高效電機降低排放

2010-01-15 E.ON公司 Ratcliffe電站

  某歐洲電站的工程師希望降低FGD裝置的SO2排放量,同時保證脫硫效率。因此他們安裝了兩臺用于驅(qū)動增壓風機的大型電機和一臺吸收塔循環(huán)泵,以確保電站的環(huán)保形象和名聲。

  英國的Ratcliffe電站是英國最高效的火電站之一,所安裝的4套500 MW的發(fā)電機組的發(fā)電能力達2000 MW,可滿足150萬個家庭的用電需求。該電站占地700英畝,已經(jīng)運行了40多年。

  該電站非常重視他們的環(huán)境責任,確保對周圍地區(qū)的影響降到最小。除了在廠區(qū)周圍種植大量的樹木和灌木,還采取了其他各種措施提高廠區(qū)的生態(tài)價值。電站的煙氣脫硫(FGD)裝置于1993年試運轉(zhuǎn),是降低SO2排放的核心,同時還可以產(chǎn)生商業(yè)品質(zhì)的石膏。

煤炭通過有軌火車輸送到工廠內(nèi)

煤炭通過有軌火車輸送到工廠內(nèi)

  電站將效率看作頭等大事,選購電機時將能效和維護需求作為主要準繩。

  “參觀過電站的人都會為這里如此注重效率而驚訝,但是當他們得知我們必須要為電力生產(chǎn)過程中所使用的能量買單時,通常會更加驚訝。因此,我們使用的電量沒有實際需要的多。”Ratcliffe 電站的電力工程師Chris Bennett說,“更重要的是,要將工廠對環(huán)境的影響降至最低,避免電力中斷,電機等關鍵設備必須穩(wěn)定可靠。”

平穩(wěn)的運行

   Ratcliffe電站的所有者、電力和天然氣專家E.ON公司決定安裝兩臺新的大型WEG電機。第一臺要安裝的電機是一臺6150 kW,10極,11kV的WEG M系列的MGF 1000型電機,機座尺寸IEC 1000,用于驅(qū)動FGD工廠的增壓風機。該電機的輸出扭矩超過10萬Nm,是該電廠目前所安裝的最大型的WEG電機。增壓風機用來驅(qū)動FGD工廠內(nèi)的廢氣。

第二臺電機也是一臺MGF高壓電機,用來驅(qū)動一臺FGD吸收塔上的循環(huán)泵

第二臺電機也是一臺MGF高壓電機,用來驅(qū)動一臺FGD吸收塔上的循環(huán)泵

  第二臺電機是一臺較小的MGF高壓電機:750 kW,4極,3.3 kV,機座尺寸IEC 400,用來驅(qū)動一臺FGD吸收塔上的循環(huán)泵。

  這些泵以8000噸/小時的速度將石灰石漿液輸送到50米高的噴淋塔上并噴淋到廢氣中。

  據(jù)報道,兩臺電機的效率都很高,較大的電機峰值效率高達96.4%,較小型號的峰值效率達95.4%。WEG電機結(jié)構(gòu)緊湊,堅固耐用,采用鑄鐵機座,而且表面經(jīng)過耐腐蝕處理,配有電鍍的安裝組件。線圈采用真空壓力浸漬(VPI)技術用環(huán)氧樹脂密封。

  “WEG電機運轉(zhuǎn)平穩(wěn),我們相信它們的維護需求也會很低。” Bennett說,“這些堅固耐用的電機可以在高載荷條件下連續(xù)運轉(zhuǎn)。除了泵和安裝在風機上的兩臺大型電機,我們在整個電站內(nèi)還安裝了幾臺小型的WEG電機。”

最大的WEG電機為IEC 1000機座尺寸的6150 KW, 10極, 11 KV的M系列電機

最大的WEG電機為IEC 1000機座尺寸的6150 KW, 10極, 11 KV的M系列電機

FGD工藝

  脫硫工藝中要將廢氣通過熱交換器降溫至90℃以下。然后氣體進入噴淋塔,與石灰石漿液相接觸發(fā)生化學反應,去除SO2,石灰石轉(zhuǎn)變成硫化鈣(隨后被制成商業(yè)品質(zhì)的石膏)。在該過程中,還可以去除95%的氯化氫氣體。一旦去除SO2后,氣體會被重新加熱,從煙囪逸出。

  FGD在凈化電站廢氣方面起著非常重要作用,因此必須將停機時間減至最少。也就是說,工廠內(nèi)的所有設備必須擁有最長的運行壽命,且需要較少的維護。新的電機可以長時間承受外部的環(huán)境,在連續(xù)的高載荷下工作。

  運行溫度對于電機的效率和使用壽命同樣重要,因此WEG電機同時采用了內(nèi)部冷卻回路、外部冷卻散熱片和冷卻風機,以確保電機內(nèi)的最佳溫度梯度。特殊尺寸的軸承延長了電機的運轉(zhuǎn)壽命。WEG電機的運轉(zhuǎn)速度還能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)平衡。在本案例中,標準的平衡轉(zhuǎn)速有兩個,而且都具有較低的震動水平。

  WEG電機還采用了壓力油脂釋放系統(tǒng),可以在電機運轉(zhuǎn)狀態(tài)下,將舊的潤滑油去除,并補充新的潤滑油,減少由于維護造成的停機。