脫硫裝置漿液循環(huán)泵異常診斷分析與優(yōu)化運(yùn)行

1、脫硫裝置漿液循環(huán)泵異常診斷分析與優(yōu)化運(yùn)行所屬行業(yè)：大氣治理 關(guān)鍵詞：濕法煙氣脫硫 脫硫工藝 脫硫 效率1前言：石灰石-石膏濕法煙氣脫硫 系統(tǒng)（FGD）被廣泛應(yīng)用于燃煤 電廠，目前已經(jīng)發(fā)展成為國(guó)內(nèi)外最成熟、主導(dǎo)性的火電廠煙氣脫硫工 藝 技術(shù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)已投產(chǎn)的火電廠脫硫裝置中90%以上采用該 工藝技術(shù)。漿液循環(huán)泵是FGD主要的核心設(shè)備之一，其運(yùn)行狀況不僅可以 直接影響系統(tǒng)的脫硫效率，更與系統(tǒng)的能耗問題密切相關(guān)，其電耗 占脫硫系統(tǒng)總電耗50%左右。目前大唐華東區(qū)域的電廠由于燃煤硫份均在1%左右，脫硫采用 的超低改造方案均為：在入口煙道與第一層噴淋層之間新增氣流均布 裝置，并按照需要新增噴淋層與循

2、環(huán)泵、改造噴淋層噴嘴為高效噴嘴， 保證覆蓋率達(dá)到300%，即可保證脫硫出口 SO2達(dá)到35mg/m3的排放 限值。脫硫裝置的改造也伴隨著漿液循環(huán)泵的電流、出口壓力出現(xiàn)異常 引起脫硫性能的下降。此外，在保證脫硫效果達(dá)到環(huán)保要求的前提下， 漿液循環(huán)泵運(yùn)行方式的優(yōu)化控制對(duì)于脫硫系統(tǒng)具有重要的經(jīng)濟(jì)效益。2漿液循環(huán)泵運(yùn)行異常案例有3層噴淋層，新增一層噴淋管及噴嘴。新增一臺(tái)漿液循環(huán)泵，原有 3臺(tái)漿液循環(huán)泵泵頭利舊，減速機(jī)及電機(jī)更換。改造后的漿液循環(huán)泵和新增漿液循環(huán)泵與電廠現(xiàn)有設(shè)備品牌一致。漿液噴淋管組采用FRP材質(zhì)，噴嘴為空心錐型碳化硅噴嘴。4臺(tái) 漿液循環(huán)泵的設(shè)計(jì)參數(shù)如表1。表1四臺(tái)漿液循環(huán)泵設(shè)計(jì)參數(shù)3枷

3、微12輸120P2輸C1I2輸DU2輸2.1故障情況該機(jī)組脫硫系統(tǒng)自2016年完成超低排放改造后，各臺(tái)漿液循環(huán) 泵運(yùn)行穩(wěn)定，于2017年7月出現(xiàn)出口壓力、電流異?，F(xiàn)象，通過查 閱曲線，脫硫性能也有所下降，具體情況如下：A漿液循環(huán)泵出口壓力驟降，電流穩(wěn)定該機(jī)組脫硫系統(tǒng)自2016年完成超低排放改造后，各臺(tái)漿液循環(huán) 泵運(yùn)行穩(wěn)定，未出現(xiàn)出口壓力突變的現(xiàn)象。7月22日12:00, A泵運(yùn) 行出口壓力驟降0.04MPa，出口壓力均值由0.26MPa降至0.22MPa， 并以此壓力運(yùn)行至今，而該期間A泵電流維持穩(wěn)定，如圖1所示。圖1 A泵電流、出口壓力參數(shù)曲線圖（注：紅線為A泵出口壓力曲線， 綠線為電流曲線

4、）C漿液循環(huán)泵電流下降，出口壓力升高通過對(duì)比6月份與7月份ABCD四臺(tái)泵的電流曲線，如圖2與圖 3所示，紅線代表泵電流曲線，綠線代表B泵電流曲線，紫線代表C 泵電流曲線，藍(lán)線代表D泵電流曲線。由各電流曲線的間距可以看出， 相較于ABD三臺(tái)泵電流曲線，C泵電流值降低幅度最大。TFtc- I T Sn- MAt心工竺中獸gTFtc- I T Sn- MAt心工竺中獸g遇回ggnn 201U ：日!S ha TSY/Wia 14= ga_世任皆孔g成圖2 4臺(tái)泵電流參數(shù)曲線(06.28-06.30)舊二蒲11制 *，3U Jb，.口匹此:，陽(yáng)他LHLW-U哩翌口 舊二蒲11制 *，3U Jb，.口匹

