空悬浮离心风机在600MW机组脱硫吸收塔的应用

谢宣 田兴英 曾光宁

摘要：脱硫吸收塔使用空悬浮离心风机后，吸收塔氧化风系统可靠性大幅提高，节电节水效果显著。

关键词：空悬浮;吸收塔;可靠性;节能

1 公司脱硫系统概况

1.1系统概况

福建大唐国际宁德发电有限责任公司一期#3、#4 机组为600MW燃煤机组，其中烟气脱硫装置于2006年7月通过168试运后投入运行，2016年底响应国家号召进行超低排放改造，改造后满足设计要求。

1.2设计参数

宁德电厂烟气脱硫装置，采用石灰石—石膏湿法脱硫工艺，脱硫入口SO2浓度2427mg/Nm3，超低改造后整套FGD设计脱硫效率不小于98.56%，且SO2排放浓度应小于35mg/Nm3（标态，干基，6%O2）。吸收塔参数为φ15300mm×45200mm，浆池运行高度为10-12m，配置四台浆液循环泵，1-4号浆液循环泵对应的喷淋层高度依次升高。吸收塔配置两台石膏排出泵，一用一备，配两台氧化风机，一用一备。吸收塔原烟道设置合金托盘，除雾器三层屋脊式除雾器+一层管式除雾器。氧化风管伸入浆池液位标高为4.9m，承受背压的液位高为5.1-7.1m左右，按照吸收塔浆液密度1140kg/Nm3计算，阻力约为60-80kpa之间。

1.3新增前氧化风机概况

吸收塔氧化风机型号为C186-2.05，制造厂家为南通大通宝富风机有限公司，风机为5级离心风机，设计风量173.38m3/min，压力101.18kpa，转速2980 r/min，电机功率460KW，每台吸收塔安装2台离心风机，一用一备，为了提高系统的可靠性，将2台吸收塔氧化风机的出口母管连接，安装旁通阀，在任一机组2台氧化风机同时损坏后可开通此旁通阀供氧化空气。安装第一次试运时间为2016年12月，自安装使用此氧化风机后，能耗高，轴承平均半年更换一次，可靠性极差。出现过几次极端情况，两台机组4台氧化风机坏过3台风机，氧化风机的可靠性严重威胁机组的安全稳定运行，氧化风机改造迫在眉睫。

2.空悬浮离心风机的应用

宁德发电公司多方调研选择了空悬浮高速离心风机技术。空悬浮技术是以航空技术为基底的空气悬浮轴承，利用转子和箔结构轴承相对高速旋转时自然形成的流体动压，使转子悬浮起来，并实现非接触式的空气轴承。确定风机技术后，经过招标确定了韩国纽若斯空悬浮高速变频离心风机，新风机型号为NX300-C100，设计流量为150m3/min，排放压力为80kpa，额定转速为24300rpm/min，额定功率为220kw。

2.1新增氧化风机的优势

2.1.1安装简单方便

氧化风机为整体集装式，风机安装对基础要求较低，仅需地面平整即可，并且整机四个角可以自由调整高度将风机找平。

2.1.2无油润滑

氧化风机为空气悬浮轴承，空气轴承是借助于轴承滑动副表面之间形成的压力空气膜将负荷支承起来的轴承，工作时滑动副表面之间完全由气膜分开，工作时为流体润滑，润滑介质为空气。基于空气轴承独特的特性，此氧化风机完全不需要添加任何润滑油。

2.1.3无外部冷却水

原氧化风机需要设置外部冷却水，对风机轴承箱进行冷却。

氧化风机大部分部件由空气冷却，仅电机定子和变频器由水冷却，而此冷却水为内循环，重复使用，冷却水也是通过散热器用空气进行冷却。

从氧化风机吸入口被吸入的空气，冷却机箱内部部件后随之被风机叶轮吸收排放至排放管道，因此不会影响机房室温。

新增氧化风机不需单独设置冷却水，节水效果十分明显。

2.1.4节电效果显著

新增后的氧化风机运行期间，转速维持在88.5%额定转速，功率约为160KW，风量约7800m3/min。对比原氧化风机相同风量时运行电流为41A，功率为370KW。新增后的氧化风机对比原氧化风机每小时可节电210KWh，按风机年使用小时7000小时计算，年可节电1470000kwh，节电效果十分显著。基于新增后的氧化风机节电效果明显，我厂除正常保养外均需使用此氧化风机作为吸收塔的第一选择，旧氧化风机作为长期备用。

2.1.5自带喘振保护

原多级离心风机每次启动时均会大幅喘振，每次启停都会对设备轴承带来较大的伤害，而吸收塔液位过高背压过大时也会造成风机喘振，对设备运行带来很大的隐患。

新增后的风机运行时自带喘振保护系统，通过喘振预防逻辑控制，防止设备运行中发生喘振，大幅降低设备损坏的可能。如图二所示：斜直线为喘振线，红点为风机运行工况点，与斜直线越远表示风机越不容易发生喘振。运行时可以根据风机的最佳运行工况合理调整转速，使风机在安全区间运行。当运行过程中发生喘振时，风机会自动报警停机，保障设备的安全。

2.2新氧化风机应用注意事项

新增氧化风机属于精密设备，转速高，对环境要求极高。为了保障新增后的氧化风机长期稳定运行，我公司切实做了如下工作。

2.2.1建专用新增氧化风机房

在仅靠吸收塔区域建专用新增氧化风机房，房间采用密闭结构，地板采用瓷砖铺设，室内安装两台10P空调，用来调节夏季较高的室温，保障风机电子元件的正常使用。

2.2.2严格执行定期工作

新增风機无任何其他定期工作，但需要每周定期对室内卫生清扫，定期做好风机滤棉清理工作，每累计运行300小时必须清理一次滤棉，视一次滤棉干净程度进行更换（更换清理一次滤棉不需要停机）。每累计运行3600小时更换二次滤棉（更换二次滤棉需要停机处理）。

2.2.3新增风机房严格管理

非作业人员未经允许不准进出氧化风机房，现有房间钥匙全部收回。定期工作开展需要检修或运行专工现场监护执行。发电部运行人员要养成随手关门的习惯。检修人员不允许在风机房内开展切割、焊接等作业，检修后遗留的杂物、垃圾、粉尘必须立刻清理干净。

3 结语

自新增氧化风机投入使用后，已连续运行两个月未停机（利用小时1440小时），期间未发生任何报警及异常，节电节水效果十分显著，相比多级离心氧化风机，风机发生问题的概率大幅减少，检修人员的维护工作量几乎没有，系统可靠性有保障，对机组环保设施的健康持续运行带来十分积极的作用，这也给其他火电机组在氧化风机的选型上多一个实例进行选择。