火力发电厂脱硫增压风机改造方案研究.doc

火力发电厂脱硫增压风机改造方案研究本文对国内各电厂，在当前严格的环保政策的要求下，对脱硫系统旁路进行拆除，拆除后烟气将只能通过引风机与增压风机进入吸收塔，一旦增压风机故障，机组将不得不停运对增压风机进行检修的实例出发，对增压风机改造的各个方案，进行分析研究。关键词增压风机 引风机 旁路 合并 改造中图分类号：tm6文献标识码：a 文章编号：引言目前，国内大多数脱硫系统均设置有烟气旁路，当机组正常运行时，烟气经引风机及增压风机进入吸收塔。当增压风机发生故障时，可以开启脱硫旁路烟道，烟气通过旁路烟道进入烟囱排放，这样就可以避免因为增压风机故障而导致机组停运。在脱硫技术引进初期，此方案对保证机组的正常安全运行起到了切实的保护作用。但是随着国家环保政策的日益严格， 2010年后各地相继出台地方规定，要求对安装有旁路烟道的脱硫系统进行改造，拆除旁路烟道，防止偷排。例如根据福建省环保厅关于确认装机30万kw以上火电厂“十二五”减排项目时间计划表的通知(闽环总量函201018号)文件要求，福建省的电厂在2012年需完成取消脱硫旁路烟道改造。江苏等省市也有相似的要求。因此，对设有增压风机的脱硫系统，当旁路拆除后，增压风机与引风机串联运行，此时一旦增压风机发生故障停运，就会对引风机及机组的运行产生重大影响，由于没有旁路，烟气只能通过增压风机进入吸收塔，如要对增压风机内部进行检修，就只能停运主机，这对电厂及电网的稳定安全运行构成威胁。因此，迫切需要采用合理的方案对增压风机进行改造，以保证旁路拆除后主机不因增压风机故障而“非停”。旁路拆除后增压风机改造主要方案：国内电厂设有增压风机的烟气系统中，引风机与增压风机均为串联布置，引风机与增压风机需要分别克服主机，脱硫系统的压损。如要保证增压风机故障不影响主机的正常运行，一般采用拆除增压风机并对引风机进行升压改造，本文称为方案一，或者对增压风机加装旁路，本文称为方案二。两种方案各有特点，方案一改造更为彻底，改造后系统更为简单，但由于要对引风机升压改造，因此初期费用较高。方案二改造后，当增压风机故障时，机组可降低负荷运行，对增压风机油站等故障可在线检修。以下对两种方案分别进行介绍。2.1方案一：增压风机与引风机合并方案一是对整个烟气系统进行重新规划布置，拆除增压风机，拆除后由于脱硫系统和主机系统全部压损将由引风机提供，一般现有引风机出力不够，需要升压改造，改造费用将明显增加。改造时需拆除增压风机，制作新的烟道接续增压风机拆除后的空缺，由于增压风机基础荷载很大，因此一般不需要对基础进行二次处理，新增烟道可直接坐落在增压风机基础之上，这样的改造可以在较短时间内完成，尽量减少机组停运造成的损失。本方案中还有的一项重要工作是对现有引风机进行扩容改造，主要是针对风机扬程进行扩容。改造后的引风机需提供整个主机及脱硫装置系统的压损。通过引风机的改造，实现整个系统压损的全覆盖，不仅满足取消增压风机的运行要求，而且提高系统可靠性，一举多得。增压风机拆除改造完成后，整个系统压损将由改造后的引风机提供，烟气经引风机后直接进入吸收塔，可以从根源上避免因增压风机导致的“非停”。由于改造后的烟气系统设备减少，相应的故障点随之也减少，因此机组的调试运行将更为简单可控。此种方案已经被国内多家电厂在增压风机改造中采用，例如福建宁德电结合脱硝改造，对现有脱硫增压风机进行了拆除，并对引风机进行升压改造。