火电厂脱硫吸收塔运行节能研究.doc

火电厂脱硫吸收塔运行节能研究摘要：为确保火电厂脱硫系统安全、经济运行，本文分析了导致厂用电升高的原因，提出了吸收塔浆液循环泵运行方式(台数)由“三二”改为“二一”的创新运行节能调整模式。实践证明，在“零”投入的前提下，实施了设备运行方式的优化与节能，将脱硫吸收塔系统厂用电降低31%，解决了脱硫厂用电偏高的问题，为脱硫系统运行的节能提供借鉴。1 莱城电厂脱硫系统整体概述莱城电厂四台300MW机组采用石灰石-石膏的湿法烟气脱硫工艺，分别为一炉一塔设计(图1脱硫系统工艺流程)。自投运以来，脱硫设施投运率超过99.0%、脱硫效率保持在95%左右。运行中的4套全烟气量处理的湿式石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置运行稳定。#3脱硫系统(以#3脱硫为例)一级吸收塔的脱硫系统设置了四台6KV循环浆液泵(功率分别为：550/560/560/630kw，三台6KV氧化风机(功率分别为：400kw)。2014年为适应环保达标排放要求，我厂将四台机组扩建了二级吸收塔，新增6KV浆液循环泵三台(功率分别为：355/400/400kw)、两台6KV氧化风机(功率分别为：355kw)。投运后，机组厂用电率居高不下。分析出了原来采用的浆液循环泵的“三二”运行模式，只是采用增加浆液循环泵的数量来增加浆液循环量，其实质是增大或减小液气比(L/G),当液气比超过一定值后，增加浆液循环量，只能促进混合浆液中的HSO3氧化成SO4,有利于石膏的生成，脱硫率的提高非常有限。因此，过高的浆液循环量将直接导致运行费用增加。本文在确保安全及环保参数达标排放的前提下，从运行调整角度分析了影响常用电量的因素，将机组负荷划分为两段，根据机组负荷、二氧化硫浓度、各段的烟气处理量调整了两级吸收塔七台浆液循环泵的运行方式，由“三二”改为“二一”的创新调整模式及相关优化方案，将脱硫吸收塔系统常用电量降低31%，解决了脱硫系统厂用电率长期偏高的问题，每年节能效益在68.5万元以上。 2 新增二级吸收塔及设备规范二级吸收塔与原一级吸收塔均为空塔结构，为钢结构圆筒体，内衬玻璃鳞片。一级吸收塔正常液位为12.2米，新建二级吸收塔正常液位控制在9.0米左右。正常运行时，石膏浆液强制循环泵的间断运行，一二级吸收塔的浆液浓度和PH值基本保持一致，浆液的PH值控制在5.25.6的范围内。二级吸收塔采用喷淋塔，浆液循环泵将吸收塔浆池内的吸收剂浆液循环送至喷嘴，对烟气进行洗涤净化并吸收烟气中的SO2。浆液循环泵按照单元制设置(每台循环泵对应一层喷淋层)，二级吸收塔设三层喷淋层，不设备用泵。二级吸收塔浆液循环泵与电机采用直联传动方式。循环泵及进口阀门能够在控制室进行自动开启和关闭。循环泵为离心泵，按40000ppm的氯离子浓度进行选材。泵壳、叶轮、前后护板材料为A49(或Cr30A)。浆液循环泵配有油位指示器、机械密封、联轴器罩和泄漏液收集设备等其他附件。浆液循环泵机械密封采用SiC，并适应冲洗水0.20.4MPa的要求。浆液循环泵采用全金属泵(图2  双塔系统DCS控制画面)。新增1台氧化风机作为备用，单台流量6306m3/h，压升137kPa(表1  设备技术规范)。由于氧化空气量的增加，需要对原有的氧化空气管道进行更换。氧化风机及其附属设备能由DCS实现顺序控制。  3 两级吸收塔设备最佳运行方式的探索试验#3脱硫一级吸收塔系统配备3A、3B、3C、3D四台浆液循环泵、3A、3B、3C氧化风机;二级吸收塔系统配备3A、3B、3C三台浆液循环泵、3A、3B氧化风机。