硫投运率不足, 在这种情况下, 因主机脱硫停运, 使得火电企业面临被迫停运和增发电量接受处罚的境地。

1 锅炉引风机带脱硫装置运行试验前准备工作

1.1 锅炉引风机带脱硫装置运行的可行性论证

1.1.1 烟气通过脱硫装置所需要消耗的总压力。

如图1所示, 通过查询2号机组分别在150MW和200MW工况下增压风机出口压力的历史运行曲线, 发现在这两种负荷下, 脱硫烟气在1500Pa、2000Pa的初始压力下, 就可以克服脱硫装置的烟气系统阻力, 进一步满足烟气脱硫的需要。

1.1.2 锅炉引风机能为脱硫烟气提供的压力。

根据设计要求, 锅炉引风机的总压力为4450Pa, 在负荷170MW的工况下, 2号机组引风机静叶开度、运行电流、相对额定电流分别为40%、100A、238A。

通过对比分析上述运行工况, 在较低负荷下, 可得出锅炉引风机可以提供足够的压头, 使得锅炉尾部烟气进一步克服脱硫装置的系统阻力, 进而对烟气进行脱硫处理, 然后进行排放。机组实际能带的最大负荷点, 可以在实际运行中通过试验确定。

1.2 试验相关的保护逻辑修改工作

1.2.1增加锅炉MFT时保护开启脱硫旁路挡板, 关闭原烟气挡板逻辑 (原为锅炉MFT连锁跳增压风机, 再由增压风机连开旁路挡板) 。

1.2.2屏蔽2号增压风机入口压力超-1000Pa至500Pa范围, 保护联开旁路挡板逻辑 (试验时增压风机入口压力将超过500Pa) 。

1.2.3 屏蔽2号增压风机停运, 旁路挡板联开逻辑。

1.2.4 屏蔽2号增压风机动叶开度小于10%联开旁路挡板逻辑。

1.3 编制2号脱硫装置进烟步骤运行措施

1.3.1 号机组负荷降至150MW, 保持磨煤机A、B、C运行, 保持磨煤机A煤量在20t/h左右, 煤质尽量好。

1.3.2 试验小油枪投入正常。

1.3.3 脱硫吸收塔系统投入运行。

1.3.4 联系集控, 2号脱硫装置准备进烟。

1.3.5 开启2号脱硫装置净烟气挡板。

1.3.6 开启2号脱硫装置原烟气挡板。

1.3.7 在关闭旁路挡板前, 机组不应进行其它任何操作, 值长应通知外围各专业停止可能影响到主机运行的操作。

1.3.8机组长安排巡检两名分别到旁路挡板及引风机处, 拿好对讲机及巡检工具, 在关闭旁路门时加强和机组长联系。

1.3.9脱硫值班员先手动缓慢关闭2号机组脱硫旁路挡板1, 在关闭旁路挡板时, 机组长应注意锅炉炉膛压力波动情况, 加强监视锅炉引风机的运行电流、振动、出入口压力、各部温度的波动情况, 防止引起引风机喘振。在开大引风机静叶时, 应注意保持静叶开度不能大于90%或保证引风机电流不大于230A。在关闭旁路挡板时, 如炉膛负压变正可适当降低机组负荷, 负荷最低可降至135MW, 在降负荷过程中如发现燃烧不稳可投入小油枪助燃。机组长在监盘时如发现异常立即通知就地停止旁路挡板关闭工作, 若引风机振动、出入口压力、参数及锅炉炉膛压力波动有异常增大趋势且不能控制, 立即全开旁路挡板。

1.3.10脱硫值班员手动缓慢关闭2号机组脱硫旁路挡板2, 在关闭旁路挡板时, 机组长应注意锅炉炉膛压力波动情况, 加强监视锅炉引风机的运行电流、振动、出入口压力、各部温度的波动情况, 防止引起引风机喘振。在开大引风机静叶时, 应注意保持静叶开度不能大于90%或保证引风机电流不大于230A。在关闭旁路挡板时, 如炉膛负压变正可适当降低机组负荷, 负荷最低可降至135MW, 在降负荷过程中如发现燃烧不稳可投入小油枪助燃。机组长在监盘时如发现异常立即通知就地停止旁路挡板关闭工作, 若引风机振动、出入口压力、参数及锅炉炉膛压力波动有异常增大趋势且不能控制, 立即全开旁路挡板。

1.3.1 1 旁路挡板全关后, 系统全面检查一次。

1.3.1 2 若运行1小时后, 工况正常, 可尝试增加机组所带负荷。加负荷时注意加强集控和脱硫联系, 密切关注

前述各相关参数, 发现异常立即停止加负荷工作。

1.4 编写运行注意事项及异常事故处理

1.4.1 机组带固定负荷运行, 在有操作时, 集控机组长、脱硫班长应加强联系。

1.4.2运行中机组长注意密切监视锅炉引风机的运行电流、振动、出入口压力、各部温度的波动情况。若引风机发生喘振、引风机振动、出入口压力、电流或锅炉炉膛压力波动有异常增大趋势且不能控制, 立即全开旁路挡板。

1.4.3挡板全关后前4小时, 每30分钟到就地检查一次引风机的运行情况, 并做好记录。4小时以后按正常巡回检查制要求进行巡检工作。

1.4.4在进行锅炉吹灰、排污等定期工作时, 机组长应提前和脱硫联系。在进行操作时, 操作应缓慢进行, 防止出现炉膛负压的大幅波动。

1.4.5加强对各运行磨煤机的检查和监视。值长应通知燃运保证2号炉煤质, 防止断煤、堵煤等情况的发生;在运行中如必须进行切换磨煤机运行时, 操作应缓慢进行, 防止造成锅炉负荷、压力的大幅波动。

