660MW機組濕法煙氣脫硫裝置廠用電率主要影響因素分析及優(yōu)化調(diào)整

1、660 MW機組濕法煙氣脫硫裝置廠用電率主要影響因素分析及優(yōu)化調(diào)整摘要：針對660MW機組濕式石灰石-石膏法脫硫島廠用電率的主要影響因素，對脫硫系統(tǒng)增壓風(fēng)機、石膏漿 液循環(huán)泵、氧化風(fēng)機、輔機等設(shè)備運行調(diào)整方式對脫硫廠用電率的影響進行了詳細(xì)分析。通過對脫硫系統(tǒng) 設(shè)備進行優(yōu)化運行調(diào)整，進一步充分挖潛脫硫系統(tǒng)節(jié)能降耗的潛力。關(guān)鍵詞：660MW機組；濕法煙氣脫硫；廠用電率；優(yōu)化調(diào)整0引言隨著電力建設(shè)的發(fā)展，發(fā)電廠裝機容量 不斷增大，濕法脫硫裝置整體配套單體設(shè)備 的容量也逐漸增大，脫硫系統(tǒng)耗電量約占機 組發(fā)電量的1%，其耗電率在廠用電率中的比 例要占到20%左右，如果運行不好，將造成 很大的浪費。本文針

2、對不同運行方式下的脫 硫電耗進行試驗，選擇合理的運行調(diào)整方 式，在滿足環(huán)保要求的前提下最大限度的降 低廠用電率，提高經(jīng)濟效益。1脫硫工藝簡介XXXXXXXX公司5、6號660MW機組的煙 氣脫硫裝置采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫 工藝，一爐一塔處理100%的煙氣。脫硫裝置 （FGD）與主機單元配套運行，采用高效脫 除煙氣中SO2的石灰石一石膏濕法工藝。本 脫硫裝置配套的工藝系統(tǒng)包括：石灰石漿液 制備系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、SO2吸收系統(tǒng)、石膏 脫水系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、排放系統(tǒng)、廢水處 理系統(tǒng)等。其中石灰石漿液制備系統(tǒng)、石膏 脫水系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)為兩 臺機組公用。2影響660MW機組濕法煙氣脫

3、硫廠用 電率的主要因素及優(yōu)化調(diào)整2.1增壓風(fēng)機我公司660MW機組脫硫增壓風(fēng)機耗電率 在0.3%左右，增壓風(fēng)機耗電量的大小主要與 煙氣量的大小、增壓風(fēng)機葉片積灰量，增壓 風(fēng)機出口阻力的大小等因素有關(guān)。在正常運行中增壓風(fēng)機風(fēng)量調(diào)整主要 根據(jù)增壓風(fēng)機入口壓力進行調(diào)整，入口壓力 要求控制在負(fù)壓運行。在高負(fù)荷、大煙氣流 量下增壓風(fēng)機入口壓力如果不能保持負(fù)壓 運行，引風(fēng)機出來的煙氣不能及時排出，將 會影響鍋爐爐膛的壓力。為了保證鍋爐安全 運行，同時為了設(shè)備安全運行必須提高增壓 風(fēng)機轉(zhuǎn)速來降低增壓風(fēng)機入口壓力，增壓風(fēng) 機轉(zhuǎn)速提高后增壓風(fēng)機電流上升導(dǎo)致增壓 風(fēng)機耗電量上升。因此在運行中要根據(jù)不同 負(fù)荷控制增

4、壓風(fēng)機入口壓力，做到勤調(diào)整， 使增壓風(fēng)機、引風(fēng)機聯(lián)調(diào)在最佳的經(jīng)濟運行 狀態(tài)。增壓風(fēng)機葉片積灰會使增壓風(fēng)機效率 降低，為了滿足增壓風(fēng)機入口壓力就使得增 壓風(fēng)機在同一負(fù)荷下增壓風(fēng)機轉(zhuǎn)速上升導(dǎo) 致增壓風(fēng)機耗電量上升，因此可通過適當(dāng)控 制鍋爐燃煤灰份含量、提高電除塵效率、利 用機組檢修機會清理增壓風(fēng)機葉片積灰等 方法，盡可能降低增壓風(fēng)機葉片積灰量。增壓風(fēng)機出口阻力主要與石膏漿液循 環(huán)泵運行的臺數(shù)、除霧器壓差等因素有關(guān)。 因此，在滿足環(huán)保要求的前提下通過降低石 膏漿液循環(huán)泵運行臺數(shù)降低增壓風(fēng)機的出 口阻力。根據(jù)脫硫進口二氧化硫含量和負(fù) 荷、適當(dāng)添加提效劑等方式來降低石膏漿液 循環(huán)泵運行的臺數(shù)從而降低增壓

