脫硫技術交流論文王建國

石灰石濕法脫硫系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化

王建國秦國偉紀立國北京國電龍源環(huán)保工程有限公司特許經營中心1/31/2023引言

隨著國家對電力企業(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年底投產的煙氣脫硫裝置已達3.79億千瓦，約占燃煤機組裝機容量66%。石灰石濕法煙氣脫硫，以其脫硫劑（石灰石）來源豐富；工藝技術成熟；運行經驗成熟；可靠性高等特點，已經成為電廠煙氣脫硫工藝的主流。但是石灰石濕法脫硫技術也有廠用電率高，運行成本高的缺點。如何提高管理水平，降低成本，節(jié)能優(yōu)化經濟運行，是電廠石灰石濕法脫硫運行管理的重點。1/31/2023

國家發(fā)改委、國家環(huán)?？偩钟?007年7月4日聯(lián)合發(fā)布了《關于開展火電廠煙氣脫硫特許經營試點工作的通知》。北京國電龍源環(huán)保工程有限公司大同分公司特許經營國電大同二電廠二期裝機容量2×600MW#7、#8機組配套的脫硫裝置。1/31/2023節(jié)能優(yōu)化前電耗情況從2007年的統(tǒng)計數據表明，#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)定經濟運行進行了一系列運行試驗和運行總結，摸索出較佳運行工況。脫硫廠用電率由原來的1.4%降為1.1%左右。取得良好的經濟效果。節(jié)能優(yōu)化前后能耗對比1/31/2023工藝設備系統(tǒng)簡介

龍源環(huán)保大同分公司二期脫硫裝置裝機容量2×600MW，設計進入FGD的煙氣量1996664Nm3/h(2060t/h鍋爐，設計煤種)煙氣含硫量設計3053mg/m3。。工藝系統(tǒng)主要包括：煙風系統(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)。主要設備包括：增壓風機、GGH、吸收塔、漿液循環(huán)泵、氧化風機、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)簡要流程圖

GGH換熱器攪拌器1號爐煙氣事故漿罐石膏旋流站真空皮帶機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號爐煙氣煙囪運輸車吸收塔1/31/2023系統(tǒng)參數節(jié)能優(yōu)化

1、根據SO2負荷優(yōu)化循環(huán)泵運行臺數2、降低吸收塔液位，優(yōu)化氧化風機電流3、控制吸收塔漿液密度，降低循環(huán)泵能耗4、GGH差壓對增壓風機的影響1/31/20231、根據SO2負荷優(yōu)化循環(huán)泵

運行臺數

該裝置安裝有4臺循環(huán)泵。銘牌功率分別800kw、900kw、900kw、1000kw，合計功率3600kw，占脫硫裝置系統(tǒng)總功率的46%。循環(huán)泵運行設計滿負荷4臺運行，不設備用。每臺循環(huán)泵的設計流量Q=8800m3/h，分別對應的噴淋層標高H:20.5/22.2/23.9/25.6m。其中22.2米和23.9米標高的循環(huán)泵入口裝有石灰石漿液補充口。設計液氣比15.6。設計進入FGD的煙氣量1996664Nm3/h(2060t/h鍋爐，設計煤種)煙氣含硫量設計3053mg/m3。實際煙氣入口含硫量約在1000~2500范圍變化。

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為了尋找實際工況下，電耗成本最低的最佳的運行方式，進行了循環(huán)泵組合運行試驗。在機組負荷為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，兩臺氧化風機運行的條件下進行試驗。1/31/2023循環(huán)泵組合試驗結果

循環(huán)泵組合脫硫率%電流合計A功率合計kw循環(huán)泵組合脫硫率%電流組合A功率合計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條件下，液氣比可以控制在10左右而不會對脫硫效率降低有較大影響。實際運行結果也表明可以運行在10左右。80%負荷，采用兩臺循環(huán)泵運行，液氣比9.8。1/31/2023

試驗結果表明，實際運行中煙氣含硫量只有設計含硫量的60%。機組負荷480MW即80%機組額定負荷下，入口含硫量只有設計額定負荷的約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在試驗條件下我們選擇B、D組合方式。

以吸收塔液位13米計算，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，化學反應時間越長，SO2脫除率越高。但是循環(huán)泵揚程高，循環(huán)泵電能消耗相應增大。因此從效率和電能消耗綜合考慮B、D組合運行節(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)化氧化風機電流

該裝置裝設有三臺50%容量的氧化風機。用于把亞硫酸鈣強制氧化成硫酸鈣。氧化風機為羅茨風機。風量Q=4500m3/h，額定功率185kw，額定電流328A。羅茨風機的特性決定了氧化風系統(tǒng)阻力對羅茨風機運行功率影響較大。吸收塔液位高低直接影響氧化風系統(tǒng)出口阻力大小，從而決定羅茨風機能耗的大小。1/31/2023

