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火電廠脫硫吸收塔運行節能研究

作者: 2016年11月03日 來源: 瀏覽量:
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[摘要]為確保火電廠脫硫系統安全、經濟運行,本文分析了導致廠用電升高的原因,提出了吸收塔漿液循環泵運行方式(臺數)由“三二”改為“二一”的創新運行節能調整模式。實踐證明,在“零&rd

[摘要]為確保火電廠脫硫系統安全、經濟運行,本文分析了導致廠用電升高的原因,提出了吸收塔漿液循環泵運行方式(臺數)由“三二”改為“二一”的創新運行節能調整模式。實踐證明,在“零”投入的前提下,實施了設備運行方式的優化與節能,將脫硫吸收塔系統廠用電降低31%,解決了脫硫廠用電偏高的問題,為脫硫系統運行的節能提供借鑒。

[關鍵詞]脫硫系統;一二級吸收塔;運行調整;節能探索

1萊城電廠脫硫系統整體概述

萊城電廠四臺300MW機組采用石灰石-石膏的濕法煙氣脫硫工藝,分別為一爐一塔設計(圖1脫硫系統工藝流程)。自投運以來,脫硫設施投運率超過99.0%、脫硫效率保持在95%左右。運行中的4套全煙氣量處理的濕式石灰石-石膏濕法煙氣脫硫裝置運行穩定。#3脫硫系統(以#3脫硫為例)一級吸收塔的脫硫系統設置了四臺6KV循環漿液泵(功率分別為:550/560/560/630kw,三臺6KV氧化風機(功率分別為:400kw)。2014年為適應環保達標排放要求,我廠將四臺機組擴建了二級吸收塔,新增6KV漿液循環泵三臺(功率分別為:355/400/400kw)、兩臺6KV氧化風機(功率分別為:355kw)。投運后,機組廠用電率居高不下。分析出了原來采用的漿液循環泵的“三二”運行模式,只是采用增加漿液循環泵的數量來增加漿液循環量,其實質是增大或減小液氣比(L/G),當液氣比超過一定值后,增加漿液循環量,只能促進混合漿液中的HSO3氧化成SO4,有利于石膏的生成,脫硫率的提高非常有限。因此,過高的漿液循環量將直接導致運行費用增加。

因此,本文在確保安全及環保參數達標排放的前提下,從運行調整角度分析了影響常用電量的因素,將機組負荷劃分為兩段,根據機組負荷、二氧化硫濃度、各段的煙氣處理量調整了兩級吸收塔七臺漿液循環泵的運行方式,由“三二”改為“二一”的創新調整模式及相關優化方案,將脫硫吸收塔系統常用電量降低31%,解決了脫硫系統廠用電率長期偏高的問題,每年節能效益在68.5萬元以上。

2新增二級吸收塔及設備規范

二級吸收塔與原一級吸收塔均為空塔結構,為鋼結構圓筒體,內襯玻璃鱗片。一級吸收塔正常液位為12.2米,新建二級吸收塔正常液位控制在9.0米左右。正常運行時,石膏漿液強制循環泵的間斷運行,一二級吸收塔的漿液濃度和PH值基本保持一致,漿液的PH值控制在5.2~5.6的范圍內。

二級吸收塔采用噴淋塔,漿液循環泵將吸收塔漿池內的吸收劑漿液循環送至噴嘴,對煙氣進行洗滌凈化并吸收煙氣中的SO2。漿液循環泵按照單元制設置(每臺循環泵對應一層噴淋層),二級吸收塔設三層噴淋層,不設備用泵。二級吸收塔漿液循環泵與電機采用直聯傳動方式。循環泵及進口閥門能夠在控制室進行自動開啟和關閉。循環泵為離心泵,按40000ppm的氯離子濃度進行選材。泵殼、葉輪、前后護板材料為A49(或Cr30A)。漿液循環泵配有油位指示器、機械密封、聯軸器罩和泄漏液收集設備等其他附件。漿液循環泵機械密封采用SiC,并適應沖洗水0.2~0.4MPa的要求。漿液循環泵采用全金屬泵(圖2雙塔系統DCS控制畫面)。新增1臺氧化風機作為備用,單臺流量6306m3/h,壓升137kPa(表1設備技術規范)。由于氧化空氣量的增加,需要對原有的氧化空氣管道進行更換。氧化風機及其附屬設備能由DCS實現順序控制。

