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       前 言

    為保護環(huán)境，減少二氧化硫排放量，國家環(huán)保部門對電廠煙氣排放指標(biāo)的考核和監(jiān)督越來越嚴(yán)格,一些電廠也正在逐步進行大規(guī)模的脫硫系統(tǒng)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(shè)備,對增壓風(fēng)機進行變頻改造可以提高風(fēng)機的運行效率,提高穩(wěn)定性，進而保證脫硫系統(tǒng)的運行可靠性，同時還能取得良好的節(jié)能效果,達到節(jié)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(shè)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，通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)出石膏。   

    工藝流程圖  

    

    鍋爐煙氣經(jīng)電除塵器除塵后，通過增壓風(fēng)機、進入吸收塔, 在吸收塔內(nèi)煙氣向上流動且被向下流動的循環(huán)漿液以逆流方式洗滌。循環(huán)漿液則通過噴漿層內(nèi)設(shè)置的噴嘴噴射到吸收塔中，以便脫除SO2、SO3，與此同時在“強制氧化工藝”的處理下反應(yīng)的副產(chǎn)物被導(dǎo)入的空氣氧化為石膏，并消耗作為吸收劑的石灰石。循環(huán)漿液通過漿液循環(huán)泵向上輸送到噴淋層中，通過噴嘴進行霧化，可使氣體和液體得以充分接觸。每個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(yīng)生成石膏，這部分石膏漿液通過石膏漿液泵排出，進入石膏脫水系統(tǒng)。經(jīng)過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。同時按特定程序不時地用工藝水對除霧器進行沖洗。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，潔凈的煙氣通過煙道進入煙囪排向大氣。

    二、 系統(tǒng)改造方案可行性

    1 風(fēng)機負(fù)載調(diào)速節(jié)能原理

      風(fēng)機的工作特性圖如下：  

                      

    曲線①為風(fēng)機按轉(zhuǎn)速N1工作時的特性曲線，曲線②為風(fēng)機按轉(zhuǎn)速N2工作時的特性曲線，③④為風(fēng)道阻力曲線。 

    在第一種負(fù)載工況下，風(fēng)機工作在A點，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(diào)節(jié)為Q2時，風(fēng)壓將上升到H3，風(fēng)機工作點移到B點。由于擋板的截流作用，風(fēng)道阻力曲線由③變?yōu)棰堋?br />
      在A、B兩點，風(fēng)機功率分別為PA＝H1×Q1，PB＝H3×Q2，雖然Q2<Q1，但H3>H1，實際減小的功率有限。

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

    相比B、C兩點，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(zhuǎn)速N之間滿足如下關(guān)系（相似定理）： 

    Q∝N，H∝N2,P∝N3

    所以有：  

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

    2 系統(tǒng)旁路柜控制方式  

      

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

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

    三、節(jié)能數(shù)據(jù)分析:

    1 現(xiàn)場技術(shù)數(shù)據(jù)：

    設(shè)備參數(shù)  

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

為了提高高壓大功率變頻器的應(yīng)用穩(wěn)定性，解決好高壓變頻器環(huán)境散熱問題,根據(jù)現(xiàn)場實際情況采用密閉式空調(diào)冷卻,其結(jié)構(gòu)圖如下:

       
     四、設(shè)備冷卻方式

    為了提高高壓大功率變頻器的應(yīng)用穩(wěn)定性，解決好高壓變頻器環(huán)境散熱問題,根據(jù)現(xiàn)場實際情況采用密閉式空調(diào)冷卻,其結(jié)構(gòu)圖如下:  

       
 
     冷卻設(shè)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(xiàn)場接口簡單,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，每段電源各帶一臺壓縮機；當(dāng)單段電源故障時，另外一側(cè)工作電源帶兩臺壓縮機運行。兩臺壓縮機設(shè)備停運時，可以通過風(fēng)道回路設(shè)置的風(fēng)門實現(xiàn)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(tǒng)解決方案，有效減低了輔助系統(tǒng)的故障率,保證設(shè)備安全運行.  

    五、結(jié)論

    采用變頻調(diào)速后，系統(tǒng)實現(xiàn)軟啟動，電機啟動電流遠遠小于額定電流，啟動時間相應(yīng)延長，對電網(wǎng)無大的沖擊，減輕了起動機械轉(zhuǎn)矩對電機機械損傷，降低噪音，降低了震動系數(shù),有效的延長了電機的使用壽命，減少了檢修維護開支，節(jié)約大量維護費用,降低了廠用電率,提高了供電率.
總的來看，增壓風(fēng)機進行變頻改造是可行的，它可以提高風(fēng)機的運行穩(wěn)定性，進而保證了機組脫硫系統(tǒng)的運行可靠性，同時還能取得良好的節(jié)能效果。