1前言
    火力發(fā)電廠2x135MW機組煙氣脫硫工程，采用石灰石一石膏濕法，兩爐一塔設(shè)置，設(shè)計脫硫率不小于95%，年運行時間為5500小時，年平均負荷率為70%，要求系統(tǒng)能在30%—1OO%BMCR工況下穩(wěn)定運行。由于工程為改造項目，電廠原有引風機壓頭不足以提供因新上脫硫系統(tǒng)導(dǎo)致的系統(tǒng)壓降，需另外設(shè)置一臺增壓風機。
    增壓風機是濕法煙氣脫硫工藝系統(tǒng)的主要設(shè)備之一。增壓風機的選型對滿足系統(tǒng)要求、降低工程造價、優(yōu)化性能以及節(jié)省運行維護費用、保證主機系統(tǒng)運行可靠性等方面都有較大影響．是保證脫硫系統(tǒng)運行性能和可靠性的重要設(shè)備。根據(jù)工程實際情況，選擇合適的增壓風機是脫硫工程設(shè)計中的重要一環(huán)。本文對脫硫系統(tǒng)增壓風機的選型分析．可為類似火力發(fā)電廠濕法煙氣脫硫系統(tǒng)中增壓風機的選擇提供參考。
2方案選擇
    濕法煙氣脫硫系統(tǒng)中，增壓風機一般采用軸流風機或者離心風機。但因離心風機與負荷的調(diào)控性能較差，故一般不推薦采用。軸流風機分為動詞軸流風機和靜調(diào)軸流風機兩種。根據(jù)電廠運行情況，機組經(jīng)常調(diào)峰運行，負荷變化范圍較大，要求能在30%—10090BMCR工況下穩(wěn)定運行，對于靜調(diào)軸流鳳機，低負荷下效率下降明顯，所以并不適合。而動詞軸流風機的效率曲線近似橢圓面，長軸與煙風系統(tǒng)的阻力曲線基本平行，風機運行的高教區(qū)范圍大，當機組在汽輪機帶額定負荷工況或更低負荷下運行時，風機效率下降的幅度是幾類風機中最小的。因此，動調(diào)軸流風機可以作為本工程的備選方案。
    同時，根據(jù)節(jié)能降耗要求以及擴大風機工作范圍，針對靜調(diào)軸流風機，如今有變頻調(diào)速、液耦調(diào)速、水電阻凋速等調(diào)節(jié)方式：(1)變頻調(diào)速。調(diào)節(jié)效率高．調(diào)速范圍廣，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)難度大，一次性投資費用和使用維護成本高，占地面積大，對環(huán)境要求高，電力電子器件易損壞，備品備件昂貴；(2)液耦調(diào)速。機械方式調(diào)速，工作乎穩(wěn)，平緩地起動、加速、減速和停車，但是不能達到全速，調(diào)速精度不高，一旦出現(xiàn)故障就必須停機檢修；(3)水電阻詞速。運行可靠，而且基本上沒有維護工作量，體積小，安裝、調(diào)試簡單，故障時可撤出而不影響風機正常運行，但是由于串入轉(zhuǎn)子圓路中的電阻發(fā)熱浪費能量，所以調(diào)速效率較變頻低。遵循控制投資、運行維護成本，操作簡單，技術(shù)難度小，系統(tǒng)運行穩(wěn)定．故障時不影響系統(tǒng)運行等原則，最終確定靜調(diào)軸流風機+水電阻作為本工程第二個備選方案。
2.1動調(diào)軸流凰機方案
    動調(diào)軸流風機其主軸嵌入在輪轂內(nèi)，依靠過盈配合并結(jié)合鍵聯(lián)接傳動。主軸采用兩端雙支攆結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性較好。同時其中間軸與主軸通過鋼撓性聯(lián)軸器聯(lián)接，這樣在有效傳動的同時也能較好地吸收由于風機熱態(tài)運動引起的熱膨脹，保證風機運行的穩(wěn)定性。
    動調(diào)軸流風機的控制是通過一個由小型執(zhí)行機構(gòu)控制的液睚缸進行的，其響應(yīng)和調(diào)節(jié)時間更短。調(diào)節(jié)靈活性和準確性高。調(diào)節(jié)范圍大，通常情況下動調(diào)風機可以在10%—15%鍋爐連續(xù)最大負荷的工況點穩(wěn)定運行。效率高，經(jīng)濟性好。特別在鍋爐低負荷下，效率優(yōu)于靜調(diào)軸流風機。
