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火電廠脫硫吸收塔運(yùn)行節(jié)能研究

作者: 2016年11月03日 來(lái)源: 瀏覽量:
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[摘要]為確保火電廠脫硫系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,本文分析了導(dǎo)致廠用電升高的原因,提出了吸收塔漿液循環(huán)泵運(yùn)行方式(臺(tái)數(shù))由“三二”改為“二一”的創(chuàng)新運(yùn)行節(jié)能調(diào)整模式。實(shí)踐證明,在“零&rd

[摘要]為確保火電廠脫硫系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,本文分析了導(dǎo)致廠用電升高的原因,提出了吸收塔漿液循環(huán)泵運(yùn)行方式(臺(tái)數(shù))由“三二”改為“二一”的創(chuàng)新運(yùn)行節(jié)能調(diào)整模式。實(shí)踐證明,在“零”投入的前提下,實(shí)施了設(shè)備運(yùn)行方式的優(yōu)化與節(jié)能,將脫硫吸收塔系統(tǒng)廠用電降低31%,解決了脫硫廠用電偏高的問(wèn)題,為脫硫系統(tǒng)運(yùn)行的節(jié)能提供借鑒。

[關(guān)鍵詞]脫硫系統(tǒng);一二級(jí)吸收塔;運(yùn)行調(diào)整;節(jié)能探索

1萊城電廠脫硫系統(tǒng)整體概述

萊城電廠四臺(tái)300MW機(jī)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(shè)計(jì)(圖1脫硫系統(tǒng)工藝流程)。自投運(yùn)以來(lái),脫硫設(shè)施投運(yùn)率超過(guò)99.0%、脫硫效率保持在95%左右。運(yùn)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(yùn)行穩(wěn)定。#3脫硫系統(tǒng)(以#3脫硫?yàn)槔?一級(jí)吸收塔的脫硫系統(tǒng)設(shè)置了四臺(tái)6KV循環(huán)漿液泵(功率分別為:550/560/560/630kw,三臺(tái)6KV氧化風(fēng)機(jī)(功率分別為:400kw)。2014年為適應(yīng)環(huán)保達(dá)標(biāo)排放要求,我廠將四臺(tái)機(jī)組擴(kuò)建了二級(jí)吸收塔,新增6KV漿液循環(huán)泵三臺(tái)(功率分別為:355/400/400kw)、兩臺(tái)6KV氧化風(fēng)機(jī)(功率分別為:355kw)。投運(yùn)后,機(jī)組廠用電率居高不下。分析出了原來(lái)采用的漿液循環(huán)泵的“三二”運(yùn)行模式,只是采用增加漿液循環(huán)泵的數(shù)量來(lái)增加漿液循環(huán)量,其實(shí)質(zhì)是增大或減小液氣比(L/G),當(dāng)液氣比超過(guò)一定值后,增加漿液循環(huán)量,只能促進(jìn)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(guò)高的漿液循環(huán)量將直接導(dǎo)致運(yùn)行費(fèi)用增加。

因此,本文在確保安全及環(huán)保參數(shù)達(dá)標(biāo)排放的前提下,從運(yùn)行調(diào)整角度分析了影響常用電量的因素,將機(jī)組負(fù)荷劃分為兩段,根據(jù)機(jī)組負(fù)荷、二氧化硫濃度、各段的煙氣處理量調(diào)整了兩級(jí)吸收塔七臺(tái)漿液循環(huán)泵的運(yùn)行方式,由“三二”改為“二一”的創(chuàng)新調(diào)整模式及相關(guān)優(yōu)化方案,將脫硫吸收塔系統(tǒng)常用電量降低31%,解決了脫硫系統(tǒng)廠用電率長(zhǎng)期偏高的問(wèn)題,每年節(jié)能效益在68.5萬(wàn)元以上。

2新增二級(jí)吸收塔及設(shè)備規(guī)范

二級(jí)吸收塔與原一級(jí)吸收塔均為空塔結(jié)構(gòu),為鋼結(jié)構(gòu)圓筒體,內(nèi)襯玻璃鱗片。一級(jí)吸收塔正常液位為12.2米,新建二級(jí)吸收塔正常液位控制在9.0米左右。正常運(yùn)行時(shí),石膏漿液強(qiáng)制循環(huán)泵的間斷運(yùn)行,一二級(jí)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(nèi)。