1.4.6锅炉风量调整应缓慢进行, 不要大开大关, 防止造成炉膛负压的大幅波动, 在进行锅炉吹灰时, 可将引、送风机全部放在手动位置。

1.4.7 值长应督促灰控加强对捞渣机的检查, 防止因捞渣机的故障造成机组负荷的变化。

1.4.8 在运行中如发生MFT动作、锅炉灭火等异常情况时, 应按照规程相关规定进行处理。

2 锅炉引风机带脱硫装置运行试验的实施

根据事先的论证, 结合预想方案, 通过试验对锅炉引风机替代增压风机投运脱硫装置进行验证, 试验非常顺利, 机组运行稳定, 相关运行参数如表1所示。

注:引风机B静叶卡涩, 开度受限制.

3 脱炉引风机带脱硫装置运行经验总结

3.1脱硫装置投运时, 实际是靠关闭旁路挡板提高脱硫装置入口压力, 将烟气送入吸收塔进行脱硫。此过程必须缓慢进行, 集控和脱硫加强联系, 防止引风机发生喘振, 造成锅炉负压不稳等不安全现象。在挡板关闭初期压力升高不明显, 旁路挡板1可适当快速关闭, 当旁路挡板2关到50%以下, 引风机出口压力升高到1KPa以上时, 对引风机运行影响较大, 必须缓慢进行。

3.2脱硫装置停运时, 旁路挡板前的压力处于最高点, 此时开启一点点, 烟气节流效果非常突出, 此时旁路挡板开启速度过快, 对引风机和炉膛负压影响非常大。操作时, 必须非常谨慎, 集控和脱硫要加强沟通, 控制好引风机运行状态和炉膛负压确保机组运行稳定。

3.3引风机带脱硫运行机组, 通过对低硫份、高热值的优质煤进行燃烧, 能够确保锅炉运行的稳定性, 机组运行参数正常, 运行中机组负载固定的负荷, 固定磨煤机运行, 加强监视运行的磨煤机, 为了保证锅炉运行的安全性, 切换磨煤机、大幅加减风量等调整操作尽可能避免。

4 试验存在的问题及应对

4.1 引风机喘振问题及应对。

对于锅炉引风机来说, 原设计运行工况出口通常为微负压, 现在出口运行压力为1700Pa, 在运行过程中, 锅炉引风机性能曲线发生平移, 进而容易发生喘振, 对其运行的安全性构成影响。

在关闭旁路挡板时, 在一侧挡板关完后, 就地检查引风机声音明显发生变化, 当引风机出口压力升至1KPa以上时, 引风机A、B会出现明显的抢风现象, 随着引风机出口压力的升高, 引风机的电流波动较大, 比较难控制, 如调节不好, 一侧风机会带不上负荷, 电流回到空载电流附近 (90A左右) , 而另一侧电流会明显增大, 而且电流减小的风机静叶会因为出口压力的升高而出现卡涩, 操作不动的现象, 而且振动值明显上升 (振动值上升约20цm左右) , 就地检查风机声音异常, 有喘振迹象, 出现此问题后, 需开大旁路挡板, 待引风机出口压力降低后将引风机电流两侧调整正常后才能重新开始关闭旁路挡板。当出现此种情况时, 既对引风机安全运行威胁较大, 而且会影响到炉膛负压的变化, 影响锅炉燃烧的稳定。

针对引风机易发生喘振问题我们可以采取以下运行措施来预防: (1) 脱硫装置投、退时, 引风机就地派值班员严密监视, 及时掌握现场情况, 集控和脱硫加强联系, 缓慢操作, 及时调整, 确保引风机不发生喘振, 脱硫稳定投退, 锅炉炉膛负压平稳, 机组运行安全; (2) 在关闭旁路挡板时, 在引风机出口压力升至1k Pa以上时, 引风机A、B会出现明显的抢风现象, 在操作时尽量切为手动调整, 并特别注意控制引风机A、B的电流, 尽量保持两侧电流偏差不超过5A, 挡板关完后, 引风机、送风机调整解列为手动调整, 运行磨煤机尽量固定, 加强对运行磨煤机的检查维护, 尽量避免进行切换磨煤机的操作, 风量调整适应缓慢进行, 避免风量大幅波动; (3) 机组运行中带固定负荷, 如需进行小幅加减负荷工作时, 机组长应与脱硫班长沟通联系后再进行调整, 并安排值班员到引风机就地进行检查; (4) 要求各运行值当班期间做好引风机喘振事故预想, 一旦发生异常时能做到心中有数、沉着应对。

实践证明, 为了避免和防止引风机喘振带来的不利影响, 通常情况下, 需要做好以上四点共走。

4.2 旁路挡板漏烟问题及应对。

在运行过程中, 引风机带脱硫装置的旁路挡板前压力在1000Pa到2000Pa, 与平时运行的微负压相比, 要高出许多, 在这种情况下, 旁路烟气泄漏比较严重。

进行停机检修时, 对旁路挡板的密封情况进行处理和改善, 在一定程度上降低旁路挡板密封缝隙;对密封风系统的畅通性, 以及分布的合理性进行检查;在运行过程中, 确保挡板密封风系统正常投运, 与旁路挡板前烟气压力相比, 确保挡板密封风压力高出500Pa, 进一步减少烟气的泄漏, 满足相应的环保要求。