5、風(fēng)機出口 阻力。脫硫吸收塔除霧器壓差越大增壓風(fēng)機 出口阻力就越大，因此在正常運行中盡量保 證除霧器壓差在低位運行。根據(jù)不同負(fù)荷調(diào) 整除霧器沖洗時間、沖洗間隔時間，除霧器 壓差的大小還和石膏漿液品質(zhì)運行有關(guān)，當(dāng) 石膏漿液中亞硫酸鹽含量較高時，由于亞硫 酸鹽粘附能力較強，亞硫酸鹽吸附在除霧器 上面時，不容易將亞硫酸鹽沖洗下來，會導(dǎo) 致除霧器壓差增大。因此在運行中要確保脫 硫吸收塔氧化風(fēng)量，降低石膏漿液中的亞硫 酸鹽含量。2.2石膏漿液循環(huán)泵我公司石膏漿液循環(huán)泵耗電率在0.4% 左右，石膏漿液循環(huán)泵耗電量的大小主要與 石膏漿液密度、吸收塔液位、石膏漿液PH 值等參數(shù)有關(guān)。脫硫系統(tǒng)吸收塔運行中，離心式

6、石膏漿 液循環(huán)泵電流與進口靜壓是成正比的。吸收 塔液位越高，泵電流就越高，反之就越低。 實際運行中，根據(jù)脫硫系統(tǒng)運行工況來調(diào)控 吸收塔漿液池液位是一項很細(xì)致的工作。一 般在脫硫系統(tǒng)負(fù)荷較高時，如機組負(fù)荷高煙 氣流量大、煙氣SO2含量高、石灰石品質(zhì)較 差時，需要控制較高的液位，使?jié){液有較大 的氧化空間，循泵有較高的出力，從而保證 脫硫效率。所以，我們完全可以在運行中根 據(jù)以下幾種情況及時降低吸收塔液位，調(diào)整 脫硫系統(tǒng)運方，以降低石膏漿液循環(huán)泵出 力，減少其電能的消耗：（1）機組負(fù)荷低， 特別是在晚峰后有較長的低負(fù)荷時間段，脫 硫效率和SO2排放指標(biāo)裕量較大時；（2）在 原煙氣SO2含量較低時，S

7、O2排放允許的條 件下；（3）在石膏漿液中亞硫酸鹽合格的條 件下，允許減少氧化空間。同樣，脫硫系統(tǒng)吸收塔運行中，石膏漿 液循環(huán)泵電流與傳輸介質(zhì)的密度也是成正 比的。石膏漿液密度越低，泵的電流就越小， 反之就越大。石膏漿液密度直接關(guān)系到石膏 脫水和性能，密度過低，石膏結(jié)晶時間短， 石膏生成量少，脫水效果不佳，運行經(jīng)濟性 也不好；密度過高，石膏得不到及時脫出， 易造成噴淋層噴咀、除霧器結(jié)垢，甚至?xí)?響脫硫能力。因此在運行中及時調(diào)整運方， 使石膏漿液盡可能長時間保持低密度運行， 對節(jié)約石膏漿液循環(huán)泵電耗是效果明顯的。 當(dāng)然，我們也不能因為要降低石膏漿液密度 而增加脫水系統(tǒng)電耗，這就要求我們在運方

