脫硫系統增壓風機選型及運行控制方法研究

黃海鵬

摘 ?要：文章首先分析了脫硫系統增壓風機選型中的關鍵問題，得出應用靜葉可調軸流風機對脫硫系統的積極影響。同時分析了在選擇靜葉可調軸流風機方案下存在的問題，提出了運行控制方面的優化建議，望引起重視。

關鍵詞：脫硫系統;增壓風機;選型;運行控制

中圖分類號：TK223.7 ? ? 文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2015）36-0179-02

當前，600 MW以上火力發電機組技術應用與設備支持已經發展的非常成熟，這些大容量機組在新建電站項目中的應用比例也不斷加大。雖然在美國和中國逐漸采用濕煙囪替代了脫硫CCH，但對于日本、歐洲以及一些國家旅游城市的電站都還保留CCH，設置CCH 會對脫硫系統的阻力增加1 000～2 000 Pa，整套脫硫系統總的阻力將會達到3 000 Pa以上，如果通過增加引風機的壓升來克服整個脫硫系統的阻力將會使得引風機的規格。但同時，燃煤儲量逐年下降，成本不斷提高也是客觀條件之一。為了應對這一問題，一些電廠只能夠選擇燃燒臨近煤礦、較差煤種實現發電，造成大量機組的容量大、灰分高、以及煙氣量大。從設置煙氣旁路的角度上來看，基于負荷安全以及工況運行方面的要求，必須同步設置增壓風機，以達到提高脫硫系統整體運行水平的目的。具體分析如下。

1 ?脫硫系統增壓風機選型分析

從脫硫系統應用增壓風機的角度上來看，增壓風機的選型主要是指對靜葉可調軸流風機、動葉可調軸流風機的對比選型。具體可分析如下：

①針對在運行中所產生燃煤灰分較大、煙氣處理量較大的機組，建議配備2*靜葉可調軸流風機。該選型方案的依據是：雖然相較于靜葉可調軸流風機而言，動葉可調軸流風機的的運行效率高，受喘振、失速的影響小，但風機在各種負荷狀態下的轉速均比較高，意味著旋轉葉輪的磨損速度高。故從延長增壓風機使用壽命的角度上分析，建議選型靜葉可調軸流風機。

②考慮到脫硫系統中增壓風機所處的工作條件較差：

一方面，由于脫硫系統內部設備、裝置的布置比較緊湊，煙氣換熱器與增壓風機距離非常近，意味著煙氣換熱器運行中的高壓水沖洗會將部分水汽帶入增壓風機段煙道當中;

另一方面，脫硫系統中所設置旁路煙道關閉不嚴，容易導致濕煙氣被回抽至增壓風機內。

故而，脫硫系統中增壓風機會長期處于一個比較超市的環境當中，加之脫硫系統入口段的煙塵含量高，若選擇動葉可調軸流風機，則勢必會導致風機葉片調節位置出現結垢，經過一段時間的運行后出現調節卡澀的現象，遠期難以發揮隨時調節風量的作用。

因此，從增壓風機運行環境的角度上分析，建議選型靜葉可調軸流風機。

2 ?增壓風機運行優化分析

2.1 ?存在的缺點

但同時必須注意的是，在增壓風機應用靜葉可調軸流風機時，此類型增壓風機仍然存在一定的缺點：

第一是風機運行效率相對較低，電耗水平高。分析中認為：對于靜葉可調軸流風機而言，對風量的調節是通過靜止風機前導葉電動執行機構實現，旋轉葉輪未進行角度調整。因此在增壓風機的運行中，風機整體功率損耗高，運行效率較低，其電耗水平高于動葉可調軸流風機;

第二是靜葉可調軸流風機在低負荷狀態下運行時可能出現喘振問題。結合靜葉可調軸流風機的運行性能曲線（如圖1所示）來看，其失速區在（風量<50%鍋爐最大連續蒸發量）工況風量時，失速線過低，若此時整個脫硫系統的阻力大，則會導致增壓風機長期處于失速區內，最終導致增壓風機發生喘振、跳機等故障，對整個脫硫系統運行有非常不良的影響。

2.2 ?要解決的問題

了使靜葉可調軸流風機在脫硫系統中的運行更加穩定與可靠，要求解決以下兩個方面的問題：其一是對靜葉可調軸流風機效率的提高，其二是在低負荷運行狀態下避免風機失速。

2.3 ?優化措施

為提高風機運行效率，可以對輪轂結構進行改進，引入AN型靜葉可調軸流風機，采用鍋底式輪轂，使風機調節范圍可以達到105 °左右，同時的調節效率也有提高效果;為避免風機在低負荷狀態下出現失速問題（失速狀態下風機流量-壓力曲線，如圖2所示）可在風機中引入KSE防失速裝置。具體方法是：在增壓風機內部設置導流板，將一部分增壓后的煙氣通過導流板引回風機入口當中，實質上使風機入口煙氣量避讓失速區，其特點是不增加占地面積，同時控制方式與常規靜葉可調軸流風機控制方式相同，不需要新增控制點。

3 ?增壓風機控制方法分析

結合當前脫硫系統的運行需求來看，宜選型2*臺增壓風機以并聯方式運行，其中將單臺增壓風機最大工況風量設置為60%鍋爐最大連續蒸發量工況。換言之，在60%鍋爐最大連續蒸發量工況范圍內，均運行1臺增壓風機，其優勢是在脫硫系統低負荷狀態下，另1臺增壓風機不會頻繁進行啟停動作。

從增壓風機運行控制的角度上來說，當鍋爐機組負荷提高至60%并繼續增加時，另1臺增壓風機需要啟動并投入運行。此時對增壓風機風量的控制方案是：首先將正在運行狀態的增壓風機出力下調20%，同時取消自動，然后逐步增加新啟動風機的開度（原運行風機導葉開度同步降低），當2臺增壓風機平穩運行后，逐漸上調負荷，實現滿負荷運轉。

4 ?結 ?語

從機組運行特點以及運行環境上分析，增壓風機的選型建議以靜葉可調軸流風機為基礎方案。但針對靜葉可調軸流風機在運行中存在的效率低以及失速問題，需要對風機運行與控制方法進行優化，以提高靜葉可調軸流風機在脫硫系統中的運行性能與水平。

參考文獻：

[1] 王曉勇，趙志丹，郭三虎，等.某超臨界350 MW機組增壓風機（帶旁路）

的RB控制[J].中國電力，2014，（10）.

[2] 張一翔.600 MW機組濕法脫硫增壓風機旁路改造案例[J].價值工程，

2014，（35）.

[3] 劉卜崗.葛文.600 MW機組煙氣脫硫中增壓風機的控制[J].水利電力機 ? 械，2006，（2） .

[4] 吳躍鵬.沙角A電5號機組脫硫裝置煙氣系統實現穩定控制的分析[J].

廣東電力，2005，（5）.

[5] 王家永.關于煙氣脫硫系統中增壓風機幾個問題的探討[J].電力建設，

2004，（7）.