脫硫技術(shù)交流論文王建國(guó)

石灰石濕法脫硫系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化

王建國(guó)秦國(guó)偉紀(jì)立國(guó)北京國(guó)電龍?jiān)喘h(huán)保工程有限公司特許經(jīng)營(yíng)中心1/31/2023引言

隨著國(guó)家對(duì)電力企業(yè)環(huán)保減排工作的重視，煙氣脫硫裝置在火力發(fā)電廠的投入率越來越高。截止到2008年底投產(chǎn)的煙氣脫硫裝置已達(dá)3.79億千瓦，約占燃煤機(jī)組裝機(jī)容量66%。石灰石濕法煙氣脫硫，以其脫硫劑（石灰石）來源豐富；工藝技術(shù)成熟；運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)成熟；可靠性高等特點(diǎn)，已經(jīng)成為電廠煙氣脫硫工藝的主流。但是石灰石濕法脫硫技術(shù)也有廠用電率高，運(yùn)行成本高的缺點(diǎn)。如何提高管理水平，降低成本，節(jié)能優(yōu)化經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是電廠石灰石濕法脫硫運(yùn)行管理的重點(diǎn)。1/31/2023

國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家環(huán)保總局于2007年7月4日聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于開展火電廠煙氣脫硫特許經(jīng)營(yíng)試點(diǎn)工作的通知》。北京國(guó)電龍?jiān)喘h(huán)保工程有限公司大同分公司特許經(jīng)營(yíng)國(guó)電大同二電廠二期裝機(jī)容量2×600MW#7、#8機(jī)組配套的脫硫裝置。1/31/2023節(jié)能優(yōu)化前電耗情況從2007年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，#7、#8脫硫裝置廠用電率一直在1.4%左右。該裝置采用廠外購買脫硫制劑的方式，脫硫成本中電量消耗達(dá)到成本總量的62%。節(jié)能優(yōu)化后的能耗情況為了脫硫系統(tǒng)的安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行了一系列運(yùn)行試驗(yàn)和運(yùn)行總結(jié)，摸索出較佳運(yùn)行工況。脫硫廠用電率由原來的1.4%降為1.1%左右。取得良好的經(jīng)濟(jì)效果。節(jié)能優(yōu)化前后能耗對(duì)比1/31/2023工藝設(shè)備系統(tǒng)簡(jiǎn)介

龍?jiān)喘h(huán)保大同分公司二期脫硫裝置裝機(jī)容量2×600MW，設(shè)計(jì)進(jìn)入FGD的煙氣量1996664Nm3/h(2060t/h鍋爐，設(shè)計(jì)煤種)煙氣含硫量設(shè)計(jì)3053mg/m3。。工藝系統(tǒng)主要包括：煙風(fēng)系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、石灰石漿液配制系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)。主要設(shè)備包括：增壓風(fēng)機(jī)、GGH、吸收塔、漿液循環(huán)泵、氧化風(fēng)機(jī)、真空皮帶系統(tǒng)。石灰石漿液配制系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)為#7、#8脫硫裝置公用。1/31/2023脫硫主要系統(tǒng)簡(jiǎn)要流程圖

GGH換熱器攪拌器1號(hào)爐煙氣事故漿罐石膏旋流站真空皮帶機(jī)過濾水池石膏料倉或汽車石膏溢流箱廢水箱灰?guī)焓沂瘽{液箱石灰石制備系統(tǒng)工藝水箱2號(hào)爐煙氣煙囪運(yùn)輸車吸收塔1/31/2023系統(tǒng)參數(shù)節(jié)能優(yōu)化

1、根據(jù)SO2負(fù)荷優(yōu)化循環(huán)泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)2、降低吸收塔液位，優(yōu)化氧化風(fēng)機(jī)電流3、控制吸收塔漿液密度，降低循環(huán)泵能耗4、GGH差壓對(duì)增壓風(fēng)機(jī)的影響1/31/20231、根據(jù)SO2負(fù)荷優(yōu)化循環(huán)泵

