脱硫氧化风机主要被运用在火力发电厂中，其最主要的目的就是实现电厂烟气脱硫降耗，对于电厂发电工作具有很重要的作用。脱硫氧化风机的能耗较大，对脱硫氧化风机进行变频改造具有十分重大的意义。本文以脱硫氧化风机变频改造需求为切入点，针对脱硫氧化风机变频改造方案进行了论述分析。
1引言
2014年9月份国家3部委颁布了《煤电节能减排升级改造行动计划2014-2020》，因烟气排放在线检测系统完善和强制实施，达不到标准会面临巨额罚款，这意味着今后不仅新建燃煤电厂要分区域先后达到近零排放，而且对现有机组也要逐步通过升级改造达到规定的节能减排标准。
对脱硫氧化风机进行变频改造是实际工作不断发展进步的需求，其应该根据电厂用煤含硫量、脱硫量及脱硫速率等实际数据进行变频方案设计，再结合现有氧化风机的基本性能特点对其进行变频改造，实现脱硫过程的变频控制。
2脱硫氧化风机变频改造的问题
某火电厂有2台1000MW超临界燃煤发电机组，机组同期配套建设2台石灰石—石膏湿法烟气脱硫装置，脱硫系统燃煤含硫率按照1.8%设计，与机组同时投入运行。目前，脱硫装置节能运行越来越受到重视，脱硫装置中能耗大的设备如增压风机、循环泵、湿磨机、真空泵，都要求充分考虑节能运行的要求。
但该电厂的氧化风机原设计为定转速罗茨风机，只要脱硫装置投运，风机必须投入，定速的特点决定了氧化风机能耗基本与烟气和SO2负荷无关，在低硫、低负荷下电能浪费过大。为进一步实现节能运行，提出将氧化风机改为变频运行的设想。通过变频改造，氧化风机实现在不同烟气流量和SO2负荷下改变流量达到最佳出力，从而降低运行电耗。
本工程氧化风机选用美国德莱赛RAS-J2022型罗茨风机，风机设计流量17500m3/h，设计压力为100kPa，设计流量下风机转速为964r/min，轴功率为610kW，额定功率为710kW。每台吸收塔配置3台氧化风机，风机的运行方式为2用1备，共6台氧化风机。
3脱硫氧化风机变频改造方案分析
为减少投资和改造量，仍然保留原运行良好的氧化风机，仅在其电机部分增加变频器及相应的机柜。氧化风机改造后的主要特点如下：
1）根据设备厂家的要求，正常运行的情况下，氧化风机可调节的转速范围为630～964r/min。随着风机转速的降低，有部分空气会在风机内部回流，造成风机排风不畅以及温度上升。温升达到一定限值时会造成风机损坏，所以风机转速应严格限制在一定范围内。
2）氧化风机在调速运行中，2台并联的风机均可同步下降或上升，并且不会产生抢风问题。
3）氧化风机电耗近似看成与流量成线性关系。改造后的氧化风机采用变频运行方式，其转速会随变频值改变，进而改变氧化风机的流量，最终达到降低电耗的效果。考虑到氧化風机本身使用可靠性较高，从节约造价、减少占地面积的角度出发，每台吸收塔配置的3台氧化风机中，只选用2台安装变频器，每台710kW风机的变频器运行时最大电耗约为25kW。
4脱硫氧化风机的节能效果分析
氧化风机节能效果直接由其运行的流量和扬程决定。变频氧化风机的扬程在不同运行工况下差别不大，因此节能运行主要体现在对流量的调节上。氧化风机主要用于系统CaSO3的氧化，而CaSO3生成量又由脱除掉的SO2决定，烟气负荷和SO2浓度负荷直接决定了需要的氧化风量。因此当烟气负荷或SO2浓度负荷降低时，可对氧化风机实施变频运行以获得最优出力。
电厂设计运行工况：负荷为100%BMCR，含硫量为1.8%，假定SO2脱除负荷比例为1.0。但实际运行中，烟气负荷与SO2浓度负荷随时都在波动，为研究节能效果，需考虑长期平均工况作为参照对象。根据电厂实际情况，运行负荷按30%THA～100%锅炉最大额定出力（BMCR）考虑，燃煤含硫量按0.8%～1.8%考虑，脱硫效率按95%设计。为简化起见，假定负荷百分数与烟气量成线性关系。根据上述要求，对下述5种运行工况进行统计分析。
1）运行工况1：负荷为30%THA，燃煤含硫量为1.8%，假定SO2脱除负荷比例为0.35；
2）运行工况2：负荷为50%THA，燃煤含硫量为1.8%，假定SO2脱除负荷比例为0.52；
3）运行工况3：负荷为100%THA，燃煤含硫量为1.8%，假定SO2脱除负荷比例为0.95；
4）运行工况4：负荷为100%BMCR，燃煤含硫量为1.2%，假定SO2脱除负荷比例为0.667；
5）运行工况5：负荷为100%BMCR，燃煤含硫量为0.8%，假定SO2脱除负荷比例为0.444。
SO2脱除负荷直接决定了风机流量，不同运行工况下氧化风机的开启数量和流量出力见表1。
在锅炉全年运行工况中，实际燃煤含硫量为1.2%的约占80%，含硫量为1.8%的约占15%，含硫量小于1.2%的占5%（按燃煤平均含硫量0.8%进行节能估算），根据表1与表2分析，通过采用变频氧化风机，全年可节电3929.8MWh。
5结语
（1）本工程定转速的罗茨风机改造成变频运行方式，氧化风机本体不用改变，流量变频调节范围为63.6%～100%，电机选用普通电机加高压变频器及相应机柜。高压变频器属成熟产品，在使用环境和布置上均可满足要求。
（2）按30年运行时间考虑，采用变频器后在各种运行方式下耗电量均有降低，但节约费用差距较大，这主要是与氧化风机投入数量和出力有密切关系。
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