我國(guó)煙氣脫硫設(shè)施增壓風(fēng)機(jī)布置方案的選擇

我國(guó)煙氣脫硫設(shè)施增壓風(fēng)機(jī)布置方案的選擇

根據(jù)預(yù)測(cè)，到2020年，中國(guó)的gdp必須按照2000年的計(jì)算完成，全球能源能力必須超過(guò)8億kw。截至2004年底,我國(guó)僅有約2000萬(wàn)kW裝機(jī)的煙氣脫硫設(shè)施可建成投運(yùn),約3000萬(wàn)kW裝機(jī)的煙氣脫硫設(shè)施正在建設(shè)之中,預(yù)計(jì)在未來(lái)的10a間,約有3億kW裝機(jī)的煙氣脫硫設(shè)施需要建成并投運(yùn)。煙氣脫硫技術(shù)共有百余種,但進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用的僅約17種,其中應(yīng)用最多的是石灰石/石膏濕法煙氣脫硫技術(shù),約占脫硫市場(chǎng)的84%。脫硫系統(tǒng)(包括吸收塔、煙氣加熱器以及煙道等)的阻力通常需要獨(dú)立配置的風(fēng)機(jī)來(lái)克服。由于該類風(fēng)機(jī)是專為脫硫系統(tǒng)提供動(dòng)力,一般稱為增壓風(fēng)機(jī)。1風(fēng)機(jī)的布置特點(diǎn)對(duì)比增壓風(fēng)機(jī)的布置通常有4種選擇,見(jiàn)圖1。(1)風(fēng)機(jī)布置在A位的優(yōu)點(diǎn)是煙氣溫度高,不易產(chǎn)生酸腐蝕。缺點(diǎn)是原煙氣中含有一定量的塵,對(duì)風(fēng)機(jī)葉片有磨損;脫硫系統(tǒng)是正壓下運(yùn)行,尤其在系統(tǒng)設(shè)置回轉(zhuǎn)式煙氣加熱器時(shí),由于存在未處理原煙氣向凈煙氣側(cè)泄漏的問(wèn)題,對(duì)系統(tǒng)的密封要求非常高;由于A位處的煙氣溫度在4個(gè)可布置位置中是最高的,所以增壓風(fēng)機(jī)的工作流量以及風(fēng)機(jī)的動(dòng)力能耗也最大。(2)風(fēng)機(jī)布置在B位的優(yōu)點(diǎn)是原煙氣向凈煙氣側(cè)的泄漏少或幾乎不泄漏,動(dòng)力消耗較A位稍有下降;但缺點(diǎn)是原煙氣經(jīng)GGH后溫度降低到90～100℃,非常接近煙氣的酸露點(diǎn),因而存在明顯的酸腐蝕現(xiàn)象,需選用防腐蝕風(fēng)機(jī)。(3)風(fēng)機(jī)布置在C位的優(yōu)點(diǎn)是由于吸收塔系統(tǒng)為負(fù)壓操作,不存在系統(tǒng)泄漏問(wèn)題,而GGH等煙氣加熱系統(tǒng)的冷端為正壓運(yùn)行,所以對(duì)于系統(tǒng)密封要求低,能夠大大簡(jiǎn)化配置,節(jié)省投資;與A位相比,由于吸收塔出口煙氣溫度較低,風(fēng)機(jī)的功耗降低約10%;C位布置的缺點(diǎn)是煙氣大量帶水而存在嚴(yán)重的酸腐蝕,對(duì)于風(fēng)機(jī)本身的防腐蝕要求相當(dāng)高。根據(jù)國(guó)外實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),該位置布置的風(fēng)機(jī)使用壽命短,維護(hù)工作量大。(4)D位布置的風(fēng)機(jī)能耗較低,其缺點(diǎn)是雖經(jīng)換熱煙氣溫度升高到80℃左右,但仍存在酸結(jié)露腐蝕問(wèn)題,所以有防腐要求,同時(shí)其布置方式導(dǎo)致GGH冷端為負(fù)壓操作,同樣有防泄漏要求。目前國(guó)內(nèi)脫硫工程中增壓風(fēng)機(jī)的布置是以安全可靠為原則,因而幾乎全部采用A位布置。2離心風(fēng)機(jī)的選用對(duì)于脫硫用增壓風(fēng)機(jī),目前普遍采用軸流風(fēng)機(jī),早期也有部分廠家采用離心風(fēng)機(jī),但因離心風(fēng)機(jī)與負(fù)荷的調(diào)控性能較差,故一般不推薦采用。軸流風(fēng)機(jī)分為動(dòng)葉可調(diào)式和靜葉可調(diào)式兩種。兩種風(fēng)機(jī)在目前的脫硫市場(chǎng)上均被接受,市場(chǎng)占有率約各占50%。2.1風(fēng)機(jī)抗壓強(qiáng)度較高,通過(guò)設(shè)置潤(rùn)滑、冷卻、相互配合的風(fēng)機(jī)冷水泵,將葉片磨損作為風(fēng)機(jī)、液壓系統(tǒng)工作原理在風(fēng)機(jī)部分設(shè)計(jì)中的主要出現(xiàn)以熱膨脹。請(qǐng)將風(fēng)機(jī)作動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)其主軸嵌入在輪轂內(nèi),依靠過(guò)盈配合并結(jié)合鍵聯(lián)接傳動(dòng)。