高效电机降低排放
某欧洲电站的工程师希望降低FGD装置的SO2排放量,同时保证脱硫效率。因此他们安装了两台用于驱动增压风机的大型电机和一台吸收塔循环泵,以确保电站的环保形象和名声。
英国的Ratcliffe电站是英国最高效的火电站之一,所安装的4套500 MW的发电机组的发电能力达2000 MW,可满足150万个家庭的用电需求。该电站占地700英亩,已经运行了40多年。
该电站非常重视他们的环境责任,确保对周围地区的影响降到最小。除了在厂区周围种植大量的树木和灌木,还采取了其他各种措施提高厂区的生态价值。电站的烟气脱硫(FGD)装置于1993年试运转,是降低SO2排放的核心,同时还可以产生商业品质的石膏。
煤炭通过有轨火车输送到工厂内
电站将效率看作头等大事,选购电机时将能效和维护需求作为主要准绳。
“参观过电站的人都会为这里如此注重效率而惊讶,但是当他们得知我们必须要为电力生产过程中所使用的能量买单时,通常会更加惊讶。因此,我们使用的电量没有实际需要的多。”Ratcliffe 电站的电力工程师Chris Bennett说,“更重要的是,要将工厂对环境的影响降至最低,避免电力中断,电机等关键设备必须稳定可靠。”
平稳的运行
Ratcliffe电站的所有者、电力和天然气专家E.ON公司决定安装两台新的大型WEG电机。第一台要安装的电机是一台6150 kW,10极,11kV的WEG M系列的MGF 1000型电机,机座尺寸IEC 1000,用于驱动FGD工厂的增压风机。该电机的输出扭矩超过10万Nm,是该电厂目前所安装的最大型的WEG电机。增压风机用来驱动FGD工厂内的废气。
第二台电机也是一台MGF高压电机,用来驱动一台FGD吸收塔上的循环泵
第二台电机是一台较小的MGF高压电机:750 kW,4极,3.3 kV,机座尺寸IEC 400,用来驱动一台FGD吸收塔上的循环泵。
这些泵以8000吨/小时的速度将石灰石浆液输送到50米高的喷淋塔上并喷淋到废气中。
据报道,两台电机的效率都很高,较大的电机峰值效率高达96.4%,较小型号的峰值效率达95.4%。WEG电机结构紧凑,坚固耐用,采用铸铁机座,而且表面经过耐腐蚀处理,配有电镀的安装组件。线圈采用真空压力浸渍(VPI)技术用环氧树脂密封。
“WEG电机运转平稳,我们相信它们的维护需求也会很低。” Bennett说,“这些坚固耐用的电机可以在高载荷条件下连续运转。除了泵和安装在风机上的两台大型电机,我们在整个电站内还安装了几台小型的WEG电机。”
最大的WEG电机为IEC 1000机座尺寸的6150 KW, 10极, 11 KV的M系列电机
FGD工艺
脱硫工艺中要将废气通过热交换器降温至90℃以下。然后气体进入喷淋塔,与石灰石浆液相接触发生化学反应,去除SO2,石灰石转变成硫化钙(随后被制成商业品质的石膏)。在该过程中,还可以去除95%的氯化氢气体。一旦去除SO2后,气体会被重新加热,从烟囱逸出。
FGD在净化电站废气方面起着非常重要作用,因此必须将停机时间减至最少。也就是说,工厂内的所有设备必须拥有最长的运行寿命,且需要较少的维护。新的电机可以长时间承受外部的环境,在连续的高载荷下工作。
运行温度对于电机的效率和使用寿命同样重要,因此WEG电机同时采用了内部冷却回路、外部冷却散热片和冷却风机,以确保电机内的最佳温度梯度。特殊尺寸的轴承延长了电机的运转寿命。WEG电机的运转速度还能够实现动态平衡。在本案例中,标准的平衡转速有两个,而且都具有较低的震动水平。
WEG电机还采用了压力油脂释放系统,可以在电机运转状态下,将旧的润滑油去除,并补充新的润滑油,减少由于维护造成的停机。