2.2方案二：为增压风机装设旁路在本方案中，保留了原有烟气系统内增压风机与引风机本体不变，为增压风机加装旁路及挡板门，同时dcs等控制系统进行相应改造。保留现有增压风机及引风机本体不动，从主烟道靠近脱硫系统侧面开孔，新制作一段烟道与现有增压风机出口连接，并设置挡板门。此段烟道即增压风机旁路烟道。由于不需要对引风机进行改造，因此初始投资相对较低。增压风机加装旁路改造后，机组正常运行时，关闭增压风机旁路挡板门，烟气依照原有烟气系统进入吸收塔，当增压风机发生故障时，可关闭增压风机入口挡板门和出口挡板门（新设），同时打开增压风机旁路挡板门，这样烟气就可以通过增压风机旁路进入吸收塔，避免主机因为增压风机故障停运。增压风机加装旁路后，虽然可以避免主机因为增压风机故障停运，但是由于现有引风机一般不能够克服主机及脱硫整个系统的阻力，因此主机只能降负荷运行，具体运行负荷，取决于引风机选型及压头裕量。以上改造方案在国内也有数家电厂采用，例如福建鸿山热电厂即采用此方案对现有增压风机进行了改造。2.两个改造方案的对比通过对以上两个技术方案的分析和比较，方案一相对于方案二有以下几个优势：1)方案一改造后脱硫系统布置更为简洁舒畅，方案二由于增压风机后设置了三通，所以脱硫部分的压损要大于方案一，因此方案二的脱硫部分的电耗要大于方案一，相比之下方案一的优势更为明显。2)方案一改造后取消了脱硫部分的入口挡板门，机组正常运行时脱硫系统挡板门处于打开状态，因此密封风机可降低负荷或停运，而方案二由于运行时至少有一个挡板门处于关闭状态，因此密封风机需要常运，会加大方案二的运行费用。3)方案一改造后引风机后烟气系统设备更为简洁，因此运行时的故障点也会减少，尤其是取消了增压风机，可以避免主机因为增压风机故障而“非停”，方案二由于保留了现有的增压风机，引风机后的烟气系统相较于方案一更为复杂，故障点也更多。而且增压风机故障时，虽然可以通过旁路避免主机停运，但是由于现有引风机不足以提供整个系统的压损需求，因此必须降低负荷运行，这样主机的效率也将降低。4)方案二中由于增压风机和引风机效率较低，因此考虑25年之后总的运行费用后，其投资与运行的总费用远大于方案一。虽然方案一由于引风机改造而导致一次性投资较高，但是综合改造后的运行检修费用，方案一总体上更为节省。5)最为重要的是，取消旁路后，脱硫装置将与主机完全成为一个整体，这对系统的可靠性要求将大幅提高，取消增压风机可以降低一期脱硫系统内最大的运行隐患，这对于提高脱硫装置的投运率、实现国家节能减排的要求都更有保障。6)方案一由于要对引风机进行升压改造，因此就必须考虑引风机本体的改造可能性，及改造费用，时间等不确定因素，相比较，方案一改造的初期投资较大，这会产生一定的财务成本。7)在国家提倡节能减排和低碳社会建设的今天，方案一相比方案二，其运行能耗更低，长期运行将可减少大量的二氧化碳排放，具有不可忽视的巨大社会效益和环境效益。结论通过对两种改造方案的比较研究，不难发现，对于投运年限较短的机组，相较于为增压风机加装旁路的方案二，方案一改造后的系统更为简洁可靠，系统电耗小，因此运行成本低，节能环保。虽然初期投资较大，但是考虑机组长期运行后的电耗结余，及拆除增压风机后节省的检修费用等后，方案一更有优势。对于投运时间较长，或者对初期投资费用比较敏感的电厂，可采用方案二对增压风机进行改造，改造后同样达到保证机组安全高效运行的目的。综合以