4.3 引风机出口膨胀节及烟道正压运行问题及应对。

对于引风机来说, 当出口膨胀节, 以及烟道设计正常时, 通常情况下为负压运行, 现为1000Pa以上的正压运行, 造成部分地方存在烟气泄漏。

4.4 机组可带负荷较小, 整体电耗相对升高。

正常情况下, 去掉脱硫增压风机且机组带满负荷, 必须对锅炉引风机进行扩容改造。当前锅炉引风机带脱硫运行可作为脱硫增压风机故障, 需长时间停机检修情况下的应急方案。

5 锅炉引风机替代增压风机投运脱硫装置运行技术综合经济性分析

5.1 增压风机故障期间主机停运的经济性分析。

机组每天平均负荷240MW, 根据计算15天少发电:240×24×15=8640万kwh, 上网电价按0.3元/kwh计算, 那么该发电厂损失近2592万元, 同时扣除发电的平均成本0.2元/kwh, 这时, 发电厂净利润损失864万元。

5.2 增压风机故障期间主机运行、脱硫停运的经济性分析。

主机投入运行时, 当月脱硫停运率不满足80%, 环保按“投运率低于80%的, 扣减停运时间所发电量的脱硫电价款并处5倍罚款。”在这种情况下, 需要扣减该期间发电脱硫电价0.015元/kwh的6倍, 也就是每度电扣减0.09元。

5.3 增压风机故障期间主机运行, 引风机带脱硫运行的经济性分析。

对于机组来说, 如果每天平均负荷160MW, 扣除投运准备和故障恢复期5天, 在10天内, 该发电厂的发电量, 根据计算为160×24×10=3840万kwh, 上网电价按0.3元/kwh计算, 那么该发电厂获电价款为1152万元, 同时扣除发电成本0.2元/kwh, 这时发电厂的净利润为384万元。

增压风机故障期间三种运行方式的经济性分析汇总如表2所示。

由表2三种运行方式经济性对比分析可看出, 在增压风机故障期间选择主机运行, 引风机带脱硫运行方式, 企业的净收益最大。

6 结论

在检修脱硫增压风机故障的过程中, 通过锅炉引风机对增压风机进行代替, 进一步使脱硫装置投入运行, 对于企业来说, 这时解决增压风机故障问题的创新方案。一方面保证了脱硫装置的投运率, 另一方面给企业增发了电量, 在一定程度上为火电企业赢得显著的经济效益和社会效益。本方案也可作为火电机组雨季低负荷运行时, 停运增压风机, 节能降耗的运行优化方案。

摘要：脱硫装置的投运率不低于90%, 是当前我国环保法规对火电企业脱硫装置运行的基本要求, 而脱硫增压风机故障检修常使火电企业因环保问题面临主机被迫停运和增发电量的两难选择, 本文通过介绍脱硫增压风机故障检修情况下, 用锅炉引风机成功代替增压风机, 使脱硫装置投入运行的技术创新实例, 为企业解决增压风机故障问题提供了较好的思路;也可作为火电机组雨季低负荷运行时, 停运增压风机, 节能降耗的运行优化方案。

关键词：湿法脱硫,增压风机故障,投运率

参考文献

[1]曾庭华, 杨华, 马斌, 王力.湿法烟气脱硫系统的安全性及优化[M].中国电力出版社, 2004.

[2]周至祥, 段建中, 薛建明.火电厂湿法烟气脱硫技术手册[M].中国电力出版社, 2007.

[3]曾庭华, 杨华, 廖永进, 郭斌.湿法烟气脱硫系统的调试、试验及运行[M].国电力出版社, 2008.

[4]宋红兵, 段传和.湿法烟气脱硫装置系统培训教材[M].大唐环境科技工程有限公司, 2012.

脱硫增压风机变频改造逻辑优化 篇2

我公司每台机组的脱硫系统均配备了一台增压风机,用于克服脱硫系统中烟气挡板、吸收塔及系统内部各个组件部件所造成的烟气压降。在改造前,增压风机是在工频运行的情况下,采用传统的挡板调节才控制风量的多少,即通过风机调整风机的静叶开度来进行负荷调节,静叶阀门的频繁操作,阀门的可靠性也有所下降,同时电机采用定速即全速运行方式,能耗大及维护难度加大的,尤其是在机组低负荷运行的情况下。在工频运行启动增压风机时电流可达到额定电流的六倍多,其带来强大的冲击会降低风机电机的使用寿命。而对增压风机进行变频改造则可以有效的解决能耗大及损耗的问题。

1 增压风机控制系统

1.1 增压风机DCS控制系统

增压风机DCS控制系统采用国电智深公司的EDPF-NTII分散控制系统。EDPF-NTII分散控制系统是一个融计算机、网络、数据库和自动控制技术为一体的工业自动化产品,采用了控制分散、操作和管理集中的基本设计思想,能很好的实现自动控制、信息管理一体化设计。

1.2 逻辑修改

增压风机有工频和变频两种运行方式,如下图:QF为增压风机运行总开关;DL3为增压风机工频运行开关;DL1、DL2为增压风机变频运行开关(手动闭合DL2后变频器充电,充电完成后自动合DL1)。

