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1、4600MW 发电机组烟气脱硫系统改造工 程增压风机选型比较专题报告目目 录录1 概述.12 各类风机特点及工程应用情况 .22.1 静叶可调轴流风机.22.2 动叶可调轴流风机.33 增压风机改造的方案.44 方案比选.55 结论.6- 1 -增压风机选型比较增压风机选型比较1 概述概述滇东电厂一期原安装 4 台 FGD 装置设计煤种是按照白龙山煤矿勘探确定的含硫 1.29设计，出口净烟气含硫控制在 400mg/Nm3；现因白龙山煤矿勘探确定的含硫增加到 3%（7000mg/Nm3，标态，干基，=1.4）,且环保要求又大大提高，要求出口净烟气含硫控制在 200mg/Nm3，本 FGD 工艺系
2、统改造主要由新增吸收剂制备系统、烟气改造系统、SO2吸收改造系统、新增石膏脱水系统及其它辅助系统等组成。其中烟气系统的改造主要涉及到增压风机的改造。1.1 烟气系统：除尘系统采用双室四电场电除尘器，除尘效率设计值不低于99.65。ESP 正常运行时出口烟气中粉尘浓度200mg/Nm3（标态，干基，=1.4） 。1.2 烟囱烟囱为钢筋砼制成，并衬有砖层及耐酸水泥防腐层。两炉合用一座钢筋混凝土套筒烟囱，高度 210m, 出口直径 10.0m。1.3 烟气参数本工程的烟气参数烟气量3601000m3/h湿基，1.442160000Nm3/h标态, 湿基，=1.442040000Nm3/h标态, 干基
3、，=1.442000000Nm3/h标态, 干基，=1.4烟温116设计值170最高值170FGD 旁路运行烟气污染物成分SO27000mg/Nm3 最大 8000mg/Nm3标态，干基，=1.4SO3120mg/Nm3标态，干基，=1.4HCl50 mg/Nm3标态，干基，=1.4HF25 mg/Nm3标态，干基，=1.4粉尘浓度(电除尘器出口)200 mg/Nm3标态，干基，=1.41.4 原增压风机的主要参数：现有增压风机为静叶可调轴流风机，成都电力机械厂生产，型号：- 2 -ANT35e6(V19+4)+KSE 轴流风机。名 称单位TB100% BMCR75% BMCR40% BMCR
4、风机型式静叶可调轴流式风机风机型号ANT35e6（V19+4）风机入口容积流量m3/h201106817823601353600风机全压Pa618051503772风机全压升Pa618051503772风机静压Pa590249263632风机静压升Pa618051503772风机入口温度126116106风机流量裕量10风机压头裕量20转速r/min735效率86.286.075轴功率KW3948293518811.5 原增压风机电机主要参数：名 称单 位数 据电动机型号YKK900-8额定功率kW4400额定电压kV6同步转速r/min7352 各类风机特点及工程应用情况各类风机特点及工程应
5、用情况目前，大型电站引风机国内可以选择的型式大致有：静叶可调轴流风机、动叶可调轴流风机。2.1 静叶可调轴流风机静叶可调轴流风机静叶可调轴流风机，是一种以叶轮子午面的流道，沿着流动方向急剧收敛，气流速度迅速增加获得动能，并通过后导叶、扩压器将部分动能转换成静压能的轴流风机，扩压器的设计是风机性能的关键。风机对叶轮入口条件不太敏感，采用简单的入口导向器调节方式可以获得较好的调节性能。风机结构比较简单，转速比动叶可调轴流风机低，简单的说，静叶可调轴流风机在结构和性能上都介于动叶可调轴流风机和离心风机之间。静叶可调轴流风机效率曲线近似呈圆面，风机运行的高效区范围介于动叶可调轴流风机和离心风机之间。风