8、調(diào)整時更加講究科學(xué)性，以下幾種運方可作 為參考：（1）與吸收塔漿液池液位一起調(diào)整， 如運行中需要低液位向高液位調(diào)整時，此時 盡量以工藝水向吸收塔內(nèi)補充，液位升高的 同時，密度也相應(yīng)下降；（2）根據(jù)脫水系統(tǒng) 運行情況來調(diào)整漿液密度，當(dāng)真空皮帶機濾 布上部的石膏餅厚度能夠保持設(shè)定值時（該 廠設(shè)定為20mm），盡可能降低石膏漿液密度 在低水平。（3）在原煙氣含硫量處于較低的 工況時，一般是指小于脫硫系統(tǒng)原設(shè)計值的 工況，脫硫能力不受影響的條件下，保持低 密度運行，石膏漿液可以達到吸收SO2量與 石膏產(chǎn)生能力的平衡；（4）運行中維持低PH 值運方，石膏漿液對石灰石的需求量減少， 也可有效降低石膏漿液密

9、度。淺顯地看，脫硫系統(tǒng)煙氣流速與石膏漿 液循環(huán)泵電耗無直接聯(lián)系，但從脫硫系統(tǒng)吸 收塔噴淋層噴咀的布置及吸收塔進口前煙 道布置情況來看，石膏漿液循環(huán)泵的負(fù)荷與 脫硫系統(tǒng)煙氣流速仍是有很大關(guān)系的。煙氣 流速與煙氣量是成正比的，當(dāng)機組負(fù)荷一定 時，煙氣量基本保持不變（當(dāng)鍋爐燃燒工況 穩(wěn)定時），但脫硫系統(tǒng)中的各部位的煙氣流 速卻是不同的。原煙氣流速高，在吸收塔內(nèi)經(jīng)過的時間 縮短，煙氣與石膏漿液霧化層接觸時間少， SO2吸收就會相應(yīng)減少。另外，吸收塔進口 煙道前布置的均流板，進入吸收塔前有一段 下降部分，且煙道入口截面積很大，水平方 向上尺寸很大，一般都在8米以上，煙氣在 進入吸收塔時的分布并不是絕對均

10、勻，而是 呈紊流狀，特別是在水平方向上存在較大的 流速偏差，當(dāng)煙氣流速增加后，這種流速偏 差現(xiàn)象更為嚴(yán)重，進而造成吸收塔內(nèi)部煙氣 旋流現(xiàn)象或煙氣在筒體內(nèi)帖邊旋轉(zhuǎn)、煙氣流 分布不均等現(xiàn)象。此時，在相同工況下，脫 硫效率會有所下降，需相應(yīng)提高液氣比，才 能維持脫硫效率，石膏漿液循環(huán)泵出力必然 增加。特別是在鍋爐燃煤品種發(fā)生變化，偏 離原設(shè)計煤種時，煙氣量發(fā)生較大變化，脫 硫系統(tǒng)原煙氣流速增加較多時，這種情況更 加嚴(yán)重。由此可見，降低和穩(wěn)定原煙氣流速，也 是降低石膏漿液循環(huán)泵電耗的方法之一。原 煙氣流速越低，需要的液氣比就小，石膏漿 液循環(huán)泵出力需求就??；反之亦然。運行中 進行以下運方調(diào)整，可以有效

11、穩(wěn)定或降低原 煙氣流速：（1）在滿足原煙氣含氧量的情況 下，要求調(diào)整鍋爐燃燒，盡可能減少爐膛二 次風(fēng)的供給，以降低煙氣量。（2）在機組負(fù) 荷高，煙氣量大的情況下，適當(dāng)減小增壓風(fēng) 機動葉開度，改控制增壓風(fēng)機前煙氣壓力為 控制其出口壓力，適當(dāng)減小增壓風(fēng)機出口風(fēng) 壓，但原煙氣壓力不能波動大，應(yīng)滿足鍋爐 燃燒的需要。石膏漿液循環(huán)泵運行方式不當(dāng)，調(diào)整不 及時，顯然會增加其電耗，造成其無功現(xiàn)象。 當(dāng)機組負(fù)荷降低較多時，如果兩臺泵運行可 以滿足脫硫效率要求，而長時間運行三臺 泵，電耗必然增加；當(dāng)機組較高負(fù)荷時，三 臺泵運行，PH值已低至下限，脫硫效率仍偏 高，如不及時調(diào)整吸收塔漿池液位、降低漿 液密度，必然