2.2靜調(diào)軸流風機+水電阻方案
    靜調(diào)軸流風機的軸承座和主軸嵌入在葉輪輪轂內(nèi)，主軸長度較短，這樣就能提高臨界轉(zhuǎn)速。中間軸一端通過膜片式聯(lián)軸器的一半與葉輪相聯(lián)，另一端與電機軸相聯(lián)，在保持較好傳動效果的同時能有效吸收由于風機熱態(tài)運行引起的熱膨脹．保證風機運行的穩(wěn)定性。風機負荷調(diào)節(jié)通過控制電動執(zhí)行機構(gòu)調(diào)節(jié)風機的前導(dǎo)葉實現(xiàn)。
    靜調(diào)軸流風機的特點是結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備造價較低，檢修維護工作量小l另一個突出優(yōu)點是壓力系數(shù)較高。在達到相同出力的前提下，靜調(diào)軸流風機可以采用較動調(diào)軸流風機低一擋的轉(zhuǎn)速，而其葉輪直徑與動調(diào)軸流風機相同，所以靜調(diào)釉流風機的葉輪線速度要低于動調(diào)軸流風機；而風機葉輪的磨損與其線速度以及煙氣流速的合成速度相關(guān)，所以靜調(diào)軸流風機的磨損性高于動詞軸流風機。但是其缺點是調(diào)節(jié)特性和風機效率以及調(diào)節(jié)靈敏度相對于動調(diào)軸流風機來說較低，在風機前導(dǎo)葉全開至60%開度時，風機流量變化極小。為了彌補靜調(diào)軸流風機這一缺陷，使其能夠適合工程需求，本工程考慮結(jié)合水電阻調(diào)速裝置一起使用。
    水電阻調(diào)速裝置是通過傳動裝置平滑地調(diào)整水電阻中兩極板間的距離，來改變串人電機轉(zhuǎn)子回路中的電阻，達到調(diào)整電機轉(zhuǎn)速的目的。電阻越大，電機轉(zhuǎn)速越低；電阻為零，電機達到全速�？蓪Υ笮屠@線異步電動機進行無級調(diào)速。電機在調(diào)速運行狀態(tài)下電阻長期通電所產(chǎn)生的焦耳熱，由循環(huán)裝置將液體強制泵人換熱設(shè)備進行散熱。換熱用冷卻水可以循環(huán)使用。
當風機轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時，其運行效率變化不大，其流量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比，風機轉(zhuǎn)速降低后，其軸功率隨轉(zhuǎn)速的三次方降低．驅(qū)動風機的電機所需的電功率亦可相應(yīng)降低�？紤]采用水電阻調(diào)速實現(xiàn)對增壓風機電機轉(zhuǎn)速的線性調(diào)節(jié)，平移風機運行特性曲線，可擴大風機調(diào)節(jié)范圍，同時能取得較好的節(jié)能效果。
3  增壓風機設(shè)計參數(shù)確定
    目前國內(nèi)脫硫系統(tǒng)增壓風機選取原則與引風機是基本相同的。按照<火力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)程）的規(guī)定，鍋爐引風機的選定是基于鍋爐BMCR工況的煙氣量增加10%～17%的余量作為引風機設(shè)計流量，壓升為計算阻力損失的20%～32%。脫硫增壓風機的風量和壓頭按下列要求選擇：
    (1) 脫硫增壓風機的基本風量按吸收塔的設(shè)計工況下的，煙氣量考慮。脫硫增壓風機的風量裕量不低于IO%，另加不低于100℃的溫度裕量。
    (2)脫硫增壓風機的基本壓頭為脫硫裝置本身的阻力以及脫硫裝置進出口煙道阻力之和。脫硫增壓風機的壓頭裕量不低于20%。
