摘要：分析了陡河发电厂脱硫供浆泵改造前易损坏的原因，介绍了供浆泵变频改造后的运行效果，从节能、延长使用寿命等方面介绍了变频改造后的经验，为发电厂脱硫供浆泵变频改造提高了借鉴。
关键词：脱硫；供浆泵；变频；
1、前言
陡河发电厂烟气脱硫装置，由北京国电清新环保技术股份有限公司承包建设，采用石灰石—石膏湿法烟气脱硫，吸收剂制备是由一个单独的生产线（石粉厂）提供的，由石粉厂磨制合格的石灰石粉（纯度92.86%按CaO=52%、粒度-325目占90%以上、含水<0.5%），通过浆液配制罐制成浆液，由配制泵供给供浆罐储存，由供浆泵供给吸收塔使用，陡河发电厂共6台运行机组，每两台运行机组共用一条供浆管道，两个供浆泵一用一备。
2、改造前设备情况
陡河发电厂供浆由供浆泵通过管道直接供入吸收塔内部，管道上安装供浆调节门，通过供浆调节门调节供浆流量大小。以二期脱硫为例，供浆泵设计参数如下：型号LC80/400T，生产厂家襄阳五二五泵业，流量110m3/h，扬程55米，转速1470r/min。
陡河发电厂二期脱硫机组为250MW机组，设计脱硫入口二氧化硫浓度3400mg/Nm3（标态，干基，6%氧），设计使用石灰石粉耗为6.2T/h，实际使用过程中为保证PH值稳定在5.2-6之间，脱硫效率达标排放，必须经常调节供浆流量。由于原供浆泵不是变频泵，无法改变流量，只能通过调节供浆调节门开度调整流量。供浆调节门为氧化锆全瓷的陶瓷球阀，长期频繁开关，浆液中的杂质进入陶瓷球顶动静结合面，开关阀门过程中陶瓷球顶易损坏。最严重是时候每个月更换一个供浆调节门。
供浆泵设计较大，实际运行过程中由于煤种、负荷变化，石灰石粉耗量常常小于设计值，尤其在一台脱硫吸收塔停备期间，供浆量大大降低，供浆泵长期在低流量下运行，小于最佳流量工况点运行，会造成下列负面影响。
2.1 效率降低，功耗增大。离心泵在设计时一般都使效率最高点在额定工况点附近。如果离心泵在小流量工况点运行时，其运行效率会下降的很快，一般情况下，同一台泵流量越小，效率就越小，因而在小流量工况下运行是很不经济的。
2.2 振动噪声增大，造成环境污染，损害泵零部件，影响泵的使用寿命。在设计工况点，由于液流方向与叶片方向一致，脱流损失、冲击损失、旋涡损失比较小，接近于零。但泵在小流量区工作时，由于偏离设计点，造成泵过流部件脱流损失、冲击损失、旋涡损失进一步加大，这些损失在产生的同时伴随着大量的水力噪声和机械振动。
2.3 泵内部回流大幅增加，内聚热增大，使泵内液体温度升高，引起泵体发热，影响泵零部件的机械性能，同时也会使泵的汽蚀性能恶化，进一步影响泵的吸入条件
2.4 离心泵的径向力加大，恶化泵的转子受力情况。由于泵在小流量区工作时偏离了设计工况点，涡室内液体流动速度减少，但根据速度三角形分析可知，叶轮内液体流出速度反而增加，这样液体不能汇合，形成冲击，不断增加压力，产生径向力。
综合考虑就是低流量运行电耗增加，离心泵的过流部件收冲击磨损严重，降低使用寿命，陡河发电厂供浆泵过流部件采用的是五二五原厂件备件，同样的泵型，作为溢流返回泵过流部件使用寿命为2年至3年，供浆泵1年之内就损坏，机械密封更是损坏严重，最严重时一个月更换了4个机械密封，被称为“礼拜泵”，检修、运行增加了很多工作量。
3、方案的确定
陡河发电厂首先试验了增加再循环泵管道方案，铺设供浆泵再循环管，将多余的供浆打入石灰石储罐，通过再循环调节及供浆调节门调节相配合方案，避免供浆泵长期在低流量运行，由于再循环泵门为全开全关阀门，调节流量较为困难，使用后发现低流量运行可以满足要求，高流量时全开再循环门流量不够，全关再循环门流量过大。
经过对供浆流量的摸索，确定了单台机组供浆量范围，再次都再循环门后管道增加了节流孔板，通过节流孔板调节与供浆调节门调节相配合方式进行供浆量调节，可以满足供浆量的变化。此方案虽然解决了供浆泵低流量问题，适当延长了供浆泵过流部件及供浆调节门的使用守门，但仍需要频繁调节供浆调节门开度，浆液中的杂质进入陶瓷球顶动静结合面，开关阀门过程中陶瓷球顶损坏仍很严重，由于环保形势的日剧严重，供浆系统投运情况直接影响脱硫效率，影响环保达标排放。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
