电厂湿法烟气脱硫系统运行过程节能降耗分析研究

学术论文 2017-07-11 09:42:00
    引言
    针对火电厂SO2排放的控制,大多数企业采用湿法烟气脱硫技术,其中石灰石-石膏湿法脱硫技术先进、运行可靠、高效率等优点而被广泛使用。托电公司烟气脱硫系统8套吸收塔系统均采用SPC高效旋汇耦合脱硫技术,每台锅炉配置一台吸收塔。整个电厂脱硫装置吸收塔系统及公用系统占地面积大、转动设备多,其中增压风机、浆液循环泵及湿式球磨机是大功率设备。为了维持脱硫系统的正常运行,就要消耗大量的厂用电、石灰石和工艺水等原料,给电厂运行成本带来很大压力。
    本文以托电公司1-8号烟气脱硫设施为例,介绍石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统运行过程中采取的节能降耗措施,降低了運行成本,提高了经济效益。
    1 基本情况介绍
    托电公司烟气脱硫系统是处理8×600MW机组的燃煤烟气,采用SPC旋汇耦合高效烟气脱硫技术,每台机组设置一套脱硫系统,脱硫后的烟气再通过烟囱进行排放。脱硫率大于95%。石灰石浆液制备、石膏脱水处理、脱硫废水处理系统等公用系统按8台机组共用一套设置,并一次建成。
    2 脱硫系统节能分析
    石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺,吸收剂为石灰石,副产品为石膏。在维护8套脱硫系统正常运行过程中,能耗主要包括:转动设备电能消耗以及石灰石、工艺水。其中,电能消耗是脱硫系统运行中最主要消耗,约占总消耗的60%-70%。
    3 节能降耗措施
    3.1 优化运行方式,保证经济运行
    3.1.1 定期对除雾器进行冲洗,保证除雾器安全运行。运行人员要密切注意除雾器是否堵塞,为了防止除雾器堵塞面积变大,需要及时冲洗,以免造成脱硫设施被迫停机。除雾器堵塞及结垢可从运行中压降升高得到明显的反映,差压的增大与增压风机电流上升有直接的关系,避免因除雾器差压不正常增大而造成阻力增加,从而增加增压风机的额外电耗损失。
    3.1.2 优化吸收塔浆液循环泵运行方式。在保证二氧化硫达标排放的前提下,应依据脱硫装置入口烟气中二氧化硫浓度的高低,选择投运循环泵台数及对应的喷淋层,以达到脱硫系统经济运行的目的。全厂脱硫设施在运行之初,每台吸收塔先启动2台浆液循环泵运行,浆液循环泵运行正常之后,再根据电厂锅炉负荷和FGD入口二氧化硫浓度增加,再启动第3台浆液循环泵,在100%负荷及FGD入口二氧化硫浓度的状态下,全部浆液循环泵才全部投运。同样,在负荷降低和入口二氧化硫浓度减少的运行过程中,也可以根据实际情况,相应减少浆液循环泵的投运台数。
    3.1.3 控制好石灰石的品质,优化制浆系统。石灰石中有效成分升高,减少了石灰石的使用量,降低了运行成本。石灰石的硬度降低,将会大幅度的降低石灰石浆液制备系统的电耗。优化石灰石制浆系统运行方式,制备石灰石浆液时,避免2台湿式球磨机同时运行,尽量投运1台湿式球磨机来满足供应石灰石浆液要求;同时,湿式球磨机应该尽量100%出力运行,保证最高运行效率,一般运行4h,石灰石浆液箱达到最高液位后,就把湿式球磨机停下来备用。减少球磨机运行时间,节约电耗效果显著,整体上减少了运行成本。
