摘要 :以某公司单台330MW机组稀释风机为例，介绍了稀释风机逻辑设计、制作及运行情况，根据运行中存在的问题以及节能降耗方面的考虑，充分利用单台机组中两台送风机的富余风量，对两台稀释风机的功能作用重新定位考量，并对稀释风机相关逻辑进行改进优化，新增联锁投用条件，不仅提高了稀释风机安全可靠性降低维护量的同时还达到了节能降耗的目的。
关键词:稀释风机；逻辑；改造；节能
0 引言
随着国内社会经济的发展、科技的进步，人民们生活水平的日益改善，社会对环境的重视达到了空前的高度。在国家能源环保政策的鼓励下，烟气脱硝装置继脱硫装置后成为了电厂建设的不可或缺的组成部分。连城发电公司2X330MW机组脱硝改造装置采用液氨制备还原剂，根据选择性催化还原法（SCR）工艺技术降低烟气中的氮氧化物NOX浓度，以此达到环保排放的目的。而稀释风机又是脱硝改造装置中重要的组成部分。下面以连城电厂单台300MW机组的稀释风机为例，结合现场实际运行情况，对两台稀释风机的功能作用重新定位考量，并对稀释风机相关逻辑进行改进优化。
1 稀释风机的作用
氨在空气中的体积浓度达到16～25%时，会形成II类可燃爆炸性混合物。而稀释风机的作用就是保证注入烟道的氨与空气混合物的安全，控制混合器内氨的浓度远低于其爆炸下限外，还保证氨在混合器内均匀分布，喷入反应器入口烟道的氨气为空气稀释后的含5％左右氨气的混合气体。通俗讲脱硝稀释风机的作用就是鼓入大量自然空气将氨气稀释到一定比例后喷入反应器中与烟气中，防止氨气与空气混合达到爆炸比例，从而造成危险。
稀释风机一般选用专用高压离心风机，确保氨空气稀释比例不大于5%。单台机组设有两台稀释风机，按一台100%容量（一用一备）设置，进行联锁保护试验，在锅炉点火时期就将稀释风机投入。为满足脱除烟气中NOx最大值的要求，要留有一定的余量。
2 稀释风机现状
由于稀释风机在安装投用初期，稀释风机进风口经常有异物堵塞造成稀释风流量低于1900Nm3/h从而导致反应器跳闸（反应器跳闸会联锁关闭供氨关断阀，导致出口NOX浓度超标，引发环保事件），甚至人员从稀释风机进风口通过都会导致稀释风流量波动严重时同样造成反应器跳闸。虽然对稀释风机进风口不断进行改进，基本去除了因上述原因造成稀释风流量波动的缺陷，但后续电气回路故障、电机故障以及控制逻辑不完善等缺陷导致稀释风机成为脱硝系统中最不可靠的组成单元。考虑到稀释风机的电耗、后续备品备件产生的费用及人工维护量，在充分了解掌握稀释风机的作用后，巧妙利用单台机组中两台送风机的富余风量，在机组停用检修期间从送风机母管焊接管道引入送风机富余风量作为脱硝反应器稀释风，从而将脱硝系统中稀释风机的功能设置由按一台100%容量（一用一备）转变为按两台100%容量备用。
3 稀释风机相关DCS画面逻辑设计优化
由于稀释风管道变化，由送风机富余风量作为脱硝反应器稀释风，在机组运行过程中，两台稀释风机停备。对两台稀释风机逻辑进行优化设计。
（1）在“氨/空气混合区”DCS画面添加两台稀释风机投备切换按钮。以此达到从DCS画面灵活选择投备用的稀释风机。
（2）将机组脱硝系统反应器两侧任一侧稀释风流量小于2180Nm3/h联起投备用稀释风机改为两侧任一侧稀释风流量小于1900Nm3/h联起投备用稀释风机。
（3）制作 “稀释风流量小于1900Nm3/h”DCS光子牌报警逻辑，当稀释风流量小于1900Nm3/h时，应用高级计算块进行模拟量判断，从DCS输出开关量信号触发声光报警装置，在对应的光子牌进行声光报警。
（4）将机组脱硝系统反应器两台稀释风机逻辑中稀释风机全停联锁反应器跳闸修改为两台稀释风机全停且两台一次风机全停联锁反应器跳闸。
（5）将机组脱硝系统反应器两台供氨关断阀开允许条件由任意一台稀释风机运行改为任意一台稀释风机运行或任意一台一次风机运行。
4 应用效果
通过对上述DCS画面逻辑进行优化设计，运行人员可灵活投备稀释风机且不影响脱硝系统其它设备的正常运行。改进后的逻辑实现了联起备用稀释风机即停用主稀释风机，避免主稀释风机“带病运行”，待检修人员与运行人员查明跳闸原因以及检修人员根据原因对设备进行检修排除故障，即可将检修后可正常使用的稀释风机投入运行或备用。添加光子牌报警后可及时提醒运行人员关注稀释风机投用情况，及时调整供氨调阀，确保氨空混合比，避免NOX浓度波动造成超标。
重新设计改进及制作后的逻辑对脱硝系统的稳定运行奠定了坚实的基础，在机组停用检修期间从送风机母管焊接管道引入送风机富余风量作为脱硝反应器稀释风，这种巧妙利用单台机组中两台送风机的富余风量，真正达到了节能降耗的目的。单台稀释风机正常运行时电流为29.5A，就会得出单台稀释风机一天耗电量，根据电机工作电压为380V，负载电流为29.5A时耗电量计算公式：P＝1.732×U×Icosφ×T＝1.732×0.38×29.5×0.0.85×24≈508(KW. h)＝508度，总之，稀释风机停运一天可节省电量508度，如果单台发电机组运行一年，而稀释风机在此期间未运行可节省电量185420度。
5 结语
脱硝系统软硬件协调控制还有一定的创造研究空间，而此次稀释风机的逻辑设计与制作思路可应用于其它一用一备的设备，为以后火电行业一般小系统改造相关控制组态逻辑具有一定的借鉴作用。当然，从送风机引入的稀释风流量过高导致脱硝反应器出口氧含量增加，对运行调整带来困扰，今后工作中如何控制稀释风流量与经济脱硝是一个值得研究的课题。
参考文献
［1］《连城烟气脱硝工程培训教材》
［２］姚雨，郭占成等.烟气脱硫脱硝技术的现状与发展.钢铁.2003，38（1）：59-63
［３］ 管锡珺，董典同等.NOX的产生及脱除研究进展.青岛建筑工程学报.2002，23（4）：35-40
作者简介：赵怀飞（1985-），男，助理工程师、热工高级检修工，从事火电厂热工检修、维护和负责热工专业技术管理工作。
论文作者:赵怀飞
论文发表刊物:《电力设备》2018年第11期
论文发表时间:2018/8/6
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