1前言
火力发电厂2x135MW机组烟气脱硫工程，采用石灰石一石膏湿法，两炉一塔设置，设计脱硫率不小于95%，年运行时间为5500小时，年平均负荷率为70%，要求系统能在30%—1OO%BMCR工况下稳定运行。由于工程为改造项目，电厂原有引风机压头不足以提供因新上脱硫系统导致的系统压降，需另外设置一台增压风机。
增压风机是湿法烟气脱硫工艺系统的主要设备之一。增压风机的选型对满足系统要求、降低工程造价、优化性能以及节省运行维护费用、保证主机系统运行可靠性等方面都有较大影响．是保证脱硫系统运行性能和可靠性的重要设备。根据工程实际情况，选择合适的增压风机是脱硫工程设计中的重要一环。本文对脱硫系统增压风机的选型分析．可为类似火力发电厂湿法烟气脱硫系统中增压风机的选择提供参考。
2方案选择
湿法烟气脱硫系统中，增压风机一般采用轴流风机或者离心风机。但因离心风机与负荷的调控性能较差，故一般不推荐采用。轴流风机分为动词轴流风机和静调轴流风机两种。根据电厂运行情况，机组经常调峰运行，负荷变化范围较大，要求能在30%—10090BMCR工况下稳定运行，对于静调轴流凤机，低负荷下效率下降明显，所以并不适合。而动词轴流风机的效率曲线近似椭圆面，长轴与烟风系统的阻力曲线基本平行，风机运行的高教区范围大，当机组在汽轮机带额定负荷工况或更低负荷下运行时，风机效率下降的幅度是几类风机中最小的。因此，动调轴流风机可以作为本工程的备选方案。
同时，根据节能降耗要求以及扩大风机工作范围，针对静调轴流风机，如今有变频调速、液耦调速、水电阻凋速等调节方式：(1)变频调速。调节效率高．调速范围广，但是结构复杂，技术难度大，一次性投资费用和使用维护成本高，占地面积大，对环境要求高，电力电子器件易损坏，备品备件昂贵；(2)液耦调速。机械方式调速，工作乎稳，平缓地起动、加速、减速和停车，但是不能达到全速，调速精度不高，一旦出现故障就必须停机检修；(3)水电阻词速。运行可靠，而且基本上没有维护工作量，体积小，安装、调试简单，故障时可撤出而不影响风机正常运行，但是由于串入转子圆路中的电阻发热浪费能量，所以调速效率较变频低。遵循控制投资、运行维护成本，操作简单，技术难度小，系统运行稳定．故障时不影响系统运行等原则，最终确定静调轴流风机+水电阻作为本工程第二个备选方案。
2.1动调轴流凰机方案
动调轴流风机其主轴嵌入在轮毂内，依靠过盈配合并结合键联接传动。主轴采用两端双支撵结构，稳定性较好。同时其中间轴与主轴通过钢挠性联轴器联接，这样在有效传动的同时也能较好地吸收由于风机热态运动引起的热膨胀，保证风机运行的稳定性。
动调轴流风机的控制是通过一个由小型执行机构控制的液睚缸进行的，其响应和调节时间更短。调节灵活性和准确性高。调节范围大，通常情况下动调风机可以在10%—15%锅炉连续最大负荷的工况点稳定运行。效率高，经济性好。特别在锅炉低负荷下，效率优于静调轴流风机。
2.2静调轴流风机+水电阻方案
静调轴流风机的轴承座和主轴嵌入在叶轮轮毂内，主轴长度较短，这样就能提高临界转速。中间轴一端通过膜片式联轴器的一半与叶轮相联，另一端与电机轴相联，在保持较好传动效果的同时能有效吸收由于风机热态运行引起的热膨胀．保证风机运行的稳定性。风机负荷调节通过控制电动执行机构调节风机的前导叶实现。
静调轴流风机的特点是结构简单，设备造价较低，检修维护工作量小l另一个突出优点是压力系数较高。在达到相同出力的前提下，静调轴流风机可以采用较动调轴流风机低一挡的转速，而其叶轮直径与动调轴流风机相同，所以静调釉流风机的叶轮线速度要低于动调轴流风机；而风机叶轮的磨损与其线速度以及烟气流速的合成速度相关，所以静调轴流风机的磨损性高于动词轴流风机。但是其缺点是调节特性和风机效率以及调节灵敏度相对于动调轴流风机来说较低，在风机前导叶全开至60%开度时，风机流量变化极小。为了弥补静调轴流风机这一缺陷，使其能够适合工程需求，本工程考虑结合水电阻调速装置一起使用。
水电阻调速装置是通过传动装置平滑地调整水电阻中两极板间的距离，来改变串人电机转子回路中的电阻，达到调整电机转速的目的。电阻越大，电机转速越低；电阻为零，电机达到全速。可对大型绕线异步电动机进行无级调速。电机在调速运行状态下电阻长期通电所产生的焦耳热，由循环装置将液体强制泵人换热设备进行散热。换热用冷却水可以循环使用。