12、增加石膏漿液循環(huán)泵的電耗。 我們可以在石膏漿液循環(huán)泵相同的運行臺 數(shù)時，通過對各運行參數(shù)的及時調(diào)整，可以 通過調(diào)整其他運行參數(shù)，如PH值、石膏漿 液密度、吸收塔漿池液位或煙氣流速等，對 石膏漿液循環(huán)泵的運方進行細(xì)化，以達到更 少石膏漿液循環(huán)泵的運行數(shù)量，或相同運行 數(shù)量的情況下，重新調(diào)整出不同的運行優(yōu)化 工況，以降低其電耗。我們知道，在脫硫系統(tǒng)運行中，石膏漿 液PH值越高，鈣硫比越高，脫硫效率就會 越高，反之越低。簡單地來說，運行中同樣 數(shù)量的石膏漿液循環(huán)泵運方下，提高石灰石 漿液的供給量，提高PH值，在脫硫系統(tǒng)負(fù) 荷增加的一定范圍內(nèi)，可以滿足脫硫效率的 要求。但在實際運行中，PH值高至5.8

13、以上， 石膏漿液中亞硫酸鹽的含量易升高，增加了 石膏漿液在設(shè)備中結(jié)垢的可能性，當(dāng)PH值 達到6.0以上，這種現(xiàn)象更加嚴(yán)重。特別是 長期運行在高PH值，吸收塔噴淋層噴咀、 除霧器等都會發(fā)生結(jié)垢堵塞現(xiàn)象。吸收塔噴淋層噴咀堵塞，會使對應(yīng)的石 膏漿液循環(huán)泵電流下降，卻不能形成均勻的 石膏漿液噴淋區(qū)間，造成煙氣經(jīng)過噴淋層洗 滌不充分，脫硫效率下降。那么，在運行中， 為了滿足脫硫效率要求會增加石膏漿液循 環(huán)泵的運行數(shù)量，甚至在高系統(tǒng)高負(fù)荷時把 PH值提高更多，這就形成了惡性循環(huán)。同時， 吸收塔除霧器結(jié)垢，煙氣差壓增大后，增壓 風(fēng)機電耗會增加，局部發(fā)生堵塞或結(jié)垢嚴(yán)重 現(xiàn)象，會造成煙氣流不穩(wěn)定或分布不均勻，

14、前面已論述了煙氣流的不穩(wěn)定或不均勻分 布也會增加石膏漿液循環(huán)泵電耗。所以，對PH值控制得當(dāng)，是降低石膏 漿液循環(huán)泵電耗的有效途徑。那么，在脫硫 系統(tǒng)運行中，如何根據(jù)石膏漿液循環(huán)泵的運 方來合理控制PH值呢？（1）在石膏漿液循 環(huán)泵運行臺數(shù)相同的運方下，盡量提高PH 值來滿足脫硫效率要求，但PH值不應(yīng)在5.8 以上連續(xù)運行超過6小時。（2）當(dāng)PH值在 高值運行后，當(dāng)脫硫系統(tǒng)負(fù)允許情況下，應(yīng) 立即降低PH值至低限運行，以消耗石膏漿 液中過剩的亞硫酸鹽，降低其含量。（3）石 灰石供漿量目前投入自動的系統(tǒng)很少，該廠 為手動控制，在運行中，雖然人工操作量大， 但及時性好。在提升PH值過程中，不應(yīng)大 量供

15、給石灰石，防止石灰石在吸收塔中形成 局部大量的富裕，來不及反應(yīng)。（4）在相同 工況下，合理調(diào)整PH值，使循環(huán)漿液泵的 運方更為靈活。另外可根據(jù)負(fù)荷、脫硫進口含硫量合理 添加提效劑降低石膏循環(huán)漿液泵運行臺數(shù) 以降低脫硫石膏漿液循環(huán)泵耗電率綜上所述，石灰石-濕法煙氣脫硫系統(tǒng) 通過對吸收塔漿液池液位、石膏漿液密度、 石膏漿液PH、原煙氣流速及石膏漿液循環(huán)泵 運方綜合調(diào)整，可以明顯降低石膏漿液循環(huán) 泵電耗，。2.3氧化風(fēng)機氧化風(fēng)機耗電率約在0.15%左右，氧化 風(fēng)機耗電量的大小主要與吸收塔液位、負(fù)荷 和進口二氧化硫含量有關(guān)。氧化風(fēng)機電流與吸收塔液位成正比的， 吸收塔液位越高，氧化風(fēng)機電流就越高，反 之