5、此:，陽(yáng)他LHLW-U哩翌口 LJ；X KW:沖斗MgJ-T ff-fl . -歷出曲竭l：J4；ftOin 4fiT凈 口逐由J| :-90 二：干畛1口 心號(hào) M5，flGI界#5 s 新小諂 -：4-ir m&良SES13S 1AT S=feF ； - -.|gi 】W1 如K如日F皿 冷.： Il r -.-I ru - -】L 4MI矽、b Bnh a r -1 l 二EE3 %!h-a圖3 4臺(tái)泵電流參數(shù)曲線(07.22-07.27)所屬行業(yè)：大氣治理 關(guān)鍵詞：濕法煙氣脫硫 脫硫工藝 脫硫效率 進(jìn)一步對(duì)比4臺(tái)泵 的出口壓力變化情況，由圖5、圖6出口壓力曲線看出(紅線代表A 泵出口壓

6、力曲線，綠線代表B泵出口壓力曲線，紫線代表C泵出口壓 力曲線，藍(lán)線代表D泵出口壓力曲線)，6月至7月，BD兩臺(tái)泵運(yùn)行 期間出口壓力均值未發(fā)生明顯變化，而C泵于7月10日以后有呈現(xiàn) 階梯升高的趨勢(shì)。圖4 4臺(tái)泵出口壓力曲線(06.01-07.31)三峪性哩以5習(xí),空蜃用.；.三峪性哩以5習(xí),空蜃用.；. ,頃坐8牌部松；/ *, 7域恿一.一一燮尹.* .； 9璧實(shí)*心為q圖5 C泵出口壓力曲線(06.01-09.08)綜上所述，C泵呈現(xiàn)電流下降，出口壓力升高的異?，F(xiàn)象。A、C漿液循環(huán)泵對(duì)脫硫效率貢獻(xiàn)值不合邏輯ABCD四臺(tái)泵對(duì)應(yīng)噴淋層由下至上分別為ABCD，若各泵正常運(yùn)行， 且噴淋層無(wú)損壞時(shí)，位

7、于底層的A噴淋層噴嘴霧化后的漿液與煙氣接 觸的效果有限，而上層噴淋層漿液與煙氣接觸時(shí)間較長(zhǎng)，所以理論上 C泵相對(duì)于A泵對(duì)脫硫效率的貢獻(xiàn)較高。8月16日，在負(fù)荷相對(duì)穩(wěn)定的前提下，先后停運(yùn)A、C兩臺(tái)泵， 比較二者對(duì)脫硫效率的貢獻(xiàn)率。圖6 A、C泵電流曲線圖（08.16）如圖6所示（紅線代表A泵電流曲線，綠線代表C泵電流曲線， 紫線代表負(fù)荷曲線，亮藍(lán)線代表脫硫出口 SO2濃度曲線，淺藍(lán)線代表 脫硫進(jìn)口 SO2濃度曲線），15點(diǎn)15分，脫硫進(jìn)口 SO2濃度1750mg/m3， 停運(yùn)A泵，出口 SO2濃度由20mg/m3升高至70mg/m3, A泵開啟后， 出口 SO2 濃度由 70mg/m3 降至 2

8、0mg/m3。15點(diǎn)25分，脫硫進(jìn)口 SO2濃度1800mg/m3,停運(yùn)C泵，出口 SO2 濃度由20mg/m3升高至40mg/m3左右，C泵開啟后，出口 SO2濃度由 40mg/m3降至20mg/m3。由此得出，A泵相對(duì)于C泵對(duì)脫硫效率的影 響更為顯著。與理論分析結(jié)果“C泵相對(duì)于A泵對(duì)脫硫效率的貢獻(xiàn)較 高”相違背。2.2漿液循環(huán)泵問題分析2.2.1 A漿液循環(huán)泵出口壓力驟降、電流穩(wěn)定問題分析離心泵工作點(diǎn)時(shí)的流量與壓頭（揚(yáng)程）即是泵提供的流量與壓頭， 二者可直接影響泵的工作性能。其中：（1）泵的流量是指單位時(shí)間內(nèi)排到管路系統(tǒng)的液體體積，一般 用Q表示。泵的流量大小影響因素有：泵的結(jié)構(gòu)、尺寸、轉(zhuǎn)