正常情况下优先使用变频控制,当变频器发生故障时,由运行人员手动切换增压风机至工频运行方式,用增压风机导叶来控制风量大小。不管增压风机是在工频运行状态还是在变频运行状态,只要电气主开关QF分闸,都将会引起增压风机停止运行。因此在设计增压风机的联锁保护逻辑时,因现场工况的不同而需要触发增压风机跳闸的情况下在DCS系统内部只需要采取一个动作,即让主开关QF分闸。为了保证系统初始位置的正确性,在DCS系统内部检测到QF分闸的信号后,就会联锁变频器停运以及工频开关DL3分闸。而当变频方式或工频方式发生电气故障时,则需要判断当时实际的运行工况,才能决定是否触发QF分闸。如变频器发生重故障或开关DL1、DL2其中一个发生保护动作时,必须增压风机同时不处于工频运行模式,才能触发主开关QF分闸。而在电气主开关QF合闸允许条件同改造之前;“主开关QF已合闸”做为变频器启动允许和工频开关QF3合闸允许的前提条件,变频运行方式和工频运行方式相互闭锁,即只有在开关QF1、QF2分闸的情况下才允许开关QF3合闸,或只有开关QF3分闸的情况下才允许开关QF1、QF2合闸,同时如果存在变频器和开关QF3本身的电气故障时也不允许启动。“开关QF、QF3合闸”为工频运行状态;而“QF、QF1、QF2合闸,同时变频器运行”则为变频运行状态。这两个状态信号其中任一个为“1”时则表示增压风机运行,全为“0”时则表示增压风机停止。

在保留原有导叶调节系统的情况下,增加变频调节系统,在DCS内部增加了一下内容:

1)在DCS画面上增加了增压风机变频启停操作窗口,用于变频器的远方启动停止;

2)增加了增压风机变频器的转速控制逻辑,用于调节增压风机入口负压,并可以投入自动运行也可手动调节控制;

3)增压风机在变频方式运行时,增压风机的导叶处于手动状态,在全开位置,且禁止关闭;

4)在增压风机工频方式运行时,增压风机与其他相关设备的联锁、启停等逻辑仍然使用改造前的逻辑关系。

5)保留增压风机原来的启停功能,改为开关QF合闸/跳闸指令;

6)增加增压风机工频运行启停操作功能,即开关DL2合闸/跳闸指令;

2 改造后对比

脱硫风机 篇3

大同第二发电厂一期6台6×200 MW机组脱硫工程在BMCR工况下采用石灰石—石膏湿法,两炉一塔全烟气脱硫,脱硫效率不低于95%的要求进行改造。每套脱硫装置的烟气处理能力为两台锅炉100%BMCR工况时的烟气量(FGD入口烟气量1 682 616 nm3/h),脱硫系统设置100%烟气旁路。该脱硫工程项目采用石灰石作为吸收剂,副产物为二水石膏,可应用于生产石膏板或生产水泥添加料。工程设计范围内脱硫效率不低于95%。考核指标为FGD入口原烟气中含尘浓度为150 nm3(干烟气)时,净烟气中的含尘浓度不超过50 nm3(干烟气)。

1 增压风机

1.1 增压风机的选型

大同二电厂脱硫系统的增压风机安装在锅炉后部的原烟气烟道上,因此风机将在温暖、腐蚀性强的烟气中运行。增压风机选择的是动叶可调轴流风机。该型风机的转速恒定,配有机械式可调叶片,以便在运行过程中改变叶片角度,实现风机的额定功率。通过驱动外部调整杆的伺服马达,将控制信号发送至轮翼的液压调节装置,从而改变叶片角度。它的优点是调节范围广、调节效率高,可以降低锅炉低负荷时的电力消耗。运行时,根据锅炉负荷的实际情况,通过调整动叶角度来控制风机容量(烟气流量和压力),保持旁路挡板进、出口之间的压差。这种风机始终在高效区运行,性能优良,节能显著。但是动调轴流风机结构复杂,制造费用较高,调节部分易生锈,转动部件多,动叶调节机构复杂而精密,且维护成本较高、一次性投资较大。

1.2 增压风机参数的选择

风机的性能参数主要有流量、压力、功率、效率和转速(见表1)。另外,噪声和振动的大小也是主要的风机设计指标。流量也称风量,以单位时间内流经风机的气体体积表示;压力也称风压,是指气体在风机内压力升高值,有静压、动压和全压之分;功率是指风机的输入功率,即轴功率。风机有效功率与轴功率之比称为效率。风机全压效率可达90%。脱硫增压风机的风量和压头可按下列要求选择:

1)脱硫增压风机的基本风量按吸收塔在设计工况下的烟气量考虑。脱硫增压风机的风量裕量不低于10%,另加不低于10 ℃的温度裕量(见表2)。

2)脱硫增压风机的基本压头为脱硫装置本身的阻力及脱硫装置进出口的压差之和。进出口压力由主体设计单位负责提供。脱硫增压风机的压头裕量不低于20%。

为选择到合适的风机形式和型号,首先要有风机所在系统的阻力特性,即发电机组在各种负荷工况及可能的异常工况下运行时该系统的流量和阻力。其次要了解机组的负荷特性(负荷率)。选型时,首先按TB工况参数选取风机形式和型号大小,然后将系统阻力特性(换算到所要选择的风机特性曲线相同的状态)画到所选的风机性能特性曲线图上,观察所要选的风机是否能满足安全稳定运行的需要。即阻力线要完全落在风机稳定区域内且失速裕度足够。在满足安全运行需要后,再按机组负荷率进行计算比较,选择年耗电量最小的风机型号。