为探索脱硫吸收塔系统的节能运行方式，先进行了浆液循环泵运行方式的试验探索(表2  工况一、表3 工况二)。试验选取机组负荷相同、原烟气浓度接近的时间段，确保试验结果偏差在最小范围。工况一的吸收塔设备运行方式：一级吸收塔3A、3C、3D三台浆液循环泵，二级吸收塔3A、3C两台浆液循环泵运行。工况二的吸收塔设备运行方式：一级吸收塔3C、3D两台浆液循环泵，二级吸收塔3C一台浆液循环泵运行。2015年5月20日19:00开始，#3机组负荷268MW，机组负荷稳定，脱硫系统参数无异常，进行了相同机组负荷下的两种工况试验，运行参数统计表如下： 试验结论：由试验数据可以看出，在机组负荷及PH值运行稳定的情况下，通过运行操作手段，进行节能调节，停止两台浆液循环泵，运行参数仍能达标排放(当地二氧化硫排放标准为低于200  mg/Nm3)，环保指标控制相对安全;因此，在确保设备安全运行及环保参数达标排放的前提下，采用改变设备运行方式的调节手段达到节能目的是完全可以实现的(图3  试验过程中的DCS画面及设备运行方式)。 4 两级吸收塔6KV设备运行方式的优化及节能分析4.1 两级吸收塔6KV设备运行方式的优化在试验结果的支持下，通过半年的统计总结，将机组负荷分为三段，规定了脱硫系统在各负荷段浆液循环泵、氧化风机的节能调节方式，通过一段时间的实施，环保参数正常，节能效果显著。有数据统计，我厂机组负荷有3/4的时间机组负荷运行在250  MW以下，因此，根据我厂机组运行负荷的实际运行情况，脱硫吸收塔系统浆液循环泵及氧化风机的运行方式规定如下：(1)浆液循环泵的“三二”方式，改为“二一”。当负荷250 MW以下时  ，一级吸收塔应保持两台循环浆液泵全出力运行，二级吸收塔应保持一台循环浆液泵运行，并维持石膏浆液PH值在5.26.0，石膏浆液密度控制在10841093kg/m3以内，当石膏密度大于1093kg/  m3时，应进行脱水。(2) 氧化风机的运行方式可“二变一”。当负荷200  MW以下时，氧化风机可又原来的“两运一备”改为单台氧化风机运行。脱硫系统投入初期，氧化风机可以不投入运行。(3)石膏一、二级脱水系统，当石膏密度在1084  kg/m3以下时，应及时停止脱水系统及相关设备(真空泵、滤液泵、废水泵、溢流泵、真空皮带脱水机、滤布冲洗水泵、石膏输送机)运行。(4)脱硫现场照明停、送要及时，根据季节变化调整室外照明停送时间。4.2 优化运行方式后的节能分析4.2.1 节能分析及对比为验证吸收塔系统优化运行后的节能情况，我们对吸收塔系统设备优化运行后的节能情况进行统计对比(图4  运行方式改变后节能对比)。期间，分别筛选了2015年及2016年机组负荷相近、原烟气浓度相近1-3月份进行对比，通过所属6KV设备开关室浆液循环泵及氧化风机的关口电量统计(表4  电量统计表)，如下表所示： 节能计算(以2月份为例)：每台机组每月吸收塔系统节约电量：13652394583=41940(kwh);折算为成本价：41940×0.34=14260(元);四台机组每年节约成本：14260×4×12=68.5(万元)。4.2.2运行操作的注意事项实现节能调节过程中，切换备用浆液循环泵、氧化风机的频率增加，能够做到及时发现缺陷、处理问题，做到了各台浆液循环泵、氧化风机之间的相互备用;但是，在机组负荷变化时，增加了运行操作工作量。5 结论通过实验及数据分析表明，在不投入成本的前提下，通过运行调节方法实现节能31%的操作方法是可行的。同时，总结出了一整套一、二级吸收塔之间设备协调运行的调节经验，为兄弟单位运行调整提供参考，为完成莱城电厂全年节能及环保达标排放任务奠定了坚实的基础。 7