我們進行了吸收塔變液位運行試驗。以#8吸收塔系統(tǒng)#1氧化風機進行試驗。吸收塔設計液位14米，原實際運行控制液位13～13.5米。試驗液位從12.3至13米變化，同時測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

試驗結果表明吸收塔液位與氧化風機電流近似成直線正比關系。每升高一米液位，氧化風機電流增加約10A。在試驗吸收塔液位變化范圍內，脫水石膏中亞硫酸未見明顯升高。我們把運行吸收塔液位控制在12.7米左右，低于原來13.4米。這樣每臺氧化風機節(jié)約能耗2.81kw左右。整套裝置兩臺氧化風機共節(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

在吸收塔內從清水至正常漿液密度過程中對吸收塔密度與循環(huán)泵電流關系進行了監(jiān)測。監(jiān)測結果表明，循環(huán)泵電流隨吸收塔密度增高而增高。密度每增長10kg/m3,循環(huán)泵電流增長1.62A左右。原運行控制密度控制1130，如果實際控制吸收塔密度在1100左右，可降低監(jiān)測循環(huán)泵電流約4.86A。節(jié)省能耗44kw。實際運行兩到三臺循環(huán)泵節(jié)省的能耗約88kw到132kw。1/31/20231/31/20234、GGH差壓對增壓風機的影響

采取停機沖洗措施前運行狀況該脫硫裝置采用回轉再生式煙氣換熱器。主要設計參數：傳熱面積7600m2，原煙氣進/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換熱元件集灰嚴重。差壓最高曾達到1.5Kpa，影響了增壓風機穩(wěn)定運行，增壓風機入口負壓無法維持。增壓風機運行工況偏離合理工作區(qū)，風機振動加劇，曾經發(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)的運行。機組負荷450MW堵塞嚴重時差壓1.5Kpa，進口原煙氣溫度130℃時，凈煙氣溫度僅56℃左右。1/31/2023采取停機沖洗措施后的狀態(tài)

利用主機組停機的機會，外請高壓水車對GGH進行高壓水沖洗。清洗后，450MW負荷時，進口原煙氣溫度130℃時，凈煙氣溫度可達72℃左右，GGH差壓降也為0.3Kpa。我們進行運行相似負荷條件下的對比。360MW負荷時，GGH差壓1.5Kpa，增壓風機電流156A。清洗后，357MW，GGH差壓0.33Kpa，增壓風機電流123.9A。清洗前后，增壓風機電流相差32A。清洗后增壓風機能節(jié)省能耗約471.1kw。說明GGH差壓對增壓風機能耗影響巨大。而且對凈煙氣出口溫度影響較大。凈煙氣溫度過低，容易造成煙氣結露腐蝕，而且自生風能力降低也不易于凈煙氣通過煙囪擴散排放。運行中應加強對GGH蒸汽吹掃常規(guī)工作，同時加強對高壓水沖洗系統(tǒng)的應用。必要時可外請高壓水車，人工清洗GGH。1/31/2023結論及建議

運行中應當根據實際的煙氣的SO2含量和煙氣量及時調整循環(huán)泵的運行方式。在保證脫硫效率前提下，減少循環(huán)泵運行臺數，優(yōu)化合理調整循環(huán)泵運行組合方式達到節(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，降低吸收塔運行液位，減少氧化風系統(tǒng)阻力，以達到降低氧化風機能耗的目的。在運行中定期化驗吸收塔密度，根據吸收塔密度及時投入脫水系統(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

運行中應加強GGH清掃裝置的維護，保證GGH清洗正常，使得GGH正常阻力運行。GGH差壓對煙氣系統(tǒng)阻力影響較大，GGH差壓增高，增壓風機運行工況偏離合理工作區(qū)，會造成風機振動加?。籊GH差壓增高，還會造成增壓風機為克服系統(tǒng)阻力而增加運行能耗。運行中應當維持合理的GGH差壓，降低增壓風機能耗，保證增壓風機穩(wěn)定運行。常規(guī)GGH蒸汽吹掃每班至少一次，一天至少3次。必須嚴格要求蒸汽壓力1.2～1.4MPa，溫度320～350℃。否則達不到吹掃效果。高壓水在線沖洗是維持GGH差壓在正常有效手段，每月至少應進行一次高壓水沖洗。1/31/2023參考文獻［１］國電大同二電廠運行報表［２］《電站燃煤鍋爐石灰石濕法煙氣脫硫裝置運行與控制》華北電力大學閻維平劉忠王春波國電科環(huán)集團有限公司紀立國［３］北京國電龍源環(huán)保工程有限公司.大同二電廠二期煙氣脫硫工程設計說明書1/31/2023

王建國北京國電龍源環(huán)保工程有限公