浅析氧化风机在电厂烟气脱硫工程中的应用

田晓曼

（中国大唐集团科技工程有限公司，北京 100097）

浅析氧化风机在电厂烟气脱硫工程中的应用

田晓曼

（中国大唐集团科技工程有限公司，北京 100097）

作为整个脱硫运行中比较关键的大型设备，氧化风机的选型是否合理，直接关系整个工程的投资及运营。本文从罗茨鼓风机和离心鼓风机各自的工作原理和特点分析了两种风机在实际脱硫工程中的优缺点，同时在风机效率、噪声大小及风机传动设施方面进行了比较说明。

脱硫;氧化风机;罗茨鼓风机;离心鼓风机

脱硫工程是目前火电厂建设中一次性投资和持续性运行投入均最高的环保项目，且企业自身难以获得相应的利润回报。因而，火电厂烟气脱硫工程采用的较为成熟的石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺中，设备的选型将直接影响整个工程投资的经济性和技术性。作为整个脱硫运行中比较关键的大型设备，氧化风机的选型是否合理，直接关系着整个工程的投资及运营效果[1]。

目前的石灰石-石膏湿法烟气脱硫工程中常用的氧化风机有罗茨鼓风机（双叶、三叶）和离心鼓风机（多级离心、单极离心），本文就这两种鼓风机各自的特点进行了比较分析。

1 罗茨鼓风机的工作原理及特点[2]

罗茨鼓风机属于容积式气体压缩机，输送的风量与转数成比例。其工作原理是：由两个叶轮（或三叶）在箱体内互为反方向匀速旋转，使箱体和叶轮所包围着的一定量的气体由吸入的一侧输送到排出的一侧。

罗茨鼓风机的主要特点是：1）叶轮和轴为整体结构，且叶轮无磨损，风机性能持久不变，可以长期连续运转；2）具有硬排气特性，压力变化时，流量变化很小，在设计压力范围内，管网阻力变化时其流量变化很小，适用于在流量要求稳定而阻力变化幅度较大的工作场合；3）由于罗茨鼓风机在工作过程中存在冲击脉动，导致罗茨鼓风机噪声较高，会给周围环境带来极大的影响。

目前国内的电厂脱硫工程大多选用国产罗茨鼓风机。由于国内制造工艺的局限，国产罗茨鼓风机存在相对噪声更大、振动偏大、效率偏低、本体漏风率偏高（约10%）等缺点，其风量调节只能采用变频调速和出风管放气的方式。由于其振动较大，罗茨鼓风机的布置需要增加减振措施。三叶罗茨鼓风机相对于传统的双叶风机，在一定程度上提高了其在阻力较大工作场合的适应性，风机效率也有一定的改善。

2 离心鼓风机的工作原理及特点

离心鼓风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械。离心鼓风机又分为多级低速和单级高速两种。其工作原理是根据动能转换为势能的原理，利用高速旋转的叶轮将气体加速，然后减速、改变流向，使动能转换成势能（压力）。在单级离心鼓风机中，气体从轴向进入叶轮，气体流经叶轮时改变成径向，然后进入扩压器。在扩压器中，气体改变了流动方向造成减速，这种减速作用将动能转换成压力能。压力增加主要发生在叶轮中，其次发生在扩压过程。在多级离心鼓风机中，用回流器使气流进入下一叶轮，产生更高压力。由于离心鼓风机是依靠提高空气的流动速度即空气动能来压缩空气提高压力，所以要获得同样的压力，单级离心鼓风机的叶轮必须要比多级风机的转速高数十倍，通常情况下多级离心鼓风机的转速只有数千转，而单级离心鼓风机的转速可以高达数万转。

离心鼓风机的主要特点是：1）结构相对紧凑，占用场地面积较小；2）运行平稳：优化设计的叶轮使轴向力减小到最低程度，且有高效的叶轮，并经静动平衡校正，使整机运行平稳，在不加任何减振装置的情况下，轴承振幅≤0.04mm；3）噪声低，风机运行时，无任何机械摩擦，采用合理叶片形线使噪声降到最低。离心鼓风机产生的噪声是高频噪声，只要有障碍物，即可隔音，所以风机房外几乎无噪声。