主軸采用兩端雙支撐結(jié)構(gòu),穩(wěn)定性較好。同時(shí)其中間軸與主軸通過(guò)鋼撓性聯(lián)軸器聯(lián)接,這樣在有效傳動(dòng)的同時(shí)也能較好地吸收由于風(fēng)機(jī)熱態(tài)運(yùn)動(dòng)引起的熱膨脹,保證風(fēng)機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。此種風(fēng)機(jī)的負(fù)荷是通過(guò)調(diào)節(jié)葉片角度實(shí)現(xiàn)的,而葉片角度的調(diào)節(jié)是通過(guò)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制液壓油的供應(yīng)來(lái)推動(dòng)葉柄調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。風(fēng)機(jī)軸承的潤(rùn)滑與冷卻則通過(guò)潤(rùn)滑油站供應(yīng)的潤(rùn)滑油結(jié)合冷卻風(fēng)機(jī)共同作用實(shí)現(xiàn)。動(dòng)調(diào)風(fēng)機(jī)的特點(diǎn)是風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)性能好,負(fù)荷適應(yīng)性強(qiáng),風(fēng)機(jī)效率相對(duì)較高,并且能使風(fēng)機(jī)始終在較高效率點(diǎn)運(yùn)行,具有較好的節(jié)能效果,同時(shí)動(dòng)調(diào)風(fēng)機(jī)的葉片為可拆卸的螺栓連接結(jié)構(gòu),在葉片磨損后可以方便地拆卸與更換,但是相對(duì)于靜調(diào)風(fēng)機(jī)的焊接結(jié)構(gòu)其穩(wěn)定性要稍差。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)較為復(fù)雜,需要配置調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及潤(rùn)滑油站等附屬設(shè)備,增加設(shè)備成本以及維護(hù)點(diǎn)和維護(hù)費(fèi)用,同時(shí)占地面積也較大。2.2靜調(diào)風(fēng)機(jī)的選擇靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)的軸承座和主軸嵌入在葉輪輪轂內(nèi),主軸長(zhǎng)度較短,這樣就能提高臨界轉(zhuǎn)速。中間軸一端通過(guò)膜片式聯(lián)軸器的一半與葉輪相聯(lián),另一端與電機(jī)軸相聯(lián),在保持較好傳動(dòng)效果的同時(shí)能有效吸收由于風(fēng)機(jī)熱態(tài)運(yùn)行引起的熱膨脹,保證風(fēng)機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。風(fēng)機(jī)負(fù)荷調(diào)節(jié)通過(guò)控制電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的前導(dǎo)葉實(shí)現(xiàn),不需要液壓油站等液壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。靜調(diào)風(fēng)機(jī)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,設(shè)備造價(jià)較低,檢修維護(hù)工作量較小,同時(shí)由于葉片直接焊接在葉輪上,其穩(wěn)定性較動(dòng)調(diào)風(fēng)機(jī)的螺栓連接結(jié)構(gòu)好,但是其拆卸與維護(hù)則不便。靜調(diào)風(fēng)機(jī)的另一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是其壓力系數(shù)較高,在達(dá)到相同出力的前提下,靜調(diào)風(fēng)機(jī)可以采用較動(dòng)調(diào)風(fēng)機(jī)低一擋的轉(zhuǎn)速,而其葉輪直徑與動(dòng)調(diào)風(fēng)機(jī)相同,所以靜調(diào)風(fēng)機(jī)的葉輪線速度要低于動(dòng)調(diào)風(fēng)機(jī),而風(fēng)機(jī)葉輪的磨損與其線速度以及煙氣流速的合成速度相關(guān),所以靜調(diào)風(fēng)機(jī)的磨損性好于動(dòng)調(diào)風(fēng)機(jī)。