3兩級吸收塔設備最佳運行方式的探索試驗

#3脫硫一級吸收塔系統配備3ⅠA、3ⅠB、3ⅠC、3ⅠD四臺漿液循環泵、3ⅠA、3ⅠB、3ⅠC氧化風機;二級吸收塔系統配備3ⅡA、3ⅡB、3ⅡC三臺漿液循環泵、3ⅡA、3ⅡB氧化風機。為探索脫硫吸收塔系統的節能運行方式,先進行了漿液循環泵運行方式的試驗探索(表2工況一、表3工況二)。試驗選取機組負荷相同、原煙氣濃度接近的時間段,確保試驗結果偏差在最小范圍。

工況一的吸收塔設備運行方式:一級吸收塔3ⅠA、3ⅠC、3ⅠD三臺漿液循環泵,二級吸收塔3ⅡA、3ⅡC兩臺漿液循環泵運行。

工況二的吸收塔設備運行方式:一級吸收塔3ⅠC、3ⅠD兩臺漿液循環泵,二級吸收塔3ⅡC一臺漿液循環泵運行。

2015年5月20日19:00開始,#3機組負荷268MW,機組負荷穩定,脫硫系統參數無異常,進行了相同機組負荷下的兩種工況試驗,運行參數統計表如下:

試驗結論:由試驗數據可以看出,在機組負荷及PH值運行穩定的情況下,通過運行操作手段,進行節能調節,停止兩臺漿液循環泵,運行參數仍能達標排放(當地二氧化硫排放標準為低于200mg/Nm3),環保指標控制相對安全;因此,在確保設備安全運行及環保參數達標排放的前提下,采用改變設備運行方式的調節手段達到節能目的是完全可以實現的(圖3試驗過程中的DCS畫面及設備運行方式)。

4兩級吸收塔6KV設備運行方式的優化及節能分析

4.1兩級吸收塔6KV設備運行方式的優化

在試驗結果的支持下,通過半年的統計總結,將機組負荷分為三段,規定了脫硫系統在各負荷段漿液循環泵、氧化風機的節能調節方式,通過一段時間的實施,環保參數正常,節能效果顯著。有數據統計,我廠機組負荷有3/4的時間機組負荷運行在250MW以下,因此,根據我廠機組運行負荷的實際運行情況,脫硫吸收塔系統漿液循環泵及氧化風機的運行方式規定如下:

(1)漿液循環泵的“三二”方式,改為“二一”。當負荷250MW以下時,一級吸收塔應保持兩臺循環漿液泵全出力運行,二級吸收塔應保持一臺循環漿液泵運行,并維持石膏漿液PH值在5.2~6.0,石膏漿液密度控制在1084~1093kg/m3以內,當石膏密度大于1093kg/m3時,應進行脫水。

(2)氧化風機的運行方式可“二變一”。當負荷200MW以下時,氧化風機可又原來的“兩運一備”改為單臺氧化風機運行。脫硫系統投入初期,氧化風機可以不投入運行。

(3)石膏一、二級脫水系統,當石膏密度在1084kg/m3以下時,應及時停止脫水系統及相關設備(真空泵、濾液泵、廢水泵、溢流泵、真空皮帶脫水機、濾布沖洗水泵、石膏輸送機)運行。

(4)脫硫現場照明停、送要及時,根據季節變化調整室外照明停送時間。

4.2優化運行方式后的節能分析

4.2.1節能分析及對比

為驗證吸收塔系統優化運行后的節能情況,我們對吸收塔系統設備優化運行后的節能情況進行統計對比(圖4運行方式改變后節能對比)。期間,分別篩選了2015年及2016年機組負荷相近、原煙氣濃度相近1-3月份進行對比,通過所屬6KV設備開關室漿液循環泵及氧化風機的關口電量統計(表4電量統計表),如下表所示:

節能計算(以2月份為例):

每臺機組每月吸收塔系統節約電量:136523—94583=41940(kwh);

折算為成本價:41940×0.34=14260(元);

四臺機組每年節約成本:14260×4×12=68.5(萬元)。

4.2.2運行操作的注意事項

實現節能調節過程中,切換備用漿液循環泵、氧化風機的頻率增加,能夠做到及時發現缺陷、處理問題,做到了各臺漿液循環泵、氧化風機之間的相互備用;但是,在機組負荷變化時,增加了運行操作工作量。

5結論

通過實驗及數據分析表明,在不投入成本的前提下,通過運行調節方法實現節能31%的操作方法是可行的。同時,總結出了一整套一、二級吸收塔之間設備協調運行的調節經驗,為兄弟單位運行調整提供參考,為完成萊城電廠全年節能及環保達標排放任務奠定了堅實的基礎。

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