为保护环境,减少二氧化硫排放量,国家环保部门对电厂烟气排放指标的考核和监督越来越严格,一些电厂也正在逐步进行大规模的脱硫系统改造或新建工程,其中增压风机是烟气脱硫装置中zui主要的辅机之一,是脱硫装置能否安全和经济运行的关键设备,对增压风机进行变频改造可以提高风机的运行效率,提高稳定性,进而保证脱硫系统的运行可靠性,同时还能取得良好的节能效果,达到节能降耗目的。
一、企业概况
扬州第二发电有限公司是江苏省特大型火力发电企业,目前共有4台600mw燃煤发电机组。一期1#2#机组采用亚临界燃煤发电机组,二期3#4#机组采用超临界燃煤发电机组,机组安装的脱硫设施采用的是石灰石—石膏湿法脱硫工艺,即采用石灰石经吸收塔吸收二氧化硫,通过化学反应产出石膏。
工艺流程图
锅炉烟气经电除尘器除尘后,通过增压风机、进入吸收塔,在吸收塔内烟气向上流动且被向下流动的循环浆液以逆流方式洗涤。循环浆液则通过喷浆层内设置的喷嘴喷射到吸收塔中,以便脱除so2、so3,与此同时在“强制氧化工艺”的处理下反应的副产物被导入的空气氧化为石膏,并消耗作为吸收剂的石灰石。循环浆液通过浆液循环泵向上输送到喷淋层中,通过喷嘴进行雾化,可使气体和液体得以充分接触。每个泵通常与其各自的喷淋层相连接,在吸收塔中,石灰石与二氧化硫反应生成石膏,这部分石膏浆液通过石膏浆液泵排出,进入石膏脱水系统。经过净化处理的烟气流经两级除雾器除雾,在此处将清洁烟气中所携带的浆液雾滴去除。同时按特定程序不时地用工艺水对除雾器进行冲洗。在吸收塔出口,烟气一般被冷却到46~55℃左右,且为水蒸气所饱和。通过加热器将烟气加热到80℃以上,以提高烟气的抬升高度和扩散能力。zui后,洁净的烟气通过烟道进入烟囱排向大气。
二、系统改造方案可行性
1风机负载调速节能原理
风机的工作特性图如下:
曲线①为风机按转速n1工作时的特性曲线,曲线②为风机按转速n2工作时的特性曲线,③④为风道阻力曲线。
在*种负载工况下,风机工作在a点,风量为q1,风压为h1。如果风机仍然按n1速度定速运行,用挡板将风量调节为q2时,风压将上升到h3,风机工作点移到b点。由于挡板的截流作用,风道阻力曲线由③变为④。
在a、b两点,风机功率分别为pa=h1×q1,pb=h3×q2,虽然q2
如果不采用挡板调节,这时风路阻力特性保持曲线曲线③不变,改用调节风机速度来减小风量,风机改按速度n2运行,工作特性为曲线②,风机工作在c点,风量仍然为q2,但压力为h2。
相比b、c两点,风机减少的轴功率为:δp=pb-pc=(h3–h2)×q2
在风道阻力特性不变的情况下,风机的风量q、压力h、轴功率p和转速n之间满足如下关系(相似定理):
q∝n,h∝n2,p∝n3
所以有:
就是说,通过调速方式改变风机风量,风量下降一半时,风机轴功率将下降87.5%。
2系统旁路柜控制方式
基本原理:它是由3组高压开关柜qf1、qf2和qf3组成。要求开关柜qf2和qf3不能同时闭合。变频运行时,开关柜qf1和qf2闭合,开关柜qf3断开;工频运行时,开关柜qf3闭合,开关柜qf1和qf2断开。
另外还保留了电机差动保护功能,采取重新更换电机中性点ct,将其控制信号接入qf2开关柜内综保装置,参与差动保护,完善电机保护功能。
三、节能数据分析:
1现场技术数据:
设备参数
增压风机
成都电力机械厂
型号
an35e6(+kse)
流量(m3/s)
466.6
转速(r/min)
585
功率(kw)
2785
电动机
湘潭电机厂
型号
ykk900-10
电动机功率pdn(kw)
2800
电动机转速n0(r/min)
596
电动机电压u0(kv)
10
电动机电流i0(a)
200
功率因数
0.85
2工频/变频状态下的年耗电量计算
负荷600mw
90%
80%
70%
60%
工作时间(小时)
1000
1000
1000
2500
2000
工频单位耗电(kw)
2061.08
1663.586
1516.366
1442.756
1447.1726
变频单位耗电(kw)
1646.0928
615.2064
532.0704
498.816
467.22432
每年节约分项(元)
103746.80
262094.90
246073.90
589962.50
489974.14
每年每台总共节约成本(元)
1691852.24
每年节约耗电(kw)
6767408.96
不同负荷下的节电率
20%
63%
64%
65%
68%
四、设备冷却方式
为了提高高压大功率变频器的应用稳定性,解决好高压变频器环境散热问题,根据现场实际情况采用密闭式空调冷却,其结构图如下:
冷却设备主机安装于变频器功率柜顶部,该装置配备两台制冷压缩机。与现场接口简单,提供两路380v交流电源即可,操作方便,维护量少,保护功能完善.正常运行时,每段电源各带一台压缩机