9、速，以及 密封裝置的可靠程度。泵的流量取決于泵的結(jié)構(gòu)尺寸（主要為葉輪的 直徑與葉片的寬度）和轉(zhuǎn)速等。工作時(shí)，泵實(shí)際所能輸送的液體量還 與管路阻力及所需壓力有關(guān)。（2）泵的揚(yáng)程（壓頭）是指泵對(duì)單位重量（1N）液體所提供的 有效能量，一般用H表示。泵的揚(yáng)程大小取決于泵的結(jié)構(gòu)，如葉輪直 徑的大小，葉片的彎曲情況等、轉(zhuǎn)速。泵的流量與揚(yáng)程存在如下關(guān)系式：式中：H式中：H水泵的實(shí)際揚(yáng)程;Hx水泵在Q=0所產(chǎn)生的揚(yáng)程，也就理論揚(yáng)程，一般跟功率有關(guān)；Sx水泵的內(nèi)部摩阻；Q水 泵的流量。對(duì)于給定的水泵，Hx和Sx是不變的，由（1）式知，當(dāng) 水泵在實(shí)際運(yùn)行時(shí)揚(yáng)程H減小時(shí)，水泵流量增大。此外，二者關(guān)系也可通過以下關(guān)

10、系式表現(xiàn)：式中：Y 介質(zhì)重度，與介質(zhì)密度P有關(guān)，Y = Pg; H 水 泵的實(shí)際揚(yáng)程；Q水泵的流量；n水泵的效率；N水泵的 軸功率，與泵的電流正相關(guān)。經(jīng)分析，A泵出現(xiàn)出口壓力驟降的現(xiàn)象。原因如下：噴淋母管斷裂或噴淋層存在脫落現(xiàn)象。由于A泵出口壓力減?。梢暈閾P(yáng)程減小），而電流維持穩(wěn)定。由（1）、（2）式均可推出該 泵的流量增加。當(dāng)噴淋層脫落后，因沿程阻力下降，泵的工作點(diǎn)會(huì)下 移，流量會(huì)增大，揚(yáng)程會(huì)降低。因此噴淋母管斷裂或噴淋層的脫落均 可造成A泵出現(xiàn)出口壓力驟降、電流維持穩(wěn)定的現(xiàn)象。所屬行業(yè)：大氣治理 關(guān)鍵詞：濕法煙氣脫硫 脫硫工藝 脫硫效率2.2.2C漿液循環(huán)泵電流下降，出口壓力升高問題分析

11、實(shí)際運(yùn)行中，吸收塔漿液液位和密度是運(yùn)行當(dāng)中需頻繁調(diào)整的兩 個(gè)參數(shù)，液位決定循環(huán)泵入口的壓頭，對(duì)循環(huán)泵吸入的體積量有一 定的影響；漿液密度決定著循環(huán)泵在吸入一定體積流量的漿液條件下 輸送的質(zhì)量大小。從理論上講，上述兩個(gè)運(yùn)行參數(shù)均對(duì)循環(huán)泵電流的 大小有一定的影響。吸收塔漿液液位和密度共同影響著4臺(tái)循環(huán)泵的電流值。通過分 析，相對(duì)于ABD三臺(tái)泵，C泵電流下降最為明顯，所以C泵電流下降 的主要原因不是由吸收塔漿液液位和漿液密度的變化引起的。由于C泵存在著電流下降同時(shí)出口壓力升高的現(xiàn)象，由公式（2） 得出，該泵的軸功率下降，揚(yáng)程升高，則流量下降。若循環(huán)泵母管堵 塞或者噴淋層噴嘴堵塞，均會(huì)造成漿液流量降低

