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大型干法烟气脱硫的引风机选型探讨

发布时间:2013-02-20 16:31    来源:未知

    山西漳泽发电厂三期扩建工程安装2×300MW直接空冷燃煤发电机组。该机组采用武汉某公司、哈尔滨某公司和哈尔滨电机某公司的产品。与国内其他同容量的机组相比,本工程具有如下特点:(1)国内首次采用300 MW级直接空冷汽轮机;(2)国内该型机组第1个采用中贮制3台钢球磨机;(3)国内该型机组第1个采用干法脱硫装置;(4)国内该型机组第1个完全采用三维设计方法设计,基本实现了三维设计、二维出图的改革。下面对引风机选型问题进行探讨。
1、大型干法脱硫技术的应用情况
    干法脱硫包括LIFAC(炉内喷钙尾部增湿活化)和CFB(循环流化床)等工艺,目前己达到工业应用的CFB法工艺有3种:德国LURGI公司的CFB、德国WULFF公司的RCFB(内回流式烟气循环流化床)、丹麦FLS公司的GSA(气体悬浮吸收),它们分别由国内几家环保工程公司引进。
    目前国内己投运的干法脱硫电厂有小龙潭1×100 MW、广州恒运1×210 MW。漳泽三期是国内第1个采用RCFB技术的300 MW级机组,2台机组都己投入商业运行。目前,FGD正处于最后的调试阶段。此外,山西华能榆社二期、山西古交、江苏彭城、江苏新海等一批在建的300 MW机组也采用了干法脱硫工艺。
    由于干法脱硫工艺有脱硫、除尘一体化的特点,所以,引风机与采用湿法脱硫工艺电厂的引风机相比有较大的差别,有必要对引风机选型中的某些关键点进行探讨。
2、干法脱硫工艺中引风机形式的选择
    目前,由国内设计院设计的大型常规电厂中,引风机基本上不采用离心风机,通常用静叶可调轴流风机或动叶可调轴流风机,而大多数采用静叶可调轴流风机。
    由于静叶可调轴流风机造价较低,能较经济地满足干法脱硫高压力、大流量的工艺要求,所以应作为首选。至于是否采用变频器以提高风机效率,各风机制造商普遍不予推荐,主要是价格昂贵且体积大、不宣布置。
    动叶可调轴流风机虽然效率较高,但造价偏贵。干法脱硫时,可能要用2级叶轮才能达到所要求的压力,因此价格劣势更明显。当然,如果预算充足且追求较高的风机效率,动叶可调轴流风机也是很好的选择。
    在初步设计阶段,一定要做好引风机的预算。因为采用干法脱硫工艺的300 MW机组,引风机功率在2 900~3 400 kW,明显高于常规的300 MW机组。如果按电力行业定额执行,势必超过预算。
3、干法脱硫工艺中烟气量的计算
    烟气量的计算应按烟气脱硫系统(以下简称FGD)投运和停运2种工况考虑。通常脱硫岛承包商会提供在这2种工况下烟气的参数,如温度、压力、比重、含氧量、漏风率等,所以,把脱硫岛的出口作为计算起点,直接采用这些数据即可。
    在投运脱硫装置工况下,尽管温度较低,一定程度上会减小烟气体积,但由于水蒸汽、物料输送空气、物料流化空气、消化乏气的加入,使FGD投运时,出口烟气体积可能比停运时大。所以,不可以认为FGD投运时,烟气温度低,烟气量就小。否则选出的风机参数就会偏小,还会影响烟囱出口直径和厂用变压器的选择。
    在初步设计阶段,热机向电气提出引风机电负
荷时,一定要考虑到上述因素。
4、干法脱硫工艺中风压的计算
    风压的计算也应按FGD投运和停运2种工况考虑。通常脱硫岛承包商会提供在这2种工况下FGD的阻力压降,投运时的压降要大于停运时压降。由于目前干法脱硫工艺用在300 MW机组上,仍缺乏足够多的经验数据,所以在计算时,应与脱硫岛承包商充分协商。
    另外,由于引风机的压头较高,所以还应按引风机的运行曲线核对其零流量下的压力值是否大于炉膛瞬时最大承压能力,以避免当炉膛突然灭火或送风机全部跳闸且引风机出现瞬间最大抽力时,炉墙及支撑件不产生永久变形。同时对FGD的承压能力也应做同样的校核。
5、风机材质的抗防腐性能
    从FGD出来的烟气温度大约为80℃,含湿量约10%,正常情况下不会形成酸腐蚀。从理论上讲,引风机不需要考虑采用专门的防腐材料。但业主仍然担心存在腐蚀,所以,国内部分风机厂已针对大型干法脱硫工艺中的引风机提出了一些防腐解决方案,有的在材质上进行了改进;有的借鉴了湿法脱硫的经验,增加了涂层。这些措施是否有效,有待工程实践的验证。
6、机组干法脱硫项目的选型结果
    由于漳泽三期300 MW干法脱硫工程是首次进行引风机计算,设计院、风机厂和脱硫岛承包商都没有经验。在选择风机时,本着高可靠性、经济、合理的原则,对拿不准的系数,尽可能取上限,以确保脱硫装置投运后,引风机有足够的裕量应付各种不可预见的情况。
表1是BMCR工况和TB点的选型计算结果。
 风机数据
    从表1可知:(1)计算和实测数据都显示在脱硫装置投运时锅炉BMCR工况下,此时是风机的最大运行工况点(消耗功率最大时)。(2)不论脱硫装置投运与否,实测烟气量全部超过了BMCR工况下的计算烟气量。在停运状态下,偏差达10%,即使考虑到煤种变化的影响,此偏差仍然较大。这说明了脱硫岛承包商提供给设计院的FGD出口烟气量与实际值相比偏小及目前国内对大型干法脱硫工艺的认识还有待进一步提高。由于原来计算TB点烟气量时取了较大的裕量系数,从而保证了TB点烟气量与实测烟气量相比仍有约10%的裕量,符合设计规程的要求。(3)不论脱硫装置投运与否,实测压力明显小于BMCR工况下的计算压力,更小于TB点的计算压力。数据对比表明,造成这种偏差的主要原因是脱硫岛承包商对RCFB+ESP2的阻力估计过于保守。
综上所述,本工程选用的引风机能满足干法脱硫工艺的需要,其中风量选择适中,但压力裕量偏大。
7、结论
7.1  目前,电厂大型干法脱硫工艺中引风机的选型尚缺乏经验,脱硫岛承包商和风机制造商所提供的数据有待于实践验证。所以,设计院在选型时,要与厂家配合,尽量收集资料。
7.2在没有把握的情况下,建议各系数取上限。待以后取得经验后,对计算方法进行修正。
7.3在初步设计阶段,要选择好引风机的型号,做好参数、电功率的计算,避免技术和经济上出现偏差。
7.4  由于各风机制造厂采用不同的技术,风机、电动机轴承润滑方式和冷却水的消耗量差别较大,选型时要特别注意。对北方地区的电厂,要尽可能选不用或少用工业水的风机和电动机,不但可节水,还可避免冬天冷却水管的冻裂。

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