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前言 

      為保護環境，減少二氧化硫排放量，國家環保部門對電廠煙氣排放指標的考核和監督越來越嚴格,一些電廠也正在逐步進行大規模的脫硫系統改造或新建工程，其中增壓風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濟運行的關鍵設備,對增壓風機進行變頻改造可以提高風機的運行效率,提高穩定性，進而保證脫硫系統的運行可靠性，同時還能取得良好的節能效果,達到節能降耗目的。     

一、 企業概況

      揚州第二發電有限公司是江蘇省特大型火力發電企業, 目前共有4臺600MW燃煤發電機組。一期1#2#機組采用亞臨界燃煤發電機組, 二期3#4#機組采用超臨界燃煤發電機組, 機組安裝的脫硫設施采用的是石灰石—石膏濕法脫硫工藝，即采用石灰石經吸收塔吸收二氧化硫，通過化學反應產出石膏。

工藝流程圖  

      鍋爐煙氣經電除塵器除塵后，通過增壓風機、進入吸收塔, 在吸收塔內煙氣向上流動且被向下流動的循環漿液以逆流方式洗滌。循環漿液則通過噴漿層內設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”的處理下反應的副產物被導入的空氣氧化為石膏，并消耗作為吸收劑的石灰石。循環漿液通過漿液循環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。經過凈化處理的煙氣流經兩級除霧器除霧，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、 系統改造方案可行性

 1 風機負載調速節能原理

風機的工作特性圖如下：

曲線①為風機按轉速N₁工作時的特性曲線，曲線②為風機按轉速N₂工作時的特性曲線，③④為風道阻力曲線。

在第一種負載工況下，風機工作在A點，風量為Q₁，風壓為H₁。如果風機仍然按N₁速度定速運行，用擋板將風量調節為Q₂時，風壓將上升到H₃，風機工作點移到B點。由于擋板的截流作用，風道阻力曲線由③變為④。

在A、B兩點，風機功率分別為P_A＝H₁×Q₁，P_B＝H₃×Q₂，雖然Q₂<Q₁，但H₃>H₁，實際減小的功率有限。

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

相比B、C兩點，風機減少的軸功率為：ΔP＝P_B- P_C＝（H₃ –H₂）×Q₂

在風道阻力特性不變的情況下，風機的風量Q、壓力H、軸功率P和轉速N之間滿足如下關系（相似定理）：

Q∝N，H∝N²,P∝N³

所以有：

就是說，通過調速方式改變風機風量，風量下降一半時，風機軸功率將下降87.5%。

2 系統旁路柜控制方式

   基本原理：它是由3組高壓開關柜QF1、QF2和QF3組成。要求開關柜QF2和QF3不能同時閉合。變頻運行時，開關柜QF1和QF2閉合，開關柜QF3斷開；工頻運行時，開關柜QF3閉合，開關柜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開關柜內綜保裝置,參與差動保護,完善電機保護功能。

三、節能數據分析:

1 現場技術數據：

設備參數

2工頻/變頻狀態下的年耗電量計算

四、設備冷卻方式

      為了提高高壓大功率變頻器的應用穩定性，解決好高壓變頻器環境散熱問題,根據現場實際情況采用密閉式空調冷卻,其結構圖如下:

      冷卻設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；當單段電源故障時，另外一側工作電源帶兩臺壓縮機運行。兩臺壓縮機設備停運時，可以通過風道回路設置的風門實現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。完整的冷卻系統解決方案，有效減低了輔助系統的故障率,保證設備安全運行.

五、結論

      采用變頻調速后，系統實現軟啟動，電機啟動電流遠遠小于額定電流，啟動時間相應延長，對電網無大的沖擊，減輕了起動機械轉矩對電機機械損傷，降低噪音，降低了震動系數,有效的延長了電機的使用壽命，減少了檢修維護開支，節約大量維護費用,降低了廠用電率,提高了供電率.

      總的來看，增壓風機進行變頻改造是可行的，它可以提高風機的運行穩定性，進而保證了機組脫硫系統的運行可靠性，同時還能取得良好的節能效果。