靜調(diào)風(fēng)機(jī)缺點(diǎn)是調(diào)節(jié)特性以及風(fēng)機(jī)效率相對(duì)于動(dòng)調(diào)風(fēng)機(jī)來(lái)說(shuō)較低,調(diào)節(jié)靈敏度較低,在風(fēng)機(jī)前導(dǎo)葉全開(kāi)至60%開(kāi)度時(shí),風(fēng)機(jī)的流量變化極小。所以,在具體采用那一類軸流風(fēng)機(jī)時(shí)應(yīng)綜合考慮場(chǎng)地、負(fù)荷的穩(wěn)定性、一次投資以及運(yùn)行維護(hù)成本等各方面因素。動(dòng)調(diào)與靜調(diào)風(fēng)機(jī)目前在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)均有較好的應(yīng)用,盡管靜調(diào)風(fēng)機(jī)以其低成本、低維護(hù)費(fèi)用在國(guó)內(nèi)仍受到青睞,對(duì)于中型以上規(guī)模機(jī)組,脫硫系統(tǒng)選用靜調(diào)風(fēng)機(jī)的比例也不小,但畢竟動(dòng)調(diào)風(fēng)機(jī)具有快速調(diào)節(jié)以及高效節(jié)能的優(yōu)勢(shì),在倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保的政策導(dǎo)向下,動(dòng)調(diào)風(fēng)機(jī)應(yīng)更具發(fā)展前景。3結(jié)構(gòu)型式的對(duì)比在增壓風(fēng)機(jī)選型時(shí)應(yīng)充分考慮各種裕量。國(guó)家發(fā)改委2004年頒布的《火力發(fā)電廠煙氣脫硫設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定,增壓風(fēng)機(jī)選型時(shí)需要考慮10%的風(fēng)量裕量、不低于10℃的溫度裕量以及20%的壓力裕量。對(duì)于配套有GGH的煙氣脫硫工程,根據(jù)國(guó)內(nèi)的實(shí)際運(yùn)行情況,已發(fā)現(xiàn)有多個(gè)電廠出現(xiàn)了脫硫系統(tǒng)運(yùn)行壓力損失遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)值的情況,分析原因可能有:(1)除霧器結(jié)構(gòu)型式選擇欠合理或除霧器沖洗功能未完全發(fā)揮作用;(2)GGH的沖洗設(shè)計(jì)功能欠合理或沖洗功能未完全發(fā)揮作用。上述兩因素綜合作用的結(jié)果是潔凈煙氣中攜帶的石膏漿液在GGH的密封表面結(jié)垢,引起系統(tǒng)阻力升高,所以,為配有GGH的脫硫系統(tǒng)選增壓風(fēng)機(jī)時(shí),除了要優(yōu)化對(duì)除霧器和GGH的沖洗系統(tǒng)設(shè)計(jì),并提高沖洗裝置的可靠性外,增壓風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的壓力裕量應(yīng)充分考慮到上述因素。風(fēng)機(jī)在正常運(yùn)行過(guò)程中其流量、溫度裕量已經(jīng)足夠,所以在選擇風(fēng)機(jī)時(shí)應(yīng)優(yōu)先保證其壓力裕量。A位布置的方式對(duì)于風(fēng)機(jī)本身的要求相對(duì)較低,但是由于脫硫系統(tǒng)與主機(jī)隔絕,在系統(tǒng)停運(yùn)時(shí),如果入口擋板關(guān)閉不嚴(yán)或者塔內(nèi)水汽經(jīng)過(guò)GGH進(jìn)入風(fēng)機(jī),均可能出現(xiàn)脫硫風(fēng)機(jī)本體處的酸冷凝,導(dǎo)致對(duì)風(fēng)機(jī)本體及其附屬設(shè)備的腐蝕,所以在脫硫增壓風(fēng)機(jī)選型時(shí)應(yīng)該考慮提高風(fēng)機(jī)葉片等主要部件、密封圍帶、風(fēng)機(jī)出口膨脹節(jié)、動(dòng)葉調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)等部件的耐酸腐蝕性。鑒于風(fēng)機(jī)在低負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行或者啟動(dòng)階段的低負(fù)荷狀態(tài)下可能出現(xiàn)失速喘振現(xiàn)象,在風(fēng)機(jī)選型時(shí)應(yīng)根據(jù)主機(jī)的最低運(yùn)行負(fù)荷與風(fēng)機(jī)理論失速線作比較,如有必要可以在進(jìn)氣箱和擴(kuò)壓器之間裝設(shè)旁通煙道,風(fēng)機(jī)接近喘振點(diǎn)運(yùn)行時(shí)打開(kāi)旁通煙道上的擋板門使其有效地避免進(jìn)入喘振區(qū)。