    (3)增壓風機的性能將保證能適應(yīng)風機設(shè)計工況30%—100%負荷下正常運行。
    根據(jù)以上要求，確定風機在BMCR工況下參數(shù)為：FGD人口煙氣壓力216Pa，煙氣量1235829WNm³/h (TB點
13594121wNm³th)，人口溫度141℃ (TB點151℃)，系統(tǒng)總阻力3951Pa(TB點4741Pa)。
4兩種方案經(jīng)濟性比較
4.1初始投資
    根據(jù)初步設(shè)計參數(shù)，通過向國內(nèi)相關(guān)設(shè)備生產(chǎn)廠家詢價，動詞軸流風機方案（方案一）與靜調(diào)軸流風機+水電阻方案（方案二）的投資成本分別為272萬元和283.75萬元，靜調(diào)軸流風機+水電阻方案的初始投資要比動調(diào)軸流風機方案高11.75萬元。
4.2運行成本
    為便于計算，簡化處理，本文僅以不同方案的耗電量作為運行成本比較項目。根據(jù)電廠2x135MW機組年運行模式及增壓風機參數(shù)計算得到兩種方案的年運行成本見表I．可以看出靜調(diào)軸流風機+水電阻方案的年用電量比動調(diào)軸流風機方案少170,OOOkW．h．用電價格按照0.35元/kW/h計，則靜調(diào)軸流風機+水電阻方案每年可比動調(diào)軸流風機方案節(jié)省5.95萬元。因采用靜調(diào)軸流風機+水電阻方案導(dǎo)致的11.75萬元額外投資可以在2年時間內(nèi)得到回收。

4.3維護比較
    動調(diào)軸流風機方案需對輪轂中的調(diào)節(jié)部件、液壓系統(tǒng)和主軸承進行維護，而靜調(diào)軸流風機方案需維護的主要部
件是入口導(dǎo)葉和主軸承，與動詞風機相比，靜調(diào)軸流風機維護工作量小�，F(xiàn)今昀動詞軸流風機的維護成本與靜調(diào)軸流風機基本相似，一般來說，動涸風機維護費用比靜調(diào)風機多10萬元，年搠。而水電阻部分采用全密封式結(jié)構(gòu)，由于液體蒸發(fā)，需要定時補充清水保證液位，液位可觀測并有報警控制，運行可靠基本免維護。
4.4方案經(jīng)濟比較
    由于不同選型的增壓風機方案達到的目的基本相同，因此對動調(diào)軸流風機方案與靜調(diào)軸流風機+水電阻方案采用費用現(xiàn)值比較法進行經(jīng)濟比較。兩個方案的費用現(xiàn)值表達式為：
   
式中
    PC—費用現(xiàn)值（萬元）；
    COt—為第t年運行費用（萬元）；
    i0—電廠基準折現(xiàn)率(%)；
    n—設(shè)備設(shè)計使用壽命（年）。
    一般火電廠的基準收益率為8%．設(shè)計使用壽命為30年。根據(jù)表3可以計算出動調(diào)軸流風機方案和靜詞軸流風機+水電阻方案的年運行成本分別為267.8515萬元和261．9015萬元。將這些數(shù)據(jù)代入上式得：
  PC方案-=272+(267,8515+lO)x( P/A,80,30)=3399,9920萬元
    PC方案二=283.75+261.9015×( P/A,8qo ,30) =3232.1803萬元
    PC方案二<PC方案一，從經(jīng)濟評價的角度來看，靜調(diào)軸流風機+水電阻方案憂于動調(diào)軸流風機方案。
5結(jié)論
    (1)靜詞軸流風機+水電阻方案的初始投資要比動詞軸流風機方案大，但是其運行費用較低。從長遠來看，靜調(diào)軸流風機+水電阻方案更為經(jīng)濟。
    (2)兩種方案在可靠性方面相差不大，但動詞風機維護較復(fù)雜，維護工作量大。
    (3)由工程實際需求及技術(shù)經(jīng)濟比較得出，靜調(diào)軸流風機+水電阻方案要優(yōu)于動詞軸流風機方案。