6、机在 T.B 点和 BMCR 工况时，也能达到较高- 3 -效率，在带基本负荷并可调峰的锅炉机组上，其与动调风机的电耗相差不大。当机组在汽机带额定负荷工况或更低负荷下运行时，风机效率下降的幅度比动叶可调轴流风机大。静叶可调轴流风机转子外沿的线速度较低，对入口含尘量的适应性比动叶可调轴流风机要好，当含尘量在 400mg/Nm3下时，叶片寿命不低于 2 万小时。理论和实验均表明，风机叶轮的耐磨寿命与风机转子速度的平方成反比，因此作为引风机静叶可调轴流风机有其优势。静叶可调轴流风机的结构比较简单，需要维护的部分少。后导叶是最主要的易磨件，通常后导叶设计成可拆卸式，更换方便。同时叶轮叶片经过 12 个
7、大修期后还可在原轮毂上实现 34 次更换叶片处理，进一步延长叶轮的寿命。静叶可调轴流风机采用滚动轴承油脂润滑，轴承座采用强制通风冷却。这与动调风机的带循环油站的滚动或滑动轴承结构相比，运行维护费用均大大降低。尤其目前国产液压元件质量不稳定，其可靠性高的优点更为突出。2.2 动叶可调轴流风机动叶可调轴流风机动叶可调轴流风机，有一套液压调节系统，可以在运行中调节动叶片的安装角，改变风机特性使之与使用工况相适应。风机较为轻巧，但转子外沿线速度较高，风机转速较高。动叶可调轴流风机由于有一套液压调节系统，结构上比较复杂。由于风机转速较高，转子重量和整机重量较轻，转动惯量较小，配用电机较小。动叶可调轴流风
8、机效率曲线近似呈椭圆面，长轴与烟风系统的阻力曲线基本平行，风机运行的高效区范围大。风机在 T.B 点和 BMCR 工况时，均能达到较高效率，当机组在汽机带额定负荷工况或更低负荷下运行时，风机效率下降的幅度是几类风机中最小的。因此，风机耗功少，运行费用低。动叶可调轴流风机压力系数小，则风机达到相同风压是需要的转子外沿线速度高，相应的磨损情况要比其他形式的风机严重。如不对动叶片等部件进行耐磨处理，则不能承受含尘量超过 150mg/Nm3的工况。即使进行了耐磨处理，一般要求的烟气含尘量不超过 300mg/Nm3。由于动叶可调轴流风机有一套复杂的液压调节机构，其相应的检修工作量较大（主要是液压缸密封件
9、的检修维护、油系统漏油问题） 。需要经常检修维护- 4 -的部件主要是动叶片。换下的叶片若未伤及母材，重新喷焊耐磨材料后还可以使用，但在喷涂过程中需要加热，会引起叶片的变形，一般来说，整形工作电厂完成较为困难，最好由制造厂完成。在 TB 点和 BMCR 工况下，动调轴流风机和静调轴流风机的效率接近，根据初步询价的资料显示，针对本工程的工况，TB 点动调轴流风机效率为85.2%，静调轴流风机效率为 85%；BMCR 点动调轴流风机效率为 86%，静调轴流风机效率为 85.6%。机组运行在高负荷区域的时，二者的运行经济性差别不大。同时，由于本工程采用一台炉配两台增压风机，锅炉运行负荷变动范围为 3
10、0%-100%，对于采用静调风机的情况，可以满足 30%低负荷不发生失速和喘振，只是效率会降低。就部件的磨损性而言，由于静调轴流风机转速较动调风机低，叶轮的磨损情况相应较好。即使出现磨损，叶轮叶片经过 12 个大修期后还可在原轮毂上实现 34 次更换叶片处理，进一步延长叶轮的寿命。其更换叶片的费用约为78 万元/叶轮，相比之下，动调风机经过一个大修期后，更换叶片的费用约为20 余万元（每片叶片约 1 万元） 。对于风机最易磨损的后导叶，静调风机为可拆卸式，可在不停机的情况下更换。而动调风机后导叶为固定式，必须停机，返厂维修，费用大大高于静调风机。由于静调风机结构简单，没有复杂的液压调节系统，相
11、应可靠性也较高。传动轴系由多段空心轴组成，检修时只需松开连接螺栓，吊出中间轴后即可吊出叶轮。动调风机相比检修工作量较大。3 增压风机改造的方案增压风机改造的方案针对滇东电厂的实际情况，考虑原风机的型号，原电机的型号及改造工期，风机或电机改造对总体工期的影响，以及设备初投资、设备维护等方面，提出以下 4 个方案；（主要烟气参数不变，就风机全压由原来的 6180Pa,下降到4200Pa） ；方案一：对原静叶可调轴流式增压风机不进行更换方案一：对原静叶可调轴流式增压风机不进行更换增压风机全压由原来的 6180 Pa,下降到现在的 4200Pa,虽然原风机和电机还能满足工况的要求，但该风机的效率长期在
