硅谷杂志：石灰石-石膏法脱硫节能运行探讨 |
| 2012-12-11 12:11 作者：刘冲 汤建华 张少兵 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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[硅谷网12月11日文] 据《硅谷》杂志2012年第18期刊文，对石灰石-石膏法脱硫系统运行情况进行分析，介绍脱硫系统节能运行的措施和效果。
武汉钢电股份有限公司2×200MW机组烟气脱硫工程，采用石灰石-石膏法脱硫工艺。来自机组的原烟气，经过各自的原烟气挡板以后进入FGD系统的增压风机，每台机组配置一台增压风机，经过增压后汇合进入GGH降温，降温后的原烟气进入吸收塔进行脱硫反应。吸收塔包括4层喷淋装置和两级除雾器，每层喷淋装置对应1台浆液再循环泵。从GGH出来的原烟气进入吸收塔后折流向上与喷淋下来的浆液充分接触，烟气被浆液冷却并达到饱和，烟气中的SO2、SO3、HCl、HF等酸性成分被吸收，再连续流经两层锯齿形除雾器而除去所含雾滴。经洗涤和净化的烟气流出吸收塔，通过GGH升温后进入烟囱排放。脱硫装置配套的子系统主要包括工艺水系统、脱水系统、压缩空气系统、石灰石浆液制备系统、控制系统（DCS）和电气系统为两台机组公用。（工艺系统中石灰石浆液制备系统、石膏处理（脱水）系统、工艺水系统、压缩空气系统以及电气系统为两台机组公用。）
湿法脱硫系统设备众多，有些设备是要求24小时不停机运转的，经过现场运行实践，我们对某些设备的运行方式作了优化调整，在保证脱硫达标排放的同时，实现了显著节能。
1增压风机节能
武汉钢电脱硫系统配有两台静叶可调轴流式增压风机，额定功率2000KW，是脱硫系统中单机功率最大的设备，其用电量占烟气脱硫系统总电耗的一半。增压风机的电耗量不仅与其本身的结构有关，还与在脱硫系统中的运行状况有关。根据相关数据，脱硫系统压差每升高100Pa，增压风机电耗量就增加100KWh。通过现场运行我们发现，引起脱硫系统压差最大的因素就是GGH。
武汉钢电脱硫系统配备1台GGH，为防止GGH积灰堵塞，GGH还配套有全伸缩吹灰器（吹扫介质为压缩空气）和高压水冲洗泵（冲洗压力130公斤）。由于受电除尘器除尘效果差、吸收塔内浆液起泡等影响，GGH堵塞问题日益严重，造成流通面积减小，压差高时达1200Pa，加大了增压风机的负荷，造成风机能耗增加。更为严重的是，由于GGH结垢堵塞，烟气流通面积减小，使风机入口压力增加。若风机长期处于低流量高压头的工况下，极易引起风机失速，造成风机踹振，影响脱硫系统的安全、正常运行。为防止GGH堵塞，我们采取了如下措施：
1.1改变吹灰方式
增加蒸汽吹灰，蒸汽温度240℃，压力1.6MPa。将蒸汽吹扫和压缩空气吹扫结合。经过改造后，以前每天需要压缩空气吹扫4-5次，现在只需2-3次。
1.2吸收塔出口设置挡水板
为防止除雾器冲洗效果不佳时，净烟气夹带浆液进入GGH。我们在吸收塔出口水平烟道设置挡水板，高度为20cm。经过改造后，在一定程度上缓解了GGH堵塞情况。
1.3加强塔内灭泡
吸收塔内泡沫太多会使浆液倒灌进入GGH原烟气侧，在高温烟气作用下，浆液或泡沫夹带的石灰石和石膏混合物颗粒就会粘结在换热元件上，造成结垢。为防止起泡，需要加强灭泡工作，监控吸收塔液位，必要时投加灭泡剂。
经过上述技术措施后，GGH堵塞问题得到了有效缓解，增压风机平均节能350KWh，按电厂全年单机运行来计算，可节省电量300万度左右，节能效果显著。
2浆液循环泵节能