運(yùn)行臺(tái)數(shù)

該裝置安裝有4臺(tái)循環(huán)泵。銘牌功率分別800kw、900kw、900kw、1000kw，合計(jì)功率3600kw，占脫硫裝置系統(tǒng)總功率的46%。循環(huán)泵運(yùn)行設(shè)計(jì)滿負(fù)荷4臺(tái)運(yùn)行，不設(shè)備用。每臺(tái)循環(huán)泵的設(shè)計(jì)流量Q=8800m3/h，分別對(duì)應(yīng)的噴淋層標(biāo)高H:20.5/22.2/23.9/25.6m。其中22.2米和23.9米標(biāo)高的循環(huán)泵入口裝有石灰石漿液補(bǔ)充口。設(shè)計(jì)液氣比15.6。設(shè)計(jì)進(jìn)入FGD的煙氣量1996664Nm3/h(2060t/h鍋爐，設(shè)計(jì)煤種)煙氣含硫量設(shè)計(jì)3053mg/m3。實(shí)際煙氣入口含硫量約在1000~2500范圍變化。

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為了尋找實(shí)際工況下，電耗成本最低的最佳的運(yùn)行方式，進(jìn)行了循環(huán)泵組合運(yùn)行試驗(yàn)。在機(jī)組負(fù)荷為480MW，入口SO2濃度為1850㎎/㎡,O2為6.72—8.1%，吸收塔漿液密度為1150㎏/㎡左右，石灰石漿液密度為1250㎏/㎡左右，兩臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)運(yùn)行的條件下進(jìn)行試驗(yàn)。1/31/2023循環(huán)泵組合試驗(yàn)結(jié)果

循環(huán)泵組合脫硫率%電流合計(jì)A功率合計(jì)kw循環(huán)泵組合脫硫率%電流組合A功率合計(jì)kwA+B﹥99.53132830A+B+C﹥99.54534096A+C﹥993012721A+B+D﹥994454022A+D97—982932648A+C+D﹥994333914B+C97—992912631B+C+D﹥99.54233824B+D97—982832558A+B+C+D﹥99.95855288C+D94—9527224581/31/2023液氣比曲線1/31/2023

從液氣比曲線可以看出在試驗(yàn)條件下，液氣比可以控制在10左右而不會(huì)對(duì)脫硫效率降低有較大影響。實(shí)際運(yùn)行結(jié)果也表明可以運(yùn)行在10左右。80%負(fù)荷，采用兩臺(tái)循環(huán)泵運(yùn)行，液氣比9.8。1/31/2023

試驗(yàn)結(jié)果表明，實(shí)際運(yùn)行中煙氣含硫量只有設(shè)計(jì)含硫量的60%。機(jī)組負(fù)荷480MW即80%機(jī)組額定負(fù)荷下，入口含硫量只有設(shè)計(jì)額定負(fù)荷的約48%，所以可以停用部分循環(huán)泵，脫硫效率也能滿足要求。1/31/2023在試驗(yàn)條件下我們選擇B、D組合方式。

以吸收塔液位13米計(jì)算，A泵噴淋漿液行程12.6m，B泵10.9m，C泵9.3m，D泵7.5m。從上表可以看出，循環(huán)泵噴淋漿液行程對(duì)脫硫效率影響較大。D泵漿液噴淋行程只有A泵的57%。噴淋流程越長(zhǎng)，化學(xué)反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)，SO2脫除率越高。但是循環(huán)泵揚(yáng)程高，循環(huán)泵電能消耗相應(yīng)增大。因此從效率和電能消耗綜合考慮B、D組合運(yùn)行節(jié)能效果較好，比A+B組合節(jié)省功耗272kw,比B+C+D組合節(jié)省功耗1266kw。循環(huán)泵組合分析1/31/20232、降低吸收塔液位，優(yōu)化氧化風(fēng)機(jī)電流

