山西漳澤發(fā)電廠三期擴(kuò)建工程安裝2×300MW直接空冷燃煤發(fā)電機(jī)組。該機(jī)組采用武漢某公司、哈爾濱某公司和哈爾濱電機(jī)某公司的產(chǎn)品。與國(guó)內(nèi)其他同容量的機(jī)組相比,本工程具有如下特點(diǎn):(1)國(guó)內(nèi)首次采用300 MW級(jí)直接空冷汽輪機(jī);(2)國(guó)內(nèi)該型機(jī)組第1個(gè)采用中貯制3臺(tái)鋼球磨機(jī);(3)國(guó)內(nèi)該型機(jī)組第1個(gè)采用干法脫硫裝置;(4)國(guó)內(nèi)該型機(jī)組第1個(gè)完全采用三維設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì),基本實(shí)現(xiàn)了三維設(shè)計(jì)、二維出圖的改革。下面對(duì)引風(fēng)機(jī)選型問(wèn)題進(jìn)行探討。
1、大型干法脫硫技術(shù)的應(yīng)用情況
干法脫硫包括LIFAC(爐內(nèi)噴鈣尾部增濕活化)和CFB(循環(huán)流化床)等工藝,目前己達(dá)到工業(yè)應(yīng)用的CFB法工藝有3種:德國(guó)LURGI公司的CFB、德國(guó)WULFF公司的RCFB(內(nèi)回流式煙氣循環(huán)流化床)、丹麥FLS公司的GSA(氣體懸浮吸收),它們分別由國(guó)內(nèi)幾家環(huán)保工程公司引進(jìn)。
目前國(guó)內(nèi)己投運(yùn)的干法脫硫電廠有小龍?zhí)?×100 MW、廣州恒運(yùn)1×210 MW。漳澤三期是國(guó)內(nèi)第1個(gè)采用RCFB技術(shù)的300 MW級(jí)機(jī)組,2臺(tái)機(jī)組都己投入商業(yè)運(yùn)行。目前,F(xiàn)GD正處于最后的調(diào)試階段。此外,山西華能榆社二期、山西古交、江蘇彭城、江蘇新海等一批在建的300 MW機(jī)組也采用了干法脫硫工藝。
由于干法脫硫工藝有脫硫、除塵一體化的特點(diǎn),所以,引風(fēng)機(jī)與采用濕法脫硫工藝電廠的引風(fēng)機(jī)相比有較大的差別,有必要對(duì)引風(fēng)機(jī)選型中的某些關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行探討。
2、干法脫硫工藝中引風(fēng)機(jī)形式的選擇
目前,由國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的大型常規(guī)電廠中,引風(fēng)機(jī)基本上不采用離心風(fēng)機(jī),通常用靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)或動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī),而大多數(shù)采用靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)。
由于靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)造價(jià)較低,能較經(jīng)濟(jì)地滿足干法脫硫高壓力、大流量的工藝要求,所以應(yīng)作為首選。至于是否采用變頻器以提高風(fēng)機(jī)效率,各風(fēng)機(jī)制造商普遍不予推薦,主要是價(jià)格昂貴且體積大、不宣布置。
動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)雖然效率較高,但造價(jià)偏貴。干法脫硫時(shí),可能要用2級(jí)葉輪才能達(dá)到所要求的壓力,因此價(jià)格劣勢(shì)更明顯。當(dāng)然,如果預(yù)算充足且追求較高的風(fēng)機(jī)效率,動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)也是很好的選擇。
在初步設(shè)計(jì)階段,一定要做好引風(fēng)機(jī)的預(yù)算。因?yàn)椴捎酶煞摿蚬に嚨?00 MW機(jī)組,引風(fēng)機(jī)功率在2 900~3 400 kW,明顯高于常規(guī)的300 MW機(jī)組。如果按電力行業(yè)定額執(zhí)行,勢(shì)必超過(guò)預(yù)算。
3、干法脫硫工藝中煙氣量的計(jì)算
煙氣量的計(jì)算應(yīng)按煙氣脫硫系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱FGD)投運(yùn)和停運(yùn)2種工況考慮。通常脫硫島承包商會(huì)提供在這2種工況下煙氣的參數(shù),如溫度、壓力、比重、含氧量、漏風(fēng)率等,所以,把脫硫島的出口作為計(jì)算起點(diǎn),直接采用這些數(shù)據(jù)即可。
在投運(yùn)脫硫裝置工況下,盡管溫度較低,一定程度上會(huì)減小煙氣體積,但由于水蒸汽、物料輸送空氣、物料流化空氣、消化乏氣的加入,使FGD投運(yùn)時(shí),出口煙氣體積可能比停運(yùn)時(shí)大。所以,不可以認(rèn)為FGD投運(yùn)時(shí),煙氣溫度低,煙氣量就小。否則選出的風(fēng)機(jī)參數(shù)就會(huì)偏小,還會(huì)影響煙囪出口直徑和廠用變壓器的選擇。
在初步設(shè)計(jì)階段,熱機(jī)向電氣提出引風(fēng)機(jī)電負(fù)
荷時(shí),一定要考慮到上述因素。
