高效電機降低排放
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動增壓風機的大型電機和一臺吸收塔循環泵,以確保電站的環保形象和名聲。
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的發電機組的發電能力達2000 MW,可滿足150萬個家庭的用電需求。該電站占地700英畝,已經運行了40多年。
該電站非常重視他們的環境責任,確保對周圍地區的影響降到最小。除了在廠區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的生態價值。電站的煙氣脫硫(FGD)裝置于1993年試運轉,是降低SO2排放的核心,同時還可以產生商業品質的石膏。
煤炭通過有軌火車輸送到工廠內
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,要將工廠對環境的影響降至最低,避免電力中斷,電機等關鍵設備必須穩定可靠。”
平穩的運行
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。增壓風機用來驅動FGD工廠內的廢氣。
第二臺電機也是一臺MGF高壓電機,用來驅動一臺FGD吸收塔上的循環泵
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,用來驅動一臺FGD吸收塔上的循環泵。
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電機結構緊湊,堅固耐用,采用鑄鐵機座,而且表面經過耐腐蝕處理,配有電鍍的安裝組件。線圈采用真空壓力浸漬(VPI)技術用環氧樹脂密封。
“WEG電機運轉平穩,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運轉。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
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生化學反應,去除SO2,石灰石轉變成硫化鈣(隨后被制成商業品質的石膏)。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境,在連續的高載荷下工作。
運行溫度對于電機的效率和使用壽命同樣重要,因此WEG電機同時采用了內部冷卻回路、外部冷卻散熱片和冷卻風機,以確保電機內的最佳溫度梯度。特殊尺寸的軸承延長了電機的運轉壽命。WEG電機的運轉速度還能夠實現動態平衡。在本案例中,標準的平衡轉速有兩個,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,可以在電機運轉狀態下,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。