脱硫系统增压风机选型及运行控制方法研究

黄海鹏

摘  要：文章首先分析了脱硫系统增压风机选型中的关键问题，得出应用静叶可调轴流风机对脱硫系统的积极影响。同时分析了在选择静叶可调轴流风机方案下存在的问题，提出了运行控制方面的优化建议，望引起重视。

关键词：脱硫系统;增压风机;选型;运行控制

中图分类号：TK223.7     文献标识码：A      文章编号：1006-8937（2015）36-0179-02

当前，600 MW以上火力发电机组技术应用与设备支持已经发展的非常成熟，这些大容量机组在新建电站项目中的应用比例也不断加大。虽然在美国和中国逐渐采用湿烟囱替代了脱硫CCH，但对于日本、欧洲以及一些国家旅游城市的电站都还保留CCH，设置CCH 会对脱硫系统的阻力增加1 000～2 000 Pa，整套脱硫系统总的阻力将会达到3 000 Pa以上，如果通过增加引风机的压升来克服整个脱硫系统的阻力将会使得引风机的规格。但同时，燃煤储量逐年下降，成本不断提高也是客观条件之一。为了应对这一问题，一些电厂只能够选择燃烧临近煤矿、较差煤种实现发电，造成大量机组的容量大、灰分高、以及烟气量大。从设置烟气旁路的角度上来看，基于负荷安全以及工况运行方面的要求，必须同步设置增压风机，以达到提高脱硫系统整体运行水平的目的。具体分析如下。

1  脱硫系统增压风机选型分析

从脱硫系统应用增压风机的角度上来看，增压风机的选型主要是指对静叶可调轴流风机、动叶可调轴流风机的对比选型。具体可分析如下：

①针对在运行中所产生燃煤灰分较大、烟气处理量较大的机组，建议配备2*静叶可调轴流风机。该选型方案的依据是：虽然相较于静叶可调轴流风机而言，动叶可调轴流风机的的运行效率高，受喘振、失速的影响小，但风机在各种负荷状态下的转速均比较高，意味着旋转叶轮的磨损速度高。故从延长增压风机使用寿命的角度上分析，建议选型静叶可调轴流风机。

②考虑到脱硫系统中增压风机所处的工作条件较差：

一方面，由于脱硫系统内部设备、装置的布置比较紧凑，烟气换热器与增压风机距离非常近，意味着烟气换热器运行中的高压水冲洗会将部分水汽带入增压风机段烟道当中;

另一方面，脱硫系统中所设置旁路烟道关闭不严，容易导致湿烟气被回抽至增压风机内。

故而，脱硫系统中增压风机会长期处于一个比较超市的环境当中，加之脱硫系统入口段的烟尘含量高，若选择动叶可调轴流风机，则势必会导致风机叶片调节位置出现结垢，经过一段时间的运行后出现调节卡涩的现象，远期难以发挥随时调节风量的作用。

因此，从增压风机运行环境的角度上分析，建议选型静叶可调轴流风机。

2  增压风机运行优化分析

2.1  存在的缺点

但同时必须注意的是，在增压风机应用静叶可调轴流风机时，此类型增压风机仍然存在一定的缺点：

第一是风机运行效率相对较低，电耗水平高。分析中认为：对于静叶可调轴流风机而言，对风量的调节是通过静止风机前导叶电动执行机构实现，旋转叶轮未进行角度调整。因此在增压风机的运行中，风机整体功率损耗高，运行效率较低，其电耗水平高于动叶可调轴流风机;

第二是静叶可调轴流风机在低负荷状态下运行时可能出现喘振问题。结合静叶可调轴流风机的运行性能曲线（如图1所示）来看，其失速区在（风量<50%锅炉最大连续蒸发量）工况风量时，失速线过低，若此时整个脱硫系统的阻力大，则会导致增压风机长期处于失速区内，最終导致增压风机发生喘振、跳机等故障，对整个脱硫系统运行有非常不良的影响。

2.2  要解决的问题

了使静叶可调轴流风机在脱硫系统中的运行更加稳定与可靠，要求解决以下两个方面的问题：其一是对静叶可调轴流风机效率的提高，其二是在低负荷运行状态下避免风机失速。

2.3  优化措施

为提高风机运行效率，可以对轮毂结构进行改进，引入AN型静叶可调轴流风机，采用锅底式轮毂，使风机调节范围可以达到105 °左右，同时的调节效率也有提高效果;为避免风机在低负荷状态下出现失速问题（失速状态下风机流量-压力曲线，如图2所示）可在风机中引入KSE防失速装置。具体方法是：在增压风机内部设置导流板，将一部分增压后的烟气通过导流板引回风机入口当中，实质上使风机入口烟气量避让失速区，其特点是不增加占地面积，同时控制方式与常规静叶可调轴流风机控制方式相同，不需要新增控制点。

3  增压风机控制方法分析

结合当前脱硫系统的运行需求来看，宜选型2*台增压风机以并联方式运行，其中将单台增压风机最大工况风量设置为60%锅炉最大连续蒸发量工况。换言之，在60%锅炉最大连续蒸发量工况范围内，均运行1台增压风机，其优势是在脱硫系统低负荷状态下，另1台增压风机不会频繁进行启停动作。

从增压风机运行控制的角度上来说，当锅炉机组负荷提高至60%并继续增加时，另1台增压风机需要启动并投入运行。此时对增压风机风量的控制方案是：首先将正在运行状态的增压风机出力下调20%，同时取消自动，然后逐步增加新启动风机的开度（原运行风机导叶开度同步降低），当2台增压风机平稳运行后，逐渐上调负荷，实现满负荷运转。

4  结  语

从机组运行特点以及运行环境上分析，增压风机的选型建议以静叶可调轴流风机为基础方案。但针对静叶可调轴流风机在运行中存在的效率低以及失速问题，需要对风机运行与控制方法进行优化，以提高静叶可调轴流风机在脱硫系统中的运行性能与水平。

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