陡河发电厂脱硫石膏排放泵为变频泵，同样为襄阳五二五泵业产品，过流部件使用寿命超过2年，通过对变频资料的学习，我们确认变频泵可以解决供浆泵损坏问题。
变频电机频率与转速成正比，改变频率即可改变转速。根据水泵中的比例定律
流量比例定律 Q1/Q2=n1/n2
扬程比例定律 H1/H2=(n1/n2)²
轴功率比例定律 P1/P2=(n1/n2)³
并由此得出结论:水泵的流量与转速成正比，水泵的扬程与转速的平方成正比，水泵的输出功率与转速的3次方成正比。因此改变转速即改变了流量、扬程、轴功率，其中流量、扬程、轴功率改变的幅度随转速的变化依次增大。
通过变频调节可以调整供浆泵转速，即调整供浆泵的流量值，避免供浆泵长期偏离设计工况点运行， 2015年1月，陡河发电厂投资对供浆泵进行了变频改造。
4、变频泵的优点：
4.1 简化了系统，取消再循环管及再循环门，节约了运行维护费用；
4.2 将供浆调节门调节改成变频调节，降低了浆液流量和流速，大大减少了浆液对设备的磨性，供浆调节门寿命大大提升，系统安全、可靠性得到提高，文明生产水平得到改善；
4.3 能实现转机的软启动、软停车，减少泵的启动电流，消除泵启动转矩冲击；
4.4 由于负荷工况变化调节供浆流量，由供浆调节门调节线性太差，跟不上工况变化速度，能耗高，变频调节响应快，可以快速响应。
4.5 供浆泵变频调节后运行电流大大降低，节约脱硫用电，当供浆泵流量需要改变时，如继续使用供浆调节门调节则会使大量电能白白消耗在阀门及管道系统阻力上，使用变频调节后，可使轴功率随流量的减小大幅度下降。变频调节时，理论节电比例为：1-（n1/n2）³
公式中：n1-实际转速； n2-额定转速
5、改造效果
供浆泵变频改造后投入运行，供浆调节门开度无需频繁操作，只需要通过改变供浆泵频率就达到了降低供浆量的目的。
水泵的比例定律适用于出水口、入水口之间没有高度差，即没有净扬程的情况，由于供浆泵入口、出口有高度差， 也就是存在水泵的净扬程，供浆泵的扬程只有大于净扬程时才能出水，经过试验确定陡河发电厂供浆泵频率在30HZ以上时可以满足供浆泵扬程大于净扬程，可以保证正常供浆，确定供浆泵运行频率在30HZ-50HZ之间调整。
4.1 取消了供浆泵再循环门及管路，节约了再循环门及管路维护费用；
4.2 减少了供浆调节门操作，延长了供浆调节门的使用寿命，改造前供浆调节门平均使用寿命为4个月，改造完成后在2015年1月至2017月12月3年时间六台脱硫吸收塔共用了12个供浆调节门，相比改造前节约供浆调节门42个，3年共节约供浆调节门采购费用60多万元。
4.3 变频泵运行稳定，实现了泵的软启动、软停车，延长供浆泵过流部件及机械密封的使用寿命，改造完成后供浆泵过流部件使用寿命达到了2年以上，机械密封使用寿命达到了6个月以上，节约供浆泵过流部件采购费用50万元。
4.4 供浆泵变频调整，运行频率在30HZ-50HZ之间变化，取中间40HZ为平均频率，较改造前50HZ频率运行供浆泵节约电耗49.8%。
6、总结
脱硫供浆泵的变频改造是行之有效的，它不但能简化设备和系统，降低转机转速，减少系统的磨损和泄漏、提高设备和系统的运行稳定性，也能取得良好的节能效果，改善环境，减少运行维护成本。尤其是烟气超低排放，要求供浆量必须随着工况快速调节，供浆泵变频改造能有效的改善供浆量随工况调节情况，确保脱硫系统正常运行，确保环保达标排放。
参考文献：
[1]杜尊科、唐静.浅析变频器在脱硫系统中的应用.
论文作者:杨学良
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
标签：流量论文; 扬程论文; 工况论文; 发电厂论文; 转速论文; 使用寿命论文; 浆液论文; 《电力设备》2018年第24期论文;