2 氧化风机

在石灰石湿法烟气脱硫系统中,应用到风机的还有吸收塔的强制氧化系统。氧化系统的氧化风机的作用是产生一定压力的空气,并送至吸收塔氧化池内,为吸收塔浆池中的浆液提供充足的氧化空气;在搅拌器的作用下,氧气和亚硫酸盐(主要是CaSO3)进行化学反应,生成稳定的硫酸盐(主要是CaSO4,即石膏)。所以在系统脱硫过程中,氧化风机的性能直接影响到脱硫副产品的品质。

2.1 氧化风机的原理

氧化风机采用罗茨风机,机壳采用灰铸铁,经时效处理,与前后墙板组成机体,圆锥销定位,形成气室。墙板采用灰铸铁,经时效处理,前后墙板通用、置用密封座和轴承座。叶轮采用高牌呈灰铸铁,经时效处理,采用渐开线形线。主、从动轴采用45号优质碳素钢、与叶轮组装后校静叶平衡。每台包括润滑系统、进出口消音器、进气室、进口风道(包括过滤器),吸收塔内分配系统及其与风机之间的风道、管道、阀门、法兰和配件、电机、联轴节、电机和风机的共用基础底座、就地控制柜、冷却器等。每套FGD装置设三台氧化风机,其中一台备用。

罗茨风机是一种旋转活塞容积式气体压缩机,机壳与两墙板围成一整体气缸,气缸机壳上有进气口和出气口,一对彼此以一定间隙相互啮合的叶轮通过同步齿轮转动作等速反向旋转,借助两叶轮的啮合,使进气口与出气口隔开,在旋转中将气缸容积的气体从进气口推移到出气口。如图1所示,靠安装在机壳1上的两根平行轴5上的两个“8”字型的转子2及6对气体的作用而抽送气体。转子由装在轴末端的一对齿轮带动反向旋转。当转子旋转时,空腔7从进风管8吸入气体,在空腔4的气体被排出风管,而空腔9内的气体则被围困在转子与机壳之间随着转子的旋转向出风管移动。当气体排到出风管内时,压力突然增高,增加的大小取决于出风管的阻力的情况而无限制。只要转子在转动,总有一定体积的气体排到出风口,也有一定体积的气体被吸入。

2.2 氧化空气量的计算

根据经验,当烟气中含氧量为6%以上时,在吸收塔喷淋区域的氧化率为50%～60%。采用氧枪式氧化分布技术,在浆池中氧化空气利用率ηO2=25%～30%,因此,浆池内需要的理论氧气量为:

S=(G1×q1-G2×q2)×(1-0.6)/2/22.41。

所需空气流量Qreq:

Qreq=S×22.4/(0.21×0.3)。

G3=Qreq×K。

其中,G3为实际空气供应量;K根据浆液溶解盐的多少及经验来确定,一般在2.0～3范围内。

2.3 氧化反应

一部分HSO3-在吸收塔喷淋区被烟气中的氧所氧化,其他的HSO3-在反应池中被氧化空气完全氧化,反应如下:

HSO3-+1/2O2→HSO4-

HSO4-H++SO42-

Ca2++CO32-+2H++SO42-+H2O→CaSO4·2H2O+CO2↑

2H++CO32-→H2O+CO2↑

2.4 氧化装置

在氧化系统中,空气导入吸收塔,以何种方式分散空气,从而达到与浆液最佳混合,一般要借助一个固定式空气喷射器(简称FAS)。FAS是在氧化区底部的断面上均布若干根氧化空气母管,母管上有众多分支管。喷射气喷嘴均布于整个断面上(3.5个/m2左右),通过固定管将氧化空气分散鼓入氧化区。

要获得最佳的传质效率,应特别重视管网分布、鼓气部位、浸没深度和空气流量的确定。FAS的传质效率受气泡、浆液截面的传质表面以及气泡在浆液中停留时间制约,前者取决于稳定气泡的平均直径,后者则取决于气泡有效平均上升速度。氧化区的液流形态、鼓入的空气流量和喷管浸没深度都会影响气泡的破裂和停留时间。FAS的传质性能与空气流量和浸没深度之间的关系可描述为:

FAS传质性能∝cHqv/V。

式中:c——经验数据;

H——浸没深度,m;

qv——空气流量,m3/h;

V——氧化区体积,m3。

为保证FAS的氧化性能,一般FAS喷嘴最小浸没深度应不小于3 m,气泡速度(是空气流量、氧化区的截面积、浆液温度、全压和浸没深度等的函数)应不小于7 cm/s,最小氧化空气流量是最大流量的30%。

经过目前近一年多的运行考核,上述设备运行良好,效率较高,完全满足整体系统风量、风压的需要,证明其应用和选择是比较成功的。

参考文献

[1]孙克勤.电厂烟气脱硫设备及运行[M].北京:中国电力出版社,2004.