該裝置裝設(shè)有三臺(tái)50%容量的氧化風(fēng)機(jī)。用于把亞硫酸鈣強(qiáng)制氧化成硫酸鈣。氧化風(fēng)機(jī)為羅茨風(fēng)機(jī)。風(fēng)量Q=4500m3/h，額定功率185kw，額定電流328A。羅茨風(fēng)機(jī)的特性決定了氧化風(fēng)系統(tǒng)阻力對(duì)羅茨風(fēng)機(jī)運(yùn)行功率影響較大。吸收塔液位高低直接影響氧化風(fēng)系統(tǒng)出口阻力大小，從而決定羅茨風(fēng)機(jī)能耗的大小。1/31/2023

我們進(jìn)行了吸收塔變液位運(yùn)行試驗(yàn)。以#8吸收塔系統(tǒng)#1氧化風(fēng)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)。吸收塔設(shè)計(jì)液位14米，原實(shí)際運(yùn)行控制液位13～13.5米。試驗(yàn)液位從12.3至13米變化，同時(shí)測(cè)量石膏亞硫酸鈣含量變化，以免吸收塔液位過低影響氧化空氣的利用。1/31/2023

試驗(yàn)結(jié)果表明吸收塔液位與氧化風(fēng)機(jī)電流近似成直線正比關(guān)系。每升高一米液位，氧化風(fēng)機(jī)電流增加約10A。在試驗(yàn)吸收塔液位變化范圍內(nèi)，脫水石膏中亞硫酸未見明顯升高。我們把運(yùn)行吸收塔液位控制在12.7米左右，低于原來13.4米。這樣每臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)節(jié)約能耗2.81kw左右。整套裝置兩臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)共節(jié)約能耗5.61kw左右。1/31/20231/31/20233、控制吸收塔漿液密度

降低循環(huán)泵能耗

在吸收塔內(nèi)從清水至正常漿液密度過程中對(duì)吸收塔密度與循環(huán)泵電流關(guān)系進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，循環(huán)泵電流隨吸收塔密度增高而增高。密度每增長(zhǎng)10kg/m3,循環(huán)泵電流增長(zhǎng)1.62A左右。原運(yùn)行控制密度控制1130，如果實(shí)際控制吸收塔密度在1100左右，可降低監(jiān)測(cè)循環(huán)泵電流約4.86A。節(jié)省能耗44kw。實(shí)際運(yùn)行兩到三臺(tái)循環(huán)泵節(jié)省的能耗約88kw到132kw。1/31/20231/31/20234、GGH差壓對(duì)增壓風(fēng)機(jī)的影響

采取停機(jī)沖洗措施前運(yùn)行狀況該脫硫裝置采用回轉(zhuǎn)再生式煙氣換熱器。主要設(shè)計(jì)參數(shù)：傳熱面積7600m2，原煙氣進(jìn)/出口溫度138.5/98.4，凈煙氣出/入口85/46.7℃。由于電除塵工作效率較差，入口原煙氣中含塵量較大，GGH換熱元件集灰嚴(yán)重。差壓最高曾達(dá)到1.5Kpa，影響了增壓風(fēng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，增壓風(fēng)機(jī)入口負(fù)壓無法維持。增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況偏離合理工作區(qū)，風(fēng)機(jī)振動(dòng)加劇，曾經(jīng)發(fā)生被迫開啟旁路擋板的情況。為此GGH抽出部分換熱包以保證煙氣系統(tǒng)的運(yùn)行。機(jī)組負(fù)荷450MW堵塞嚴(yán)重時(shí)差壓1.5Kpa，進(jìn)口原煙氣溫度130℃時(shí)，凈煙氣溫度僅56℃左右。1/31/2023采取停機(jī)沖洗措施后的狀態(tài)