循环泵作为脱硫系统的主要耗电设备，占烟气脱硫系统总电耗的35%左右[1]，其运行情况决定着系统的脱硫效率和运行的经济性。武汉钢电烟气脱硫系统配有4台浆液循环泵，正常运行方式是三运一备，自上往下分别为1-4#循环泵，扬程分别为24.56m、22.54m、20.52m、18.51m，功率分别为500KW、400KW、400KW、355KW。由于武汉钢电实际燃煤含硫量较低（平均含硫量为0.55%），在通常情况下进入脱硫系统的SO2浓度在1000mg/m3之间，远低于设计值1800mg/m3，经过现场摸索，在锅炉单机运行时，开启1#、2#循环泵，根据DCS显示，脱硫效率依然可以达到93.5%，SO2浓度是65mg/m3。双机运行时开启3#循环泵，4#循环泵作为备用泵。优化循环泵运行的运行方式后，节电效果显著。目前实际4台泵实际功率为，410KW、302KW、276KW、233KW。按年运行6000小时计算，可节省电量181.2万KWh，年节省电费99.66万元。通过减少循环泵的运行数量，还可以对脱硫运行起到节能效果，具体表现为：
1）单机两台或双机三台循环泵运行，比设计少一台循环泵运行，由于浆液量减少，烟气穿越液膜时间减少，浆液带来的烟气系统阻力降低，增压风机所需克服系统阻力降低，相应电耗也会降低[2]。
2）由于循环泵运行时间缩短，其泵的磨损减小，每年可节约维护费用15.5万元。
3）浆液量减少，有利于延长浆液停留时间，提高了石灰石的溶解效率和利用率，减少了石灰石和工艺水的用量，降低了石灰石制备系统的电耗。
3工艺水系统节能
工艺水系统主要为脱硫系统设备提供机械密封冲洗水、浆液管道冲洗水、除雾器冲洗水等。武汉钢电脱硫系统配有2台工艺水泵，一运一备（流量146m3/h，扬程70m，工艺水泵电机45KW）。为保证各设备的正常运转，工艺水系统是要求连续运行的。经过对现场运行情况的观察，我们发现，工艺水用量最大的是在除雾器冲洗阶段，冲洗时流量在105m3/h，冲洗时间大约20分钟。其余时段工艺水的运行主要是为了保证泵类的机械密封水供应、浆液制备系统的制浆、脱水系统的运行和浆液管道的冲洗，用水量不是很大。为实现工艺水系统的节能运行，我们对工艺水做了改造，原工艺水供水母管上重新敷设一根DN200的旁路供水管道，直接接至工艺水泵出口，并在工艺水泵出口管段和旁路管道上各增设一台电动阀门。改变工艺水泵的运行方式，一般情况下脱硫工艺水直接由旁路补给，无需启动工艺水泵；只有在吸收塔除雾器冲洗时才改为由工艺水泵补水。经过改造后，工艺水泵由连续运行改为间歇运行，按年运行6000小时计算，可节省电量27万KWh，年节省电费14.85万元。
4事故浆液箱搅拌器节能
事故浆液箱主要用于脱硫系统异常或者检修时，临时贮存吸收塔内的浆液。为防止浆液沉积，在事故浆液箱顶部设置有顶置式搅拌器，当事故浆液箱内有浆液时，搅拌器需要连续运转，确保浆液处于悬浮状态。武汉钢电脱硫系统事故浆液箱配套搅拌器1台，功率30KW。经过优化脱硫运行，将事故浆液箱内浆液消耗完毕，停运事故浆液箱搅拌器。按照年运行5000小时计算，经过对现场运行情况的不断调整与优化，在保证脱硫达标排放的情况下，可节约运行电耗8.25万元。
5脱硫系统节能降耗措施与建议
脱硫系统较大的运行成本始终是制约电厂积极性的一个重要因素。从前面的分析可以看出，脱硫系统节电降耗方面还是具有巨大的潜力，只要采取适当的措施，脱硫系统节电降耗方面的投入、产出还是有相当的经济性的。湿法脱硫系统在做到了运行安全性、运行稳定性和运行良好性的同时，还要实现运行经济型，只有这样脱硫系统的投入才能真正发挥其社会效益和经济效益完全有理由相信，脱硫系统的节能降耗工作将会得到越来越多的人的关注，对脱硫系统节能降耗的研究和节能技术将会不断地得到推广与应用。
作者简介：
刘冲，学历本科，电厂化学专业工程师，武汉钢电股份有限公司，主要从事电厂脱硫运行和检修技术工作；汤建华，学历本科，电厂化学专业负责人，武汉钢电股份有限公司，主要从事电厂化学、脱硫运行和检修技术工作；张少兵，学历本科，电厂化学专业高级工程师，武汉钢电股份有限公司，主要从事电厂化学、脱硫运行和检修技术工作。
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