脱硫风机 篇4

大唐贵州发耳发电有限公司是贵州省内第二座4×600 MW火力发电厂, 于2005年3月开工建设, 同步建设烟气脱硫装置。烟气脱硫采用石灰石—石膏湿法脱硫工艺, 系统采用一炉一塔。1号脱硫吸收塔脱硫岛按入口烟气SO2浓度5 602 mg/Nm3 (标态、干基、6%O2) , 出口SO2浓度不超过200 mg/Nm3 (标态、干基、6%O2) 设计。装置设计的全烟气脱硫效率为95%以上, 副产品为含自由水小于10%的脱硫石膏。其工作原理及流程如下:由锅炉引风机来的全部烟气在动叶可调轴流式增压风机作用下进入脱硫装置 (FGD) , 烟气通过吸收塔上游的烟气换热器 (GGH) 被冷却到饱和状态后进入吸收塔。烟气中的有害气体 (主要是SO2、SO3) 在吸收塔洗涤区域内被由上而下喷出的吸收剂吸收生成CaSO3, 在吸收塔反应池内被氧气氧化生成石膏。脱硫后的烟气通过烟气换热器 (GGH) 加热至80℃, 并通过烟囱进入大气。脱硫系统的烟气入口与烟囱之间设有旁路烟道, 正常运行时烟气通过脱硫装置, 事故时或脱硫装置停运检修时, 烟气由旁路烟道进入烟囱。

吸收塔内的CaSO3反应生成石膏所需的氧气靠脱硫氧化风机供给, 可见, 在整个脱硫装置中, 氧化风机是不可缺少的重要设备。我公司1、2号脱硫氧化风机型式为罗茨风机, 由四川鼓风机制造有限责任公司生产, 属于容积式风机, 是一种双转子压缩机械, 两转子轴线相互平行, 由电机通过一对同步齿轮驱动, 作方向相反的等速旋转。将吸入口的介质 (空气) 吸入后, 通过挤压将介质 (空气) 送入出口, 实现一个工作过程。风机在运行过程中源源不断将空气压缩后通过管路系统输送到吸收塔内部。脱硫氧化风机主要由壳体、前后墙板、轴承、叶轮、主轴、靠背轮、轴承室和齿轮箱体组成, 其参数如下, 型号:GR500WD (b) ;体积流量 (湿态) :11 517 Nm3/h;入口温度:35℃;全压升:90 kPa;温升:100℃;容积效率:80%;电机功率:560 kW;转速:990 r/min。

2 存在问题

罗茨风机的结构原理决定了在温升 (100℃) 及全压升 (90 kPa) 过大的情况下, 其振动偏大。因此, 其对安装、调试及检修维护要求很高。

大唐贵州发耳发电有限公司自2008年1号脱硫装置投运以来, 氧化风机运行一直不稳定, 振动偏大, 甚至达22 mm/s以上。有时, 为了保证脱硫装置的正常运行, 被迫解除氧化风机的振动保护, 这使氧化风机的安全受到极大威胁。为此, 我公司热机部 (设备检修部门) 成立攻关组, 分析氧化风机振动大的原因, 对基础、轴线中心、转子间隙等作了调整, 情况有所好转, 振速基本处于10~15 mm/s范围, 但离优良标准还有差距。为了彻底解决氧化风机振动大的难题, 使设备处于健康状态, 保证脱硫装置正常运行, 达到环保要求, 2012年11月, 我公司联系广州谱玛拓电力科技有限公司对1号脱硫氧化风机做专项振动频谱检测分析, 以下论述以#1B氧化风机为例。

3 原因分析

3.1 氧化风机振动各测点分布

设置6个振动测点, 分别为电机前后轴承2个测点 (M1、M2) 、风机前后轴承两侧共4个测点 (A1~A4) , 测量振动速度值。

3.2 图例及分析结论

(1) 风机靠背轮两侧测点频谱中显现2倍频幅值明显较高, 如图1所示。

(2) 分析结论:1) 通过检测的频谱图分析可知:#1B氧化风机最大振动速度有效值达到15.44 mm/s, 按ISO10816-3振动评价标准判定, 设备已进入“D区域”, 不适合继续运行, 应尽快安排检修;2) 风机靠背轮两侧测点频谱中显现2倍频幅值明显较高, 提示靠背轮存在明显不对中现象;3) 设备测点频谱中显现转频及多阶谐波频率, 且多阶谐波以偶数谐波振幅较高, 再观察时域波形提示风机叶轮与机壳可能有局部轻微摩擦。

4 解决方案

根据分析结论, #1B氧化风机的主要缺陷是靠背轮中心偏差 (没有考虑风机热膨胀) , 次要缺陷是叶轮与机壳的轻微摩擦。因解体检修耗时较长, 所以检修方案定为调整靠背轮中心。计算风机热膨胀, 圆周高差应修正到0.25~0.27 mm (电机高) , 水平方向电机往右修正0.06 mm。出于稳健考虑, 最终决定中心调整为:圆周高差修正0.15 mm (电机高) , 水平方向电机往右修正0.06 mm。

5 处理效果

#1B氧化风机按制定的检修方案重新调整中心后再次进行频谱分析, 测量数据如表1所示:

注:↑表示明显升高的数据;↓表示明显下降的数据;b表示最高振速有效值。

根据上表数据进行对比分析:#1B氧化风机本次测得最大振动速度有效值为9.84 mm/s, 比调整前的15.44 mm/s大幅降低, 说明检修方向正确, 采取的方案措施得当, 本次检修取得了显著效果。

但频谱分析显示风机还存在以下问题:叶轮与机壳有轻微摩擦;A3轴承 (滚珠轴承, 型号为NU2324) 存在早期缺陷, 游隙超标;考虑热膨胀的中心修正电机中心应再调高0.1 mm。

6 结语

通过分析, 我公司脱硫氧化风机振动偏大的主要原因为:风机运行过程中受热膨胀, 风机与电机靠背轮中心热态时产生偏差, 致使风机叶轮与机壳间隙局部为零, 产生摩擦;轴承存在缺陷, 游隙超标, 这是风机振动的主要原因之一, 也是风机叶轮与机壳摩擦的原因之一。下一步的处理措施为:解体风机, 打磨摩擦点, 打磨的地方应保证表面光滑, 并涂抹二硫化钼润滑脂;解体风机, 检查轴承, 有缺陷或游隙超标的更换;按风机热膨胀计算量修正靠背轮中心。