利用主機(jī)組停機(jī)的機(jī)會(huì)，外請(qǐng)高壓水車對(duì)GGH進(jìn)行高壓水沖洗。清洗后，450MW負(fù)荷時(shí)，進(jìn)口原煙氣溫度130℃時(shí)，凈煙氣溫度可達(dá)72℃左右，GGH差壓降也為0.3Kpa。我們進(jìn)行運(yùn)行相似負(fù)荷條件下的對(duì)比。360MW負(fù)荷時(shí)，GGH差壓1.5Kpa，增壓風(fēng)機(jī)電流156A。清洗后，357MW，GGH差壓0.33Kpa，增壓風(fēng)機(jī)電流123.9A。清洗前后，增壓風(fēng)機(jī)電流相差32A。清洗后增壓風(fēng)機(jī)能節(jié)省能耗約471.1kw。說明GGH差壓對(duì)增壓風(fēng)機(jī)能耗影響巨大。而且對(duì)凈煙氣出口溫度影響較大。凈煙氣溫度過低，容易造成煙氣結(jié)露腐蝕，而且自生風(fēng)能力降低也不易于凈煙氣通過煙囪擴(kuò)散排放。運(yùn)行中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)GGH蒸汽吹掃常規(guī)工作，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)高壓水沖洗系統(tǒng)的應(yīng)用。必要時(shí)可外請(qǐng)高壓水車，人工清洗GGH。1/31/2023結(jié)論及建議

運(yùn)行中應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際的煙氣的SO2含量和煙氣量及時(shí)調(diào)整循環(huán)泵的運(yùn)行方式。在保證脫硫效率前提下，減少循環(huán)泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)，優(yōu)化合理調(diào)整循環(huán)泵運(yùn)行組合方式達(dá)到節(jié)能降耗目的。在保證氧化空氣被充分利用把吸收塔漿液中亞硫酸鈣氧化成石膏的前提下，降低吸收塔運(yùn)行液位，減少氧化風(fēng)系統(tǒng)阻力，以達(dá)到降低氧化風(fēng)機(jī)能耗的目的。在運(yùn)行中定期化驗(yàn)吸收塔密度，根據(jù)吸收塔密度及時(shí)投入脫水系統(tǒng)，合理控制吸收塔漿液密度，減少循環(huán)泵在漿液循環(huán)過程的能耗。一般吸收塔漿液密度控制在1100kg/m3左右較好。1/31/2023

運(yùn)行中應(yīng)加強(qiáng)GGH清掃裝置的維護(hù)，保證GGH清洗正常，使得GGH正常阻力運(yùn)行。GGH差壓對(duì)煙氣系統(tǒng)阻力影響較大，GGH差壓增高，增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況偏離合理工作區(qū)，會(huì)造成風(fēng)機(jī)振動(dòng)加?。籊GH差壓增高，還會(huì)造成增壓風(fēng)機(jī)為克服系統(tǒng)阻力而增加運(yùn)行能耗。運(yùn)行中應(yīng)當(dāng)維持合理的GGH差壓，降低增壓風(fēng)機(jī)能耗，保證增壓風(fēng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。常規(guī)GGH蒸汽吹掃每班至少一次，一天至少3次。必須嚴(yán)格要求蒸汽壓力1.2～1.4MPa，溫度320～350℃。否則達(dá)不到吹掃效果。高壓水在線沖洗是維持GGH差壓在正常有效手段，每月至少應(yīng)進(jìn)行一次高壓水沖洗。1/31/2023參考文獻(xiàn)［１］國(guó)電大同二電廠運(yùn)行報(bào)表［２］《電站燃煤鍋爐石灰石濕法煙氣脫硫裝置運(yùn)行與控制》華北電力大學(xué)閻維平劉忠王春波國(guó)電科環(huán)集團(tuán)有限公司紀(jì)立國(guó)［３］北京國(guó)電龍?jiān)喘h(huán)保工程有限公司.大同二電廠二期煙氣脫硫工程設(shè)計(jì)說明書1/31/2023

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