12、 75%左右运行。其优点是可较好- 5 -地满足改造后的工况条件，充分利旧，改造工程量小，工期短。缺点是风机效率较低（75%，BMCR 工况）。风机性能曲线见附件一；方案二：改造原静叶可调轴流式增压风机，更换叶轮方案二：改造原静叶可调轴流式增压风机，更换叶轮根据风机厂家（成都电力机械厂）的改造方案，对原静叶可调轴流式增压风机的叶轮进行更换换，其它均不变，详见风机厂改造方案。其优点是可较好地满足改造后的工况条件，充分利旧，改造工程量小，工期短。风机效率80.9%BMCR 工况。风机性能曲线见附件二；方案三：改造原静叶可调轴流式增压风机，更换叶轮，减低转速；方案三：改造原静叶可调轴流式增压风机，更
13、换叶轮，减低转速；根据风机厂家（成都电力机械厂）的改造方案，对原静叶可调轴流式增压风机的叶轮进行更换换，同时降低转速，由原来的 735r/min 降到 580r/min，详见风机厂改造方案。其优点是可较好地满足改造后的工况条件，风机效率86%BMCR 工况。其缺点是不仅要更换叶轮，还需要更换电机，改造风机和电机耗时较长。风机性能曲线见附件三；方案四：对原静叶可调轴流式增压风机进行结构改造，并增加变频器方案四：对原静叶可调轴流式增压风机进行结构改造，并增加变频器根据风机厂家的改造方案，需对原静叶可调轴流式增压风机的局部结构进行改造，提高增压风机的效率，并加装变频器，以调节电机转速。其优点是既可满
14、足改造后的工况条件，又可充分利旧，同时也有利于负荷变化调节，节能。缺点是变频器较为昂贵，改造风机耗时较长，施工周期长。方案五：改为动叶可调轴流式增压风机方案五：改为动叶可调轴流式增压风机本工程脱硫增压风机如采用动叶可调轴流式风机，其优点是可很好地满足改造后的工况条件，有利于负荷变化调节和节能。缺点是需对原增压风机进行全部拆除，包括风机基础、维修起吊设施等，设备供货、施工周期都比较长，设备利旧率低。4 方案比选方案比选从上述的方案中可以看出，方案一因其效率太低，虽然有其不用改造的优点，但其脱硫系统改造完成以后，会极大的增加厂用电耗，对滇东电厂节能减排的宗旨不符；建议不采用该方案；方案二的原因与方
15、案一相同；- 6 -方案三与方案四，在 BMCR 点时，2 个方案中大家的效率都一样比较高，都能达到 86%，但是方案三中，随着负荷的下降，风机的效率也是逐步下降，最恶劣的工况是在负荷点为 60%的情况， （因为 60%以下，可以选择一台风机运行） 。从图上估计，90%负荷的时候，风机效率达到 84.6%，效率还是可以，到 80%负荷的情况下，风机效率达到 76.6%,到 70%负荷的情况下，风机效率达到 70%左右。但是方案三每台风机的改造要比方案四减少估计 400 万；若采用方案四，则要增加初投资 5000 万。考虑到电厂发电台数较多，发电机组有较大的操作弹性，单台机组在满负荷的情况下的可
16、能性很大，建议采用方案三；5 结论结论综上所述，本工程推荐采用方案三：改造原静叶可调轴流式增压风机，更换叶轮，减低转速；云南滇东能源有限责任公司 4600MW 发电机组烟气脱硫系统改造工程 专题报告之一：增压风机选 型- 7 -附件一云南滇东能源有限责任公司 4600MW 发电机组烟气脱硫系统改造工程 专题报告之一：增压风机选型- 8 -通风机选型设计参数表用户北京博奇云南滇东二期 脱硫工程机组容量4600MW风机型号TA27048-8Z风机类型一次送风引风增压数量4轴流离心介质 含尘量 mg/m3 烟气天燃气煤煤气单台风机参数设计煤种设计煤种运行工况TB 工况BMCR 工况锅炉负荷%质量流量