总之, 对于我公司脱硫氧化风机振动偏大的问题, 我们认真分析总结, 引入先进的频谱分析手段, 初次调试就取得了显著效果:找到了造成振动的真正原因, 找准了检修方向, 对提高脱硫设备的健康水平、确保环保发电、提供清洁能源起到了积极作用。

摘要：对脱硫氧化风机振动偏大的主要原因进行了分析, 并提出了解决方案。实践表明, 该方案处理得当, 风机振动大幅下降, 取得了显著效果。

关键词：氧化风机,振动,频谱分析,中心修正

参考文献

[1]大唐贵州发耳发电有限公司.除灰、脱硫检修规程

脱硫风机 篇5

1 脱硫增压风机运行现状及改造可行性分析

1.1 脱硫增压风机运行现状

华电潍坊发电有限公司#4机组为超临界670MW燃煤机组于2007年投入运行, 脱硫系统采用石灰石-石膏湿式脱硫, 脱硫塔单元配置, 配置有两台成都电力机械厂生产的ANT37e6 (V13+4°) 静叶调节轴流增压风机, 额定功率2800kw。机组投产后, 脱硫增压风机耗电率维持在0.62%左右, 存在运行耗电率高经济性差的问题, 特别在机组低负荷期间, 出现过因增压风机入口静叶开度小风机振动增大影响安全的情况。

1.2 变频改造可行性

由风机变速调节比例定律可知, 风机的流量Q与风机转速n的一次方成正比, 风机的压力H与转速n的二次方成正比, 而风机的功率P则与转速n的三次方成正比。

变速调节中系统管路特性不变, 不存在附加的调节阻力, 调节经济性高, 是风机较为理想的调节方法 (如图1) , 即使考虑到转速下降可能会引起电机的效率下降等因素, 变频调速的节电效果仍然非常显著, 初步确定对风机进行变频改造。

增压风机是锅炉风烟脱硫系统重要设备, 其跳闸将使得整个锅炉的平衡通风被破坏, 有可能达到炉膛压力保护值造成锅炉保护动作灭火。因此, 增压风机变频改造除了选择可靠性高的变频器产品外, 还必须配备工频旁路柜, 做到即使变频器故障、检修时也可实现电机工频旁路运行, 提高风机运行可靠性及系统可利用率。

2 脱硫增压风机变频改造实施方案

2.1 变频一次电气系统改造实施方案

2.1.1 一次电气系统组成

华电潍坊发电有限公司增压风机变频装置采用完美无谐波变频器, 是罗宾康公司设计制造的脉宽调制交流变频电机驱动器系列。采用“一拖一”断路器自动旁路方式, 一套变频器带一台风机, 变频装置装设有进线、出线及旁路三个断路器 (如图2) 。变频器故障时, 可通过跳进、出线断路器、合旁路断路器, 实现风机由“变频”向“工频”方式的自动切换。增压风机变频装置由电源输入柜、变压器柜、功率单元柜、控制柜及电源开关柜四部分组成。功率单元柜有15个功率单元, 每5个功率单元串联构成一相, 组合起来提供6000V线电压, 所有功率单元的机械和电气参数均相同, 可方便进行互换。

2.1.2 变频器启停中各电源开关合、分闸顺序

变频器启动前、电源开关合闸顺序:变频器进线开关→变频器出线开关→6k V电源开关, 确认变频器允许启动后, 再启动变频器。确认变频器停止后, 电源开关分闸顺序:6k V电源开关→变频器进线开关→变频器出线开关。

旁路 (工频) 运行各电源开关合、分闸顺序, 在旁路投运时各电源开关合闸顺序:变频器旁路开关→6k V电源开关;旁路停止时各电源开关分闸顺序:6k V电源开关→变频器旁路开关。

2.1.3 变频装置各电源开关间闭锁

变频器进线1DL开关与变频器旁路3DL开关之间设有电气闭锁, 即进线1DL开关合闸后、闭锁旁路3DL开关合闸, 或旁路3DL开关合闸后、闭锁进线1DL开关合闸;变频器出线2DL开关与变频器旁路3DL开关之间设有电气闭锁, 即出线2DL开关合闸后、闭锁旁路3DL开关合闸, 或旁路3DL开关合闸后、闭锁出线2DL开关合闸。

2.2 变频器运行方式

变频装置正常运行时, 变频器按照给定的频率指行转速调节, 以满足工况调整需要。变频器一个或两个功率单元出现故障被旁路时, 变频器仍可维持运行。当旁路功率单元超过两个时, 变频器将跳闸。变频器旁路电源开关在备用状态且DCS中“变切工”功能投入时, 若变频器收到“急停”指令或变频器发生故障, 则变频器立即关闭, 跳进、出线电源开关, 并通过DCS控制系统发出旁路开关合闸指令, 实现风机由“变频”到“工频 (旁路) ”状态的切换。

3 变频改造节能效果

脱硫增压风机进行变频改造后工作稳定, 节电效果明显, 尤其在机组调峰低负荷运行时节能显著, 根据统计数据在67%机组负荷率下运行耗电率较工频方式大大降低, 节电量最高可达37%, 经济效益可观, 变频改造同时解决了低负荷风机振动大的问题, 提高辅机设备运行可靠性。