4、干法脫硫工藝中風(fēng)壓的計(jì)算
風(fēng)壓的計(jì)算也應(yīng)按FGD投運(yùn)和停運(yùn)2種工況考慮。通常脫硫島承包商會(huì)提供在這2種工況下FGD的阻力壓降,投運(yùn)時(shí)的壓降要大于停運(yùn)時(shí)壓降。由于目前干法脫硫工藝用在300 MW機(jī)組上,仍缺乏足夠多的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),所以在計(jì)算時(shí),應(yīng)與脫硫島承包商充分協(xié)商。
另外,由于引風(fēng)機(jī)的壓頭較高,所以還應(yīng)按引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行曲線核對(duì)其零流量下的壓力值是否大于爐膛瞬時(shí)最大承壓能力,以避免當(dāng)爐膛突然滅火或送風(fēng)機(jī)全部跳閘且引風(fēng)機(jī)出現(xiàn)瞬間最大抽力時(shí),爐墻及支撐件不產(chǎn)生永久變形。同時(shí)對(duì)FGD的承壓能力也應(yīng)做同樣的校核。
5、風(fēng)機(jī)材質(zhì)的抗防腐性能
從FGD出來(lái)的煙氣溫度大約為80℃,含濕量約10%,正常情況下不會(huì)形成酸腐蝕。從理論上講,引風(fēng)機(jī)不需要考慮采用專門(mén)的防腐材料。但業(yè)主仍然擔(dān)心存在腐蝕,所以,國(guó)內(nèi)部分風(fēng)機(jī)廠已針對(duì)大型干法脫硫工藝中的引風(fēng)機(jī)提出了一些防腐解決方案,有的在材質(zhì)上進(jìn)行了改進(jìn);有的借鑒了濕法脫硫的經(jīng)驗(yàn),增加了涂層。這些措施是否有效,有待工程實(shí)踐的驗(yàn)證。
6、機(jī)組干法脫硫項(xiàng)目的選型結(jié)果
由于漳澤三期300 MW干法脫硫工程是首次進(jìn)行引風(fēng)機(jī)計(jì)算,設(shè)計(jì)院、風(fēng)機(jī)廠和脫硫島承包商都沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)。在選擇風(fēng)機(jī)時(shí),本著高可靠性、經(jīng)濟(jì)、合理的原則,對(duì)拿不準(zhǔn)的系數(shù),盡可能取上限,以確保脫硫裝置投運(yùn)后,引風(fēng)機(jī)有足夠的裕量應(yīng)付各種不可預(yù)見(jiàn)的情況。
表1是BMCR工況和TB點(diǎn)的選型計(jì)算結(jié)果。
從表1可知:(1)計(jì)算和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)都顯示在脫硫裝置投運(yùn)時(shí)鍋爐BMCR工況下,此時(shí)是風(fēng)機(jī)的最大運(yùn)行工況點(diǎn)(消耗功率最大時(shí))。(2)不論脫硫裝置投運(yùn)與否,實(shí)測(cè)煙氣量全部超過(guò)了BMCR工況下的計(jì)算煙氣量。在停運(yùn)狀態(tài)下,偏差達(dá)10%,即使考慮到煤種變化的影響,此偏差仍然較大。這說(shuō)明了脫硫島承包商提供給設(shè)計(jì)院的FGD出口煙氣量與實(shí)際值相比偏小及目前國(guó)內(nèi)對(duì)大型干法脫硫工藝的認(rèn)識(shí)還有待進(jìn)一步提高。由于原來(lái)計(jì)算TB點(diǎn)煙氣量時(shí)取了較大的裕量系數(shù),從而保證了TB點(diǎn)煙氣量與實(shí)測(cè)煙氣量相比仍有約10%的裕量,符合設(shè)計(jì)規(guī)程的要求。(3)不論脫硫裝置投運(yùn)與否,實(shí)測(cè)壓力明顯小于BMCR工況下的計(jì)算壓力,更小于TB點(diǎn)的計(jì)算壓力。數(shù)據(jù)對(duì)比表明,造成這種偏差的主要原因是脫硫島承包商對(duì)RCFB+ESP2的阻力估計(jì)過(guò)于保守。
綜上所述,本工程選用的引風(fēng)機(jī)能滿足干法脫硫工藝的需要,其中風(fēng)量選擇適中,但壓力裕量偏大。
7、結(jié)論
7.1 目前,電廠大型干法脫硫工藝中引風(fēng)機(jī)的選型尚缺乏經(jīng)驗(yàn),脫硫島承包商和風(fēng)機(jī)制造商所提供的數(shù)據(jù)有待于實(shí)踐驗(yàn)證。所以,設(shè)計(jì)院在選型時(shí),要與廠家配合,盡量收集資料。
7.2在沒(méi)有把握的情況下,建議各系數(shù)取上限。待以后取得經(jīng)驗(yàn)后,對(duì)計(jì)算方法進(jìn)行修正。
7.3在初步設(shè)計(jì)階段,要選擇好引風(fēng)機(jī)的型號(hào),做好參數(shù)、電功率的計(jì)算,避免技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上出現(xiàn)偏差。
7.4 由于各風(fēng)機(jī)制造廠采用不同的技術(shù),風(fēng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)軸承潤(rùn)滑方式和冷卻水的消耗量差別較大,選型時(shí)要特別注意。對(duì)北方地區(qū)的電廠,要盡可能選不用或少用工業(yè)水的風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī),不但可節(jié)水,還可避免冬天冷卻水管的凍裂。