在目前电厂脱硫实际工程的应用中，离心式风机有随吸收塔液位变化流量波动较大等特点，需配备相应的风量调节装置。且由于压力的提供在很大程度上依靠转速的提高，而转速的提供受到平衡、润滑及材料性能等多方面的限制，所以单级离心鼓风机的控制和维护保养特别重要，必须同时配套单独的润滑油站，使得风机结构复杂，故障点增加。

3 罗茨鼓风机与离心鼓风机的在实际工程应用中的比较

（1）风机效率方面

单级高速风机采用一级叶轮，叶轮采用三元流设计，在使用中的风量大小可根据使用工况变化在较大范围内调节，效率在80%左右；多级离心鼓风机采用多级叶轮，传递过程中效率有损失，一般在75%左右；罗茨鼓风机为容积式风机，通过气腔体积变化实现压力的升高，其效率在70%左右。因此在相同工况下选型时，各种风机的轴功率有一定差异。单级高速离心鼓风机要比相应的多级离心鼓风机节能10%左右，比相应的罗茨鼓风机节能15%左右。

（2）噪声方面

离心鼓风机其噪声水平在95dB(A)内（未经消声处理），且属高频段噪声。而罗茨鼓风机噪声本来较高（达110 dB(A)以上），且为低频段噪声。高频噪声稍加消音措施，容易达到降噪效果，而罗茨鼓风机的低频噪声很难处理，噪声传播远，且会让人的听觉感到非常难受。

（3）风机传动设施方面

罗茨鼓风机采用皮带传动，总体运行比较稳定，但安装或维护不当时，皮带易打滑。离心鼓风机采用齿轮箱+联轴器传动，轴承采用滑动轴承，低速端采用圆柱瓦，高速端采用可倾瓦结构，确保了高速旋转时轴承运转稳定，但整套系统较为复杂，故障点较多，容易造成风机运行的危险点增加，对保护系统要求较高。

（4）设备造价方面

由于离心鼓风机高转速带来诸多部件如叶片等磨损较大，对风机轴承要求较高。因此，单级离心鼓风机叶片材料需选用合金钢，并且采用整体铣制工艺[3]，导致离心鼓风机整体价格较昂贵。目前在市场上的价格，单级离心高速风机价格大约是罗茨鼓风机的3倍甚至更高[4]。

4 结论

总体来说，罗茨鼓风机和离心鼓风机两种风机的性能存在各自的优缺点。罗茨鼓风机相对于离心鼓风机的最大优势是价格；而离心鼓风机相对于罗茨鼓风机的最大优势是风机效率。因此在电厂烟气脱硫工程的风机选型中，要综合权衡考虑，以生产上适用、技术上先进和经济上合理的三者统一才是最重要的。

[1]王小明，等.火电厂烟气脱硫工艺的选择[J].电力设备，2005（5）.

[2]张九灵.罗茨风机故障机理分析与诊断模型研究[D].中国石油大学，2010.

[3]朱华，周小康.三元流叶轮铣制方法及常见问题解析[J].风机技术，2011（6）.

[4]曹彭年，曹旦.水处理用风机的选型及能耗分析[J].通用机械，2009（2）.

Application of Oxidation Air Compressor in Flue Gas Desulfurization Engineering in Power Plant

TIAN Xiao-man
(China Datang Technologies&Engineering Co., Ltd., Beijing 100097, China)

As a key equipment in all flue gas desulfurization engineering, the selection of oxidation air compressor shows a direct bearing on the investment and operation in project. The paper explicates the concept of the working principle and characteristics and analyzes the advantages and disadvantages on the areas of fan efficiency, noise and transmission facilities of the Root`s blower and centrifugal blower.

desulfurization; oxidation air compressor; Root`s blower; centrifugal blower

X701.3

A

1006-5377（2012）11-0032-02