当风机转速发生变化时，其运行效率变化不大，其流量与转速的一次方成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的三次方成正比，风机转速降低后，其轴功率随转速的三次方降低．驱动风机的电机所需的电功率亦可相应降低。考虑采用水电阻调速实现对增压风机电机转速的线性调节，平移风机运行特性曲线，可扩大风机调节范围，同时能取得较好的节能效果。
3 增压风机设计参数确定
目前国内脱硫系统增压风机选取原则与引风机是基本相同的。按照<火力发电厂设计技术规程）的规定，锅炉引风机的选定是基于锅炉BMCR工况的烟气量增加10%～17%的余量作为引风机设计流量，压升为计算阻力损失的20%～32%。脱硫增压风机的风量和压头按下列要求选择：
(1) 脱硫增压风机的基本风量按吸收塔的设计工况下的，烟气量考虑。脱硫增压风机的风量裕量不低于IO%，另加不低于100℃的温度裕量。
(2)脱硫增压风机的基本压头为脱硫装置本身的阻力以及脱硫装置进出口烟道阻力之和。脱硫增压风机的压头裕量不低于20%。
(3)增压风机的性能将保证能适应风机设计工况30%—100%负荷下正常运行。
根据以上要求，确定风机在BMCR工况下参数为：FGD人口烟气压力216Pa，烟气量1235829WNm
3/h (TB点
13594121wNm
3th)，人口温度141℃ (TB点151℃)，系统总阻力3951Pa(TB点4741Pa)。
4两种方案经济性比较
4.1初始投资
根据初步设计参数，通过向国内相关设备生产厂家询价，动词轴流风机方案（方案一）与静调轴流风机+水电阻方案（方案二）的投资成本分别为272万元和283.75万元，静调轴流风机+水电阻方案的初始投资要比动调轴流风机方案高11.75万元。
4.2运行成本
为便于计算，简化处理，本文仅以不同方案的耗电量作为运行成本比较项目。根据电厂2x135MW机组年运行模式及增压风机参数计算得到两种方案的年运行成本见表I．可以看出静调轴流风机+水电阻方案的年用电量比动调轴流风机方案少170,OOOkW．h．用电价格按照0.35元/kW/h计，则静调轴流风机+水电阻方案每年可比动调轴流风机方案节省5.95万元。因采用静调轴流风机+水电阻方案导致的11.75万元额外投资可以在2年时间内得到回收。
4.3维护比较
动调轴流风机方案需对轮毂中的调节部件、液压系统和主轴承进行维护，而静调轴流风机方案需维护的主要部
件是入口导叶和主轴承，与动词风机相比，静调轴流风机维护工作量小。现今昀动词轴流风机的维护成本与静调轴流风机基本相似，一般来说，动涸风机维护费用比静调风机多10万元，年搠。而水电阻部分采用全密封式结构，由于液体蒸发，需要定时补充清水保证液位，液位可观测并有报警控制，运行可靠基本免维护。
4.4方案经济比较
由于不同选型的增压风机方案达到的目的基本相同，因此对动调轴流风机方案与静调轴流风机+水电阻方案采用费用现值比较法进行经济比较。两个方案的费用现值表达式为：
式中
PC—费用现值（万元）；
COt—为第t年运行费用（万元）；
i0—电厂基准折现率(%)；
n—设备设计使用寿命（年）。
一般火电厂的基准收益率为8%．设计使用寿命为30年。根据表3可以计算出动调轴流风机方案和静词轴流风机+水电阻方案的年运行成本分别为267.8515万元和261．9015万元。将这些数据代入上式得：
PC方案-=272+(267,8515+lO)x( P/A,80,30)=3399,9920万元
PC方案二=283.75+261.9015×( P/A,8qo ,30) =3232.1803万元
PC方案二<PC方案一，从经济评价的角度来看，静调轴流风机+水电阻方案忧于动调轴流风机方案。
5结论
(1)静词轴流风机+水电阻方案的初始投资要比动词轴流风机方案大，但是其运行费用较低。从长远来看，静调轴流风机+水电阻方案更为经济。
(2)两种方案在可靠性方面相差不大，但动词风机维护较复杂，维护工作量大。
(3)由工程实际需求及技术经济比较得出，静调轴流风机+水电阻方案要优于动词轴流风机方案。