4風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的注意事項(xiàng)風(fēng)機(jī)安裝過(guò)程中應(yīng)該注意如下事項(xiàng):(1)必須在風(fēng)機(jī)專業(yè)技術(shù)人員的現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)下嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定進(jìn)行;(2)風(fēng)機(jī)葉片角度必須保證統(tǒng)一;(3)目前脫硫用增壓風(fēng)機(jī)一般都是通過(guò)中間軸連接電機(jī)軸承和風(fēng)機(jī)主軸,所以在安裝聯(lián)軸器時(shí)必須保證其同心度,任何一點(diǎn)的偏差都可能導(dǎo)致風(fēng)機(jī)的振動(dòng)超標(biāo);(4)由于風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)處于熱態(tài),所以在風(fēng)機(jī)軸承的膜式聯(lián)軸器安裝時(shí)必須保證其膨脹余量,一般要求不小于5mm;(5)振動(dòng)測(cè)量裝置的安裝必須嚴(yán)格按照說(shuō)明書進(jìn)行,目前風(fēng)機(jī)的振動(dòng)測(cè)量裝置一般為水平振動(dòng)和垂直振動(dòng)兩點(diǎn),兩點(diǎn)的測(cè)量?jī)x為不同型產(chǎn)品,在安裝時(shí)必須注意區(qū)分,同時(shí)振動(dòng)儀作為精密儀表,其信號(hào)線必須屏蔽以避免出現(xiàn)干擾。另外,振動(dòng)傳感器就地布置部分應(yīng)有相應(yīng)的防雨措施;(6)風(fēng)機(jī)軸承冷卻方式可以是油冷或風(fēng)冷,為避免運(yùn)輸過(guò)程中異物進(jìn)入風(fēng)機(jī)內(nèi)部,風(fēng)機(jī)風(fēng)道一般在出廠時(shí)用鋼板封閉,因此,應(yīng)注意在安裝時(shí)要拆除蓋板,確保風(fēng)道的暢通;如果采用油冷,則潤(rùn)滑油流量、壓力等均應(yīng)該嚴(yán)格按照使用說(shuō)明書進(jìn)行調(diào)整,壓力過(guò)大可能出現(xiàn)管路沿程漏油,壓力過(guò)低或者潤(rùn)滑油流量過(guò)小可能出現(xiàn)潤(rùn)滑效果欠佳從而導(dǎo)致軸承溫度升高、風(fēng)機(jī)振動(dòng)增大等,影響風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行;(7)油站以及潤(rùn)滑油管路在安裝過(guò)程中必須注意保護(hù),避免在風(fēng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)漏油現(xiàn)象。5風(fēng)機(jī)部分情況每一個(gè)脫硫工程所配增壓風(fēng)機(jī)的啟動(dòng),尤其是第一次啟動(dòng)應(yīng)該嚴(yán)格按照事先制定的脫硫工程調(diào)試大綱、調(diào)試措施執(zhí)行,同時(shí)在啟動(dòng)前作好事故預(yù)案,明確事故保護(hù)措施。風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前應(yīng)檢查確認(rèn):(1)風(fēng)機(jī)內(nèi)部無(wú)異物;(2)所有人孔門已經(jīng)關(guān)閉;(3)風(fēng)機(jī)的軸承潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)(包括冷卻風(fēng)機(jī)和潤(rùn)滑油站等)工作正常;(4)風(fēng)機(jī)的進(jìn)出口擋板門工作正常并能順利實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制;(5)風(fēng)機(jī)的保護(hù)系統(tǒng)已經(jīng)投入并工作正常;(6)確認(rèn)6kV高壓控制柜等所有相關(guān)電氣設(shè)施工作正常;(7)確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)事故按鈕工作正常;(8)風(fēng)機(jī)負(fù)荷調(diào)節(jié)裝置工作正常;(9)風(fēng)機(jī)出口的壓力、溫度以及風(fēng)機(jī)內(nèi)部軸承的溫度、振動(dòng)等所有儀表工作正常;(10)脫硫系統(tǒng)及主機(jī)具備風(fēng)機(jī)的通煙條件。風(fēng)機(jī)運(yùn)