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高压变频器在600MW机组增压风机上应用

放大字体  缩小字体 发布日期:2011-09-29   浏览次数:48954
高压变频器在600MW机组增压风机上应用前言为保护环境,减少二氧化硫排放量,国家环保部门对电厂烟气排放指标的考核和监督越来越

高压变频器在600MW机组增压风机上应用
 
前言
        为保护环境,减少二氧化硫排放量,国家环保部门对电厂烟气排放指标的考核和监督越来越严格,一些电厂也正在逐步进行大规模的脱硫系统改造或新建工程,其中增压风机是烟气脱硫装置中最主要的辅机之一,是脱硫装置能否安全和经济运行的关键设备,对增压风机进行变频改造可以提高风机的运行效率,提高稳定性,进而保证脱硫系统的运行可靠性,同时还能取得良好的节能效果,达到节能降耗目的。     
一、企业概况
        扬州第二发电有限公司是江苏省特大型火力发电企业,目前共有4600MW燃煤发电机组。一期1#2#机组采用亚临界燃煤发电机组, 二期3#4#机组采用超临界燃煤发电机组,机组安装的脱硫设施采用的是石灰石石膏湿法脱硫工艺,即采用石灰石经吸收塔吸收二氧化硫,通过化学反应产出石膏。
        工艺流程图   
                                    

        锅炉烟气经电除尘器除尘后,通过增压风机、进入吸收塔, 在吸收塔内烟气向上流动且被向下流动的循环浆液以逆流方式洗涤。循环浆液则通过喷浆层内设置的喷嘴喷射到吸收塔中,以便脱除SO2SO3,与此同时在强制氧化工艺的处理下反应的副产物被导入的空气氧化为石膏,并消耗作为吸收剂的石灰石。循环浆液通过浆液循环泵向上输送到喷淋层中,通过喷嘴进行雾化,可使气体和液体得以充分接触。每个泵通常与其各自的喷淋层相连接,在吸收塔中,石灰石与二氧化硫反应生成石膏,这部分石膏浆液通过石膏浆液泵排出,进入石膏脱水系统。经过净化处理的烟气流经两级除雾器除雾,在此处将清洁烟气中所携带的浆液雾滴去除。同时按特定程序不时地用工艺水对除雾器进行冲洗。在吸收塔出口,烟气一般被冷却到46~55℃左右,且为水蒸气所饱和。通过加热器将烟气加热到80℃以上,以提高烟气的抬升高度和扩散能力。最后,洁净的烟气通过烟道进入烟囱排向大气。
二、系统改造方案可行性
        1风机负载调速节能原理
          风机的工作特性图如下:
                                                

        曲线①为风机按转速N1工作时的特性曲线,曲线②为风机按转速N2工作时的特性曲线,③④为风道阻力曲线。
        在第一种负载工况下,风机工作在A点,风量为Q1,风压为H1。如果风机仍然按N1速度定速运行,用挡板将风量调节为Q2时,风压将上升到H3,风机工作点移到B点。由于挡板的截流作用,风道阻力曲线由③变为④
        AB两点,风机功率分别为PAH1×Q1PBH3×Q2,虽然Q21,但H3>H1,实际减小的功率有限。
        如果不采用挡板调节,这时风路阻力特性保持曲线曲线③不变,改用调节风机速度来减小风量,风机改按速度N2运行,工作特性为曲线②,风机工作在C点,风量仍然为Q2,但压力为H2
        相比BC两点,风机减少的轴功率为:ΔPPB- PC=(H3 –H2)×Q2 
        在风道阻力特性不变的情况下,风机的风量Q、压力H、轴功率P和转速N之间满足如下关系(相似定理):
        QNHN2,PN3
        所以有:
        就是说,通过调速方式改变风机风量,风量下降一半时,风机轴功率将下降87.5%
2 系统旁路柜控制方式
                                                   
     基本原理:它是由3组高压开关柜QF1、QF2和QF3组成。要求开关柜QF2和QF3不能同时闭合。变频运行时,开关柜QF1和QF2闭合,开关柜QF3断开;工频运行时,开关柜QF3闭合,开关柜QF1和QF2断开。
      另外还保留了电机差动保护功能,采取重新更换电机中性点CT,将其控制信号接入QF2开关柜内综保装置参与差动保护,完善电机保护功能。
三、节能数据分析:
       1 现场技术数据:
       设备参数
                    
2工频/变频状态下的年耗电量计算
                    
四、设备冷却方式
        为了提高高压大功率变频器的应用稳定性,解决好高压变频器环境散热问题,根据现场实际情况采用密闭式空调冷却,其结构图如下:
                 
           
        冷却设备主机安装于变频器功率柜顶部,该装置配备两制冷压缩机。与现场接口简单,提供两路380V交流电源即可,操作方便,维护量少,保护功能完善. 正常运行时,每段电源各带一台压缩机;当单段电源故障时,另外一侧工作电源带两台压缩机运行。两台压缩机设备停运时,可以通过风道回路设置的风门实现变频器功率柜自身冷却,减少冷却装置故障对变频器运行的影响。完整的冷却系统解决方案,有效减低了辅助系统的故障率,保证设备安全运行。
五、结论
        采用变频调速后,系统实现软启动,电机启动电流远远小于额定电流,启动时间相应延长,对电网无大的冲击,减轻了起动机械转矩对电机机械损伤,降低噪音,降低了震动系数,有效的延长了电机的使用寿命,减少了检修维护开支,节约大量维护费用,降低了厂用电率,提高了供电率。
        总的来看,增压风机进行变频改造是可行的,它可以提高风机的运行稳定性,进而保证了机组脱硫系统的运行可靠性,同时还能取得良好的节能效果。
 
 
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