燃煤电厂脱硫系统浆液循环泵变频改造过程及应用分析研究-北极星火力发电网

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一、研究背景

燃煤电厂脱硫系统运行费用中电耗是最大的费用，其费用超过脱硫系统费用的80%以上，脱硫系统电耗占整个电厂的总发电量的1%以上，折算为标煤耗高达3~6g/kW˙h。因此，针对燃煤电厂脱硫系统运行的优化研究，对提高火电厂运行的经济性、降低脱硫系统运行费用，具有巨大的空间和现实意义。而浆液循环泵作为石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统的最主要设备之一，其耗电量约占整个脱硫系统的65%~ 76%左右，浆液循环泵的电耗占用比例较大，浆液循环泵的节能降耗具有重大的意义。

（来源：中国电力设备管理协会主创人员：刘黎伟、李光辉、封亚钊、赵海江、范孟湘）

大唐环境三门峡项目部二期#3、4脱硫系统分别于2016年3月24日和2015年12月18日完成超低排放改造并随主机同步投运。改造后脱硫用电率稍有变化，但在整个项目部实施优化运行的措施下，#3脱硫耗电率从1.12%降低为1.06%(不含引风机)，#4脱硫耗电率仅从1.12%增加到1.18%(不含引风机)。由于电厂机组长期不能满负荷运行，煤质的含硫量与设计值偏差较大，目前情况下，只能通过调整投入运行浆液循环泵数量进行调整，没有其他调整手段(大唐环境三门峡#3、4脱硫各浆液循泵对L/G的贡献率如图1所示)。当实际运行工况现在调整段之间运行时，浆液循环泵的出力大于脱硫所需流量的情况，不能对L/G进行连续性的调整，也就意味着需要通过大量供浆或大量减浆调节pH值来实现，而这对于吸收塔的浆液稳定性是不利的。

图1 大唐环境三门峡#3、4脱硫各浆液循泵对L/G的贡献率

在国内，河北陡河发电厂#3发电机组两台1000kW吸风机也采用高压变频调速系统，年节电600万kWh;大庆新华发电厂引进两套德国列变频器，安装在400kw的灰浆泵系统中;上海吴泾第二发电有限责任公司对两台机组的2000kW的凝泵进行了变频改造，年节电量可达740多万kW˙h;安徽淮北国安电力有限公司2号引进300MW机组1000kW凝泵进行了高压变频改造，全年节电量约为226万kW˙h。

由此可见，变频调速技术对于节能意义重大，存在通过变频调节实现节能降耗的空间，这也是大势所趋。

二、浆液循环泵变频改造过程

大唐环境产业集团股份有限公司三门峡项目部#3E、#4E浆液循环泵现场变频器室搭建工作于2017年6月29日完成。此后分别开始#4E和#3E浆液循环泵的电机变频器安装、原电机拆除、新电机安装、电缆敷设等工作。其中#4E浆液循环泵变频改造于2017年7月15日正式完成，并且投运正常，成为事业部首台浆液循环泵变频改造成功的项目部;随后#3E浆液循环泵也于2017年7月30日正式完成改造。

1、变频改造方案

目前浆液循环泵所配套的电机均为Y系列异步电动机，若变频改造过程中同步更换永磁同步电机，则可进一步实现节能降耗。

原有浆液循环泵泵体利旧，原配套的电机更换为永磁同步变频电机，能够实现节电1%~2%，考虑电机选型有一定裕量，永磁同步变频高功率因数、宽经济运行范围的特性，综合节电率可以达到5%。但由于永磁同步电机无转差，工频供电时转速相比异步电机高0.5%~1%，由于泵类负载的轴功率与转速的3次方成正比关系，永磁同步变频的节电往往由于电机做功增加体现的并不明显。因此增加变频器，能够实现节电25%左右。

2、变频改造内容

大唐环境三门峡脱硫特许经营项目部#3、4机组的装机容量为2×630MW，吸收塔设置为一炉一塔，单台吸收塔配置5台浆液循环泵，A、B、C浆液循环泵的流量为11000m3/h，D、E浆液循环泵的流量为7500m3/h。其按照厂家提供的技术方案，改造后推荐运行频率为46Hz(即转速553rpm)即能达到相应的脱硫效果，最大变频调速为4Hz。其改造前后参数对比如下表1：

表1 大唐环境三门峡项目部#3E、#4E浆液循环泵改造前后参数对比

由于大唐环境三门峡项目部#3脱硫于2017年8月1日随主机同步停运，因此#3E浆液循环泵变频改造后的运行试验并没有进行完全，因此我们以#4E浆液循环泵变频改造为例详细分析改造后的成果。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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