4 结论

脱硫风机 篇6

关键词：火力发电厂,烟气脱硫,通风

1 概述

目前, 我国的火力发电厂烟气脱硫一般采用石灰石-石膏湿法脱硫, 采用石灰石浆液与烟气在吸收塔中发生化学反应, 以清除烟气中的硫及其他酸性物质。浆液循环泵用于将吸收塔内的石灰石-石膏浆液循环送至喷淋层喷嘴, 形成向下的雾状喷淋浆液, 与高温烟气接触发生化学反应吸收烟气中的SO2;氧化风机则是不断地向吸收塔内鼓风, 使吸收塔内的亚硫酸钙氧化成硫酸钙即石膏。在脱硫工程中浆液循环泵、氧化风机都是非常重要的设备。

在很多工程项目中, 浆液循环泵和氧化风机被放置于同一房间内, 在运行中, 循环泵和氧化风机都会产生一定的热量, 同时部分管道也会发热, 如果房间和设备通风气流组织不好, 势必会影响循环泵和氧化风机的正常运行, 从而影响脱硫岛的正常生产。因此, 必须合理地设计循环泵、氧化风机房的通风系统, 以消除室内余热, 使设备正常运转。

2 循环泵通风方案分析

2.1 循环泵发热量分析

一般单台脱硫机组会采用3~4台不同扬程的浆液循环泵。浆液循环泵一般采用离心泵, 电动机带有冷却风扇, 运行时电动机带动冷却风扇转动, 对电动机自身进行通风冷却。冷却风由电机尾部经电机定子后往循环泵方向流动, 冷却整个电动机及循环泵。

循环泵壳及其进出口浆液管 (设置于房间内部分) 表面温度一般在55℃, 他们均会向室内散发一定的热量。这部分热量可根据热传导公式计算得到。由消除房间余热所得通风量和工艺所提换气次数要求的较大值, 我们可以确定房间最终的通风换气量。

2.2 循环泵通风气流组织

为了更好地达到通风效果, 必须对房间进行合理地通风气流组织。

2.2.1 送风

为排除循环泵及其电动机散发在室内的热量, 一般在循环泵电动机尾端的墙上即电动机冷却风扇中心 (或靠近中心) 设送风口、送入新风、经电动机冷却风扇升压、冷却电动机定子及循环泵壳一侧。

为排除循环管发热, 一般在循环泵进口管的下部侧墙送入新风, 新风被加热后会形成上升气流, 利于带走管道发热量。

2.2.2 排风

一般情况下, 浆液循环泵应设置2套排风系统, 分别排走循环泵和浆液管的热量, 对于多层厂房, 可合用一套系统。

单层厂房排风机设在屋顶, 最好设置于循环泵正上方, 但不能影响循环泵的正常检修起吊。多层厂房排风机则可设在循环泵进口侧墙循环泵出口管上面。

2.3 工程经验

在以往工程设计中比如金桥工程循环泵房未按上述组织气流, 在夏季环境温度较高时, 循环泵房内通风气流组织不力, 导致循环泵电动机在额定电流内运转时定子超温跳闸, 严重影响了脱硫装置的正常运行。

根据以往工程经验教训, 我们在后续工程设计中进行了仔细分析和研究, 采取了以上气流组织措施, 取得了良好的效果。

3 氧化风机通风方案分析

3.1 氧化风机吸气

以往布置在循环泵、氧化风机房内的氧化风机 (罗茨风机) 大部份在室内吸气, 室温40℃ (按暖通设计规程、设计温度≤40℃) 。氧化风机为容积式压缩机, 设计的进气温度为20℃。当进气温度升高至40℃时, 压缩机质量流量减少, 进入吸收塔反应池的氧气质量流量减少, 从而影响氧化效果, 缩短设备使用寿命。

3.2 氧化风机发热

罗茨风机在压缩气体时气体内能增加, 除压升外还有温升。举例:若进气大气压101325Pa、气温25℃, 压升至198000Pa、多变指数为1.25, 则升压后排气温度为:

因此氧化风除拖动电动机散热外, 在压缩气体时也会散热。

具体散热量可以由氧化风机厂家给出。

3.3 氧化风机的通风问题

目前普遍采用的氧化风机均设有全密闭隔声罩壳, 吸气口设置于罩壳顶部, 由氧化风机自带的风机从房间内吸风对氧化风机进行冷却。房间的进风一般是通过进风百叶自然进风, 当室外环境温度较高, 且室内通风换气组织不力时, 房间温度会持续升高, 氧化风机压缩机电动机定子长期在高温下运行, 使电动机绝缘寿命减少, 更有甚者会使电动机定子超温跳闸。此类现象在重庆发电厂, 白鹤电厂、外高桥电厂均出现过, 造成了一定的损失。

另外对于北方地区, 若氧化风机直接从室内取风, 由于取风量较大, 直接将室内热空气抽走, 冷风从房间缝隙渗透进入, 严重影响房间的采暖效果。

3.4 氧化风机的通风解决措施

一般在氧化风机隔声罩壳上的通风进气口设置有进风百叶或风机, 我们可在订货时要求厂家给出进气口法兰及其位置, 将氧化风机通风进出口用风管接至室外, 这样可确保氧化风机的温度要求, 同时对房间也没有影响。目前河津电厂脱硫、新昌电厂脱硫等项目均按此方法进行通风气流组织, 取得了良好的效果, 无论冬季或者夏季, 房间的温度始终保持在设计温度范围。

4 结论