    3.1.4 物料平衡控制达到最佳水平。在保证污染物达标排放的前提下,严格控制吸收塔浆池液位和吸收塔石膏浆液的pH值,脱硫系统的石灰石浆液补充是直接采用吸收塔浆液pH值进行控制的,当pH值低于某一设定值时,开始补充石灰石浆液;当pH值升至某一设定值时,停止石灰石浆液的补充。维持合理的石灰石浆液密度,减少供浆管道系统磨损,减少管道系统维护费。
    3.2 及时消除系统缺陷,降低系统运行损耗
    3.2.1 正常运行时,保证排空事故浆液箱。在事故中期停运和大修长期停运过程期间,为了保证脱硫系统中吸收塔和其他箱罐、地坑内的石灰石浆液及滤液水能够顺利排放、储存,设置事故浆液箱,并保证其排空,这样既减少了吸收剂的消耗,也避免吸收塔和其他箱罐的搅拌器长期运行,造成厂用电的浪费。因此,在脱硫系统正常运行时要清空事故浆液箱,保证事故浆液箱在系统停运和事故状态下的正常投运,对于节约生产资源来说是非常重要的。
    3.2.2 加强湿磨浆液泵检修力度。湿磨浆液循环泵由于浆液的密度,使泵的叶轮磨损严重,湿磨浆液循环泵的出口压力和系统出力大幅降低,降低了湿式球磨机的出力。因此,可以通过加强对湿磨浆液泵的检修频率,提高湿磨浆液泵的出口压力和系统出力,满足石灰石旋流器正常运行的需要,来提高湿式球磨机的运行效率。
    3.2.3 系统检修停运时措施。在脱硫系统中、长期停运时,可采取以下措施:提前有计划地减少石灰石浆液的制备量,尽量在停机之前,把石灰石浆液全部用完,少量的冲洗浆液全部排到事故浆液箱储存;将滤液池和地坑里的滤液水全部送到吸收塔充分利用,在停机之后,再全部将冲洗后的浆液排到事故浆液箱储存备用。这样不仅可保证石灰石浆液和滤液水得到充分利用,避免浪费;而且保证吸收塔和所有箱罐冲洗干净,使吸收塔和箱罐内搅拌器不用长期运行,避免浪费厂用电。
    3.3 深入技术改造,提高生产效益
    3.3.1 球磨机技术改造,提高制浆效率。湿式球磨机前给水水管,在用滤液水制浆时由于滤液浓度高、流量计出管太细,每次造成流量计不准,管路堵塞,导致石灰石浆液制备系统的石灰石浆液密度无法正常长期监控,直接影响了湿磨制浆系统的浆液制备效果。因此,对管路进行技术改造,流量计阀组前加装过滤器,保证球磨机前给水正常投运,可以提高制浆系统的运行效率。
    3.3.2 石膏排出泵电机改造为变频控制。变频系统根据石膏旋流器出口压力来调节改变电机转速,调整石膏排出泵出口流量,使脱硫设施运行稳定度提高,石膏浆液浓度将不再成为影响流量的因素。改造后电机运行正常,电耗较改造前降低了30%。电机的变频控制,减少了设备机械冲击,延长设备使用寿命。使得电机及泵部温度正常,管道压力稳定,消除了设备的缺陷,保证了脱硫系统的安全运行。
    3.3.3 工艺水源及湿磨轴瓦冷却水回收改造。为了降低脱硫系统运行成本,结合托电公司工艺水系统运行的具体情况。对水源进行了改造,由工业水来水改造为机炉转动设备冷却水回收水、改造一方面节省了脱硫系统工艺用水,另一方面解决了由于转动设备夏季冷却水用量大,回收系统容量小造成的溢流,节约了用水同时又减少了水资源的浪费,一举两得。
    4 结束语
    托电公司脱硫系统投运多年来,通过优化运行方式、参数,在经济运行方面做了大量的实践和探索,主要对脱硫系统运行材料中的石灰石、工艺水、转动设备电耗等进行了分析,制定了科学、可行的节能措施,大幅度降低了运行成本,对其他电厂脱硫系统的经济运行有一定的指导意义。
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