电厂脱硫中变频器应用.doc

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1、电厂脱硫系统增压风机应用高压变频器1 引言     随着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，电厂正进行大规模的脱硫系统改造或新建工程，增压风机是机组锅炉、脱硫烟气排放系统的重要设备。对增压风机进行变频改造可以提高风机的运行稳定性，进而保证了机组脱硫系统的运行可靠性，同时还能取得良好的节能效果，但由于增压风机的特殊要求，在改造中，应针对增压风机在脱硫工艺系统中的运行特点，注意相关技术问题，采取相关对策方能确保变频改造的成功。     2 增压风机运行简介     近年，电厂进行了大规模的脱硫系统改造或新建工程，电厂锅炉进行脱硫系统(fgd)改造

2、后，每套fgd装置进口原烟气侧(高温烟气侧)配置了一台增压风机，用于克服fgd挡板、吸收塔及内部部件引起的烟气压降，脱硫烟气压力控制系统根据原烟气挡板前的压力，通过pid控制增压风机的叶片角度，来控制送入fgd系统的烟气速度，保证原烟气挡板前的压力稳定在设定值，以适应锅炉负荷的变化。     增压风机为静叶可调轴流风机，其根据烟气系统正常运行和异常情况可能发生的最大流量、最高温度和最大压损进行设计选型。风机风量和压头选取的原则为:基本风量为锅炉最大蒸发量(bmcr工况)下锅炉燃用设计煤时烟气量，风量裕度不低于10%，工作点(bmcr工况)对于失速线的偏离值为风

3、机在该叶片角度下失速流量的10%以上，另加不低于10℃的温度裕度;风压裕度不低于20%，并能保证脱硫系统负荷变化时提供满意的运行调节。增压风机在设计流量情况下的效率不小于85%。风机有几乎平坦的效率特性曲线，以保证在负荷变化时都有最佳的效率。并能在可能发生的最大流量，最高温度和最大压力损失的情况下正常运行，并没有过量的振动、失速或波动。但从增压风机实际运行情况来看，存在以下问题:     2.1增压风机低负荷失速问题     从脱硫系统投运后情况看，在机组半负荷或低负荷运行的情况下，增压风机运行工况容易落在失速曲线区域附近，造成风机风压调整困难，给机组安全运行

4、带来安全隐患，持续运行也将造成增压风机的损坏。究其原因分析主要是机组半负荷或低负荷运行时烟道阻力与机组满负荷时的阻力相比，烟气流量与系统阻力并不成比例关系。从增压风机原烟道入口到烟塔出口整个烟气系统阻力中,各烟气管道段的阻力系数已知,烟气流量与管道阻力成正比关系;但在烟冷器、吸收塔喷淋层、吸收塔除雾层中，存在一个相对固定的阻力，尤其喷淋层的阻力只与投入的层数相关，与烟气流量关系不大，所以在整个气体流程中烟气流量与其阻力并不成正比关系。如图1所示，对比增压风机实际运行工况点与其特性曲线，可以看到增压风机在半负荷或低负荷的工况下，运行工况点接近失速区。在进行增压风

5、机选型设计时，对上述情况可能考虑有所欠缺。     2.2增压风机的节能问题     增压风机出力调整采用通过改变风机的叶片的角度来调节。通过改变风机静叶的角度来调节风量尽管比一般采用控制入口挡板开度来实现风量的调节有一定的节能效果，但是节流损失仍然很大，特别是低负荷时节流损失更大，另由于节流调节，存在风机运行中振动、躁音等问题。同时异步电动机在启动时启动电流一般达到电机额定电流的6～8倍，对厂用电形成冲击，同时强大的冲击转矩对电机和风机的使用寿命存在很大的不利影响。由于目前增压风机风量调节方式不能很好的满足锅炉低负荷稳定性运行需要，所以电厂考虑对增压风机进行

6、调节性能和节能改造，来满足机组整体调节性能需要。    3 增压风机变频改造的可行性     在风机的各种调节方式中，变频调节应用较为广泛。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。故考虑采用变频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，避开失速区，同时能取得较好的节能效果。但目前高压变频器设备的运行稳定性对各生产厂家来说或多或少都存在一定问题，变频器受电子元器件的特性、环境温度及

7、空气洁净度等因素影响较大，运行中时常发生功率模块故障等情况，造成变频器跳闸。因此，变频改造前必须针对增压风机的运行方式特点进行分析，以确定其可行性。     增压风机作为机组锅炉风机管网(风、烟道)的末端设备，用以克服脱硫系统烟气通道阻力，其跳闸将使得整个锅炉的平衡通风被破坏，炉膛负压反正，有可能达到炉膛压力保护值造成锅炉保护动作灭炉;同时风机跳闸后，脱硫系统烟气流速降低，吸收塔浆液浓度及ph值发生变化，迫使脱硫系统停运。电厂烟塔系统投运一年运行正常，两座烟囱的拆除已经进入项目可行性研究阶段，今后烟囱、旁路挡板拆除，增压风机跳闸后，脱硫系统停运将直接导致机组跳

8、闸，故增压风机变频改造对变频系统的可靠