空懸浮離心風機在600MW機組脫硫吸收塔的應用

謝宣 田興英 曾光寧

摘要：脫硫吸收塔使用空懸浮離心風機后，吸收塔氧化風系統可靠性大幅提高，節電節水效果顯著。

關鍵詞：空懸浮;吸收塔;可靠性;節能

1 公司脫硫系統概況

1.1系統概況

福建大唐國際寧德發電有限責任公司一期#3、#4 機組為600MW燃煤機組，其中煙氣脫硫裝置于2006年7月通過168試運后投入運行，2016年底響應國家號召進行超低排放改造，改造后滿足設計要求。

1.2設計參數

寧德電廠煙氣脫硫裝置，采用石灰石—石膏濕法脫硫工藝，脫硫入口SO2濃度2427mg/Nm3，超低改造后整套FGD設計脫硫效率不小于98.56%，且SO2排放濃度應小于35mg/Nm3（標態，干基，6%O2）。吸收塔參數為φ15300mm×45200mm，漿池運行高度為10-12m，配置四臺漿液循環泵，1-4號漿液循環泵對應的噴淋層高度依次升高。吸收塔配置兩臺石膏排出泵，一用一備，配兩臺氧化風機，一用一備。吸收塔原煙道設置合金托盤，除霧器三層屋脊式除霧器+一層管式除霧器。氧化風管伸入漿池液位標高為4.9m，承受背壓的液位高為5.1-7.1m左右，按照吸收塔漿液密度1140kg/Nm3計算，阻力約為60-80kpa之間。

1.3新增前氧化風機概況

吸收塔氧化風機型號為C186-2.05，制造廠家為南通大通寶富風機有限公司，風機為5級離心風機，設計風量173.38m3/min，壓力101.18kpa，轉速2980 r/min，電機功率460KW，每臺吸收塔安裝2臺離心風機，一用一備，為了提高系統的可靠性，將2臺吸收塔氧化風機的出口母管連接，安裝旁通閥，在任一機組2臺氧化風機同時損壞后可開通此旁通閥供氧化空氣。安裝第一次試運時間為2016年12月，自安裝使用此氧化風機后，能耗高，軸承平均半年更換一次，可靠性極差。出現過幾次極端情況，兩臺機組4臺氧化風機壞過3臺風機，氧化風機的可靠性嚴重威脅機組的安全穩定運行，氧化風機改造迫在眉睫。

2.空懸浮離心風機的應用

寧德發電公司多方調研選擇了空懸浮高速離心風機技術。空懸浮技術是以航空技術為基底的空氣懸浮軸承，利用轉子和箔結構軸承相對高速旋轉時自然形成的流體動壓，使轉子懸浮起來，并實現非接觸式的空氣軸承。確定風機技術后，經過招標確定了韓國紐若斯空懸浮高速變頻離心風機，新風機型號為NX300-C100，設計流量為150m3/min，排放壓力為80kpa，額定轉速為24300rpm/min，額定功率為220kw。

2.1新增氧化風機的優勢

2.1.1安裝簡單方便

氧化風機為整體集裝式，風機安裝對基礎要求較低，僅需地面平整即可，并且整機四個角可以自由調整高度將風機找平。

2.1.2無油潤滑

氧化風機為空氣懸浮軸承，空氣軸承是借助于軸承滑動副表面之間形成的壓力空氣膜將負荷支承起來的軸承，工作時滑動副表面之間完全由氣膜分開，工作時為流體潤滑，潤滑介質為空氣。基于空氣軸承獨特的特性，此氧化風機完全不需要添加任何潤滑油。

2.1.3無外部冷卻水

原氧化風機需要設置外部冷卻水，對風機軸承箱進行冷卻。

氧化風機大部分部件由空氣冷卻，僅電機定子和變頻器由水冷卻，而此冷卻水為內循環，重復使用，冷卻水也是通過散熱器用空氣進行冷卻。

從氧化風機吸入口被吸入的空氣，冷卻機箱內部部件后隨之被風機葉輪吸收排放至排放管道，因此不會影響機房室溫。

新增氧化風機不需單獨設置冷卻水，節水效果十分明顯。

2.1.4節電效果顯著

新增后的氧化風機運行期間，轉速維持在88.5%額定轉速，功率約為160KW，風量約7800m3/min。對比原氧化風機相同風量時運行電流為41A，功率為370KW。新增后的氧化風機對比原氧化風機每小時可節電210KWh，按風機年使用小時7000小時計算，年可節電1470000kwh，節電效果十分顯著。基于新增后的氧化風機節電效果明顯，我廠除正常保養外均需使用此氧化風機作為吸收塔的第一選擇，舊氧化風機作為長期備用。

2.1.5自帶喘振保護

原多級離心風機每次啟動時均會大幅喘振，每次啟停都會對設備軸承帶來較大的傷害，而吸收塔液位過高背壓過大時也會造成風機喘振，對設備運行帶來很大的隱患。

新增后的風機運行時自帶喘振保護系統，通過喘振預防邏輯控制，防止設備運行中發生喘振，大幅降低設備損壞的可能。如圖二所示：斜直線為喘振線，紅點為風機運行工況點，與斜直線越遠表示風機越不容易發生喘振。運行時可以根據風機的最佳運行工況合理調整轉速，使風機在安全區間運行。當運行過程中發生喘振時，風機會自動報警停機，保障設備的安全。

2.2新氧化風機應用注意事項

新增氧化風機屬于精密設備，轉速高，對環境要求極高。為了保障新增后的氧化風機長期穩定運行，我公司切實做了如下工作。

2.2.1建專用新增氧化風機房

在僅靠吸收塔區域建專用新增氧化風機房，房間采用密閉結構，地板采用瓷磚鋪設，室內安裝兩臺10P空調，用來調節夏季較高的室溫，保障風機電子元件的正常使用。

2.2.2嚴格執行定期工作

新增風機無任何其他定期工作，但需要每周定期對室內衛生清掃，定期做好風機濾棉清理工作，每累計運行300小時必須清理一次濾棉，視一次濾棉干凈程度進行更換（更換清理一次濾棉不需要停機）。每累計運行3600小時更換二次濾棉（更換二次濾棉需要停機處理）。

2.2.3新增風機房嚴格管理

非作業人員未經允許不準進出氧化風機房，現有房間鑰匙全部收回。定期工作開展需要檢修或運行專工現場監護執行。發電部運行人員要養成隨手關門的習慣。檢修人員不允許在風機房內開展切割、焊接等作業，檢修后遺留的雜物、垃圾、粉塵必須立刻清理干凈。

3 結語

自新增氧化風機投入使用后，已連續運行兩個月未停機（利用小時1440小時），期間未發生任何報警及異常，節電節水效果十分顯著，相比多級離心氧化風機，風機發生問題的概率大幅減少，檢修人員的維護工作量幾乎沒有，系統可靠性有保障，對機組環保設施的健康持續運行帶來十分積極的作用，這也給其他火電機組在氧化風機的選型上多一個實例進行選擇。