16、則越低。但吸收塔液位在低液位運行時， 石膏漿液密度就越大導(dǎo)致石膏漿液循環(huán)泵 電流就越大，因此在正常運行中合理控制吸 收塔液位，保證氧化風(fēng)機和石膏漿液循環(huán)泵 在經(jīng)濟狀況下運行。氧化風(fēng)量的大小主要影響吸收塔漿液 亞硫酸鹽氧化過程，在正常運行中控制吸收 塔出口氧含量高于進口氧含量0.3%左右，因 此在低負(fù)荷或吸收塔進口二氧化硫含量較 低的情況下可降低氧化風(fēng)量達到降低氧化 風(fēng)機耗電量的目的。2.4濕式球磨機濕式球磨機耗電率約在0.07%左右，濕式 球磨機耗電量的大小主要與石灰石品質(zhì)、濕 式球磨機鋼球量的多少有關(guān)。石灰石顆粒太粗造成出口相同顆粒度石 灰石漿液所消耗的鋼球量和濕式球磨機電 量就越多，因此保

17、證濕式球磨機石灰石顆粒 度在合理的范圍內(nèi)。濕式球磨機鋼球量的多少直接影響其出 力，因此在濕式球磨機在運行中定期添加鋼 球，保證濕式球磨機在最大出力下運行，縮 短濕式球磨機的運行時間。2.5其他輔機2.5.1石膏脫水系統(tǒng)石膏脫水系統(tǒng)耗電量最大的為真空泵，真 空泵的電流與石膏餅厚度有直接的關(guān)系，石 膏餅厚度越高，其真空就越低，真空泵電流 就越高，因此在保證石膏含水率合格的情況 下，降低其石膏餅厚度，降低真空泵電流。石膏脫水應(yīng)保證在最大出力下運行，從而 縮短石膏脫水運行時間降低脫水系統(tǒng)耗電 量。2.5.2除霧器沖洗系統(tǒng)除霧器沖洗水泵耗電量與除霧器沖洗壓 力、除霧器沖洗時間、除霧器沖洗間隔時間 有關(guān)。

18、在保證除霧器壓差和除霧器沖洗效果 的情況下除霧器沖洗壓力越低其除霧器沖 洗水泵電流就越小。另外根據(jù)負(fù)荷和除霧器 壓差合理調(diào)整除霧器沖洗時間和除霧器沖 洗間隔時間。在除霧器不沖洗的情況下可停 運除霧器沖洗水泵。吸收塔補水在除霧器不 沖洗的情況下可通過工藝水泵進行補水。 2.5.3其他各地坑泵、攪拌器。各地坑液位控制低 液位運行，盡量停止地坑泵及攪拌器運行。如地坑內(nèi)為清水時，視情況可不必啟動攪拌 器運行。制漿及吸收塔區(qū)域地坑需防止外界 污染，影響系統(tǒng)運行和設(shè)備損壞。3結(jié)束語石灰石-濕法煙氣脫硫系統(tǒng)在運行中， 不應(yīng)固執(zhí)地追求高脫硫效率，而應(yīng)根據(jù)鍋爐 燃煤品質(zhì)，如硫份、灰份等及石灰石品質(zhì)， 運彳丁中進彳丁綜合調(diào)整，以提高脫硫系統(tǒng)的運 行經(jīng)濟性。在實踐中需要結(jié)合各電廠脫硫系 統(tǒng)的自身特性進行長期摸索，要做好細(xì)致的 統(tǒng)計分析工作，以期找到脫硫系統(tǒng)不同運方 下節(jié)電的主要切入點和最佳平衡點，從而制 定出完善的脫硫系統(tǒng)運方優(yōu)化調(diào)整措施。參考文獻：周至祥，段建中，薛建明等.濕法煙氣脫硫工 藝技術(shù)全