17、kg/h标态流量Nm3/h11825001075000进口流量m3/h21194951926813.5当地平均大气压Pa81780当地海拔m高海拔进口温度132122出口温度标态密度kg/Nm3风机进口密度kg/m30.740.74风机入口压力Pa-124.656-103.88风机出口压力Pa6315.125262.5风机全压Pa6439.7765366.38风机效率%83.184.4压缩性修正系数0.97300.9774风机轴功率kW44843360所需电机功率kW4800风机转速r/min745风机转动惯量kgm25250单台风机重量kg57000备注：编制奉清秀日期2007.11.15审
18、核日期云南滇东能源有限责任公司 4600MW 发电机组烟气脱硫系统改造工程 专题报告之一：增压风机选 型- 9 -云南滇东一期 4600MW 脱硫项目（方案二）云南滇东能源有限责任公司 4600MW 发电机组烟气脱硫系统改造工程 专题报告之一：增压风机选 型- 10 -云南滇东一期 4600MW 脱硫项目（方案三）云南滇东能源有限责任公司 4600MW 发电机组烟气脱硫系统改造工程 专题报告之一：增压风机选 型- 11 -通风机选型设计参数表用户云南滇东一期脱硫项目机组容量4600MW风机型号TA17036-8Z风机类型一次送风增压排粉数量8轴流离心介质含尘量=mg/m3烟气天燃气煤煤气单台风
19、机参数设计煤种设计煤种运行工况T.BBMCR锅炉负荷%质量流量kg/h标态流量Nm3/h进口流量m3/h20281201798220当地平均大气压Pa87460当地海拔M进口温度132122出口温度标态密度kg/ Nm3风机进口密度kg/m30.7750.795风机入口静压Pa风机出口静压Pa风机全压Pa 36003000风机效率%79.374.8压缩性修正系数0.98560.9880风机轴功率KW25461999所需电机功率KW（原协议电机）电机转速r/min735风机转动惯量kgm25250单台风机重量Kg备注：方案二：转速不变，则风机效率较低，风机本体改造只需更换叶轮。编制奉清秀日期20
20、09.10.21审核日期云南滇东能源有限责任公司 4600MW 发电机组烟气脱硫系统改造工程 专题报告之一：增压风机选 型- 12 -通风机选型设计参数表用户云南滇东一期脱硫项目机组容量4600MW风机型号TA17436-8Z风机类型一次送风增压排粉数量8轴流离心介质含尘量=mg/m3烟气天燃气煤煤气单台风机参数设计煤种设计煤种运行工况T.BBMCR锅炉负荷%质量流量kg/h标态流量Nm3/h进口流量m3/h20281201798220当地平均大气压Pa87460当地海拔M进口温度132122出口温度标态密度kg/ Nm3风机进口密度kg/m30.7750.795风机入口静压Pa风机出口静压P
21、a风机全压Pa 36003000风机效率%84.684.1压缩性修正系数0.98560.9880风机轴功率KW23871778所需电机功率KW2600电机转速r/min580风机转动惯量kgm25400单台风机重量Kg备注：方案三：转速降低，则风机效率较高，改造内容：1、叶轮、主轴承装配采用标准 A174 设计；2、变形设计有：小集流器、进气箱、中间轴装配、机壳装配（含后导叶） 、扩压器外壳过渡管、扩压器芯筒过渡管、前冷风罩、后冷风罩、冷风管变径管、进 口膨胀节、联轴器；3、供货范围有：小集流器、机壳装配（含后导叶） 、叶轮、进气云南滇东能源有限责任公司 4600MW 发电机组烟气脱硫系统改造工程 专题报告之一：增压风机选 型- 13 -箱、中间轴装配、扩压器外壳过渡管、扩压器芯筒过渡管、主轴承装配、前冷风罩、 后冷风罩、冷风管变径管、联轴器、进口膨胀节；4、扩压器及芯筒需要在现场实施 修割和组焊；5、因风机转速降低，功率降低，现需要更换电动机，其基础可以与电 机厂协商。编制奉清秀日期2009.10.21审核日期