12、，電流下降的現(xiàn)象。A、C漿液循環(huán)泵對(duì)脫硫效率 貢獻(xiàn)值不合邏輯問題分析ABCD四臺(tái)泵對(duì)應(yīng)噴淋層布置方式為：由下至上分別為ABCD，各 層噴淋層間距為2m。若各泵正常運(yùn)行，且噴淋層無(wú)損壞的前提下， 位于底層的A噴淋層噴嘴霧化后的漿液與煙氣接觸的時(shí)間有限，而上 層噴淋層漿液與煙氣接觸時(shí)間較長(zhǎng)，所以理論上C泵相對(duì)于A泵對(duì)脫 硫效率的貢獻(xiàn)較高。而實(shí)際運(yùn)行顯示，A泵相對(duì)于C泵對(duì)脫硫效率的 貢獻(xiàn)高。結(jié)合2.2.1、2.2.2中的分析，由于位于底層的A噴淋層主要通 過湍流傳質(zhì)作用實(shí)現(xiàn)二氧化硫的脫除，即使存在噴淋層脫落現(xiàn)象，導(dǎo) 致該噴淋層接觸時(shí)間有限、霧化效果下降，但該層噴淋層仍可通過湍 流作用實(shí)現(xiàn)脫硫。而C泵

13、噴淋層主要用過逆流霧化噴淋實(shí)現(xiàn)二氧化硫的脫除，當(dāng)該 層噴淋層發(fā)生堵塞，覆蓋率明顯降低，脫硫能力明顯下降。當(dāng)停運(yùn)A泵時(shí)，仍具備脫硫能力的A噴淋層無(wú)法實(shí)現(xiàn)煙氣脫硫， 而本身脫硫效果明顯下降的C噴淋層即使在停運(yùn)C泵后對(duì)脫硫效率的 影響并不顯著，A泵對(duì)脫硫效率的貢獻(xiàn)的降幅小于C泵對(duì)脫硫效率的 貢獻(xiàn)的降幅，最終呈現(xiàn)出“A泵相對(duì)于C泵對(duì)脫硫效率的貢獻(xiàn)高”的 現(xiàn)象，即仍具備湍流傳質(zhì)作用的A噴淋層比逆流噴淋效果大幅度降低 的C噴淋層對(duì)脫硫效率的影響更為顯著。2.3建議（1）建議電廠加強(qiáng)日常對(duì)漿液循環(huán)泵的沖洗與清理，利用停泵 機(jī)會(huì)盡可能將母管及噴頭處漿液及異物沖洗干凈防止結(jié)塊堵塞。（2）利用停機(jī)機(jī)會(huì)進(jìn)行徹底清理

14、疏通并建立檢查清理檔案，計(jì) 劃性停機(jī)檢修，以保證循環(huán)泵的可靠正常運(yùn)行。（3）應(yīng)利用停機(jī)機(jī)會(huì)對(duì)噴淋層、噴淋母管進(jìn)行檢查，對(duì)脫落噴 淋層、斷裂管路進(jìn)行及時(shí)修補(bǔ)。2.4問題排查與處理機(jī)組10月底停機(jī)檢修期間，按照大唐華東院提供的結(jié)論與建議 對(duì)脫硫系統(tǒng)進(jìn)行了問題排查，檢修發(fā)現(xiàn)A層噴淋母管發(fā)生了斷裂;B、 C噴淋層發(fā)生了較大面積的堵塞，其中B噴淋層76個(gè)噴嘴堵塞，C噴淋層125個(gè)噴嘴堵塞。檢修期間，對(duì)斷裂母管進(jìn)行了修復(fù)，對(duì)堵塞噴 嘴進(jìn)行了清理與疏通。圖7 A、B、C泵出口壓力曲線(08.01-11.17)圖8 4臺(tái)泵電流參數(shù)曲線(10.10-11.17)11月啟機(jī)至今，通過調(diào)閱1號(hào)機(jī)組漿液循環(huán)泵電流、出口壓力 曲線，如圖7、8所示(圖7：紅線代表A泵出口壓力曲線，綠線代 表B泵出口壓力曲線，紫線代表C泵出口壓力曲線；圖8：紅線代表 A泵電流曲線，綠線代表B泵電流曲線，紫線代表C泵電流曲線，藍(lán) 線代表D泵電流曲線)，由曲線看出，各泵出口壓力、電流均恢復(fù)至 正常水平。3漿液循環(huán)泵的優(yōu)化運(yùn)行上文中出現(xiàn)因噴淋層堵塞與脫落引起的脫硫性能下降，該故障可 直接體現(xiàn)在漿液循環(huán)泵的運(yùn)行參數(shù)上。因此漿液循環(huán)泵的運(yùn)行方式至 關(guān)重要，其不僅影響系統(tǒng)的脫硫效果，而且