二級(jí)吸收塔采用噴淋塔,漿液循環(huán)泵將吸收塔漿池內(nèi)的吸收劑漿液循環(huán)送至噴嘴,對(duì)煙氣進(jìn)行洗滌凈化并吸收煙氣中的SO2。漿液循環(huán)泵按照單元制設(shè)置(每臺(tái)循環(huán)泵對(duì)應(yīng)一層噴淋層),二級(jí)吸收塔設(shè)三層噴淋層,不設(shè)備用泵。二級(jí)吸收塔漿液循環(huán)泵與電機(jī)采用直聯(lián)傳動(dòng)方式。循環(huán)泵及進(jìn)口閥門(mén)能夠在控制室進(jìn)行自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉。循環(huán)泵為離心泵,按40000ppm的氯離子濃度進(jìn)行選材。泵殼、葉輪、前后護(hù)板材料為A49(或Cr30A)。漿液循環(huán)泵配有油位指示器、機(jī)械密封、聯(lián)軸器罩和泄漏液收集設(shè)備等其他附件。漿液循環(huán)泵機(jī)械密封采用SiC,并適應(yīng)沖洗水0.2~0.4MPa的要求。漿液循環(huán)泵采用全金屬泵(圖2雙塔系統(tǒng)DCS控制畫(huà)面)。新增1臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)作為備用,單臺(tái)流量6306m3/h,壓升137kPa(表1設(shè)備技術(shù)規(guī)范)。由于氧化空氣量的增加,需要對(duì)原有的氧化空氣管道進(jìn)行更換。氧化風(fēng)機(jī)及其附屬設(shè)備能由DCS實(shí)現(xiàn)順序控制。

3兩級(jí)吸收塔設(shè)備最佳運(yùn)行方式的探索試驗(yàn)

#3脫硫一級(jí)吸收塔系統(tǒng)配備3ⅠA、3ⅠB、3ⅠC、3ⅠD四臺(tái)漿液循環(huán)泵、3ⅠA、3ⅠB、3ⅠC氧化風(fēng)機(jī);二級(jí)吸收塔系統(tǒng)配備3ⅡA、3ⅡB、3ⅡC三臺(tái)漿液循環(huán)泵、3ⅡA、3ⅡB氧化風(fēng)機(jī)。為探索脫硫吸收塔系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行方式,先進(jìn)行了漿液循環(huán)泵運(yùn)行方式的試驗(yàn)探索(表2工況一、表3工況二)。試驗(yàn)選取機(jī)組負(fù)荷相同、原煙氣濃度接近的時(shí)間段,確保試驗(yàn)結(jié)果偏差在最小范圍。

工況一的吸收塔設(shè)備運(yùn)行方式:一級(jí)吸收塔3ⅠA、3ⅠC、3ⅠD三臺(tái)漿液循環(huán)泵,二級(jí)吸收塔3ⅡA、3ⅡC兩臺(tái)漿液循環(huán)泵運(yùn)行。

工況二的吸收塔設(shè)備運(yùn)行方式:一級(jí)吸收塔3ⅠC、3ⅠD兩臺(tái)漿液循環(huán)泵,二級(jí)吸收塔3ⅡC一臺(tái)漿液循環(huán)泵運(yùn)行。

2015年5月20日19:00開(kāi)始,#3機(jī)組負(fù)荷268MW,機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定,脫硫系統(tǒng)參數(shù)無(wú)異常,進(jìn)行了相同機(jī)組負(fù)荷下的兩種工況試驗(yàn),運(yùn)行參數(shù)統(tǒng)計(jì)表如下:

試驗(yàn)結(jié)論:由試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出,在機(jī)組負(fù)荷及PH值運(yùn)行穩(wěn)定的情況下,通過(guò)運(yùn)行操作手段,進(jìn)行節(jié)能調(diào)節(jié),停止兩臺(tái)漿液循環(huán)泵,運(yùn)行參數(shù)仍能達(dá)標(biāo)排放(當(dāng)?shù)囟趸蚺欧艠?biāo)準(zhǔn)為低于200mg/Nm3),環(huán)保指標(biāo)控制相對(duì)安全;因此,在確保設(shè)備安全運(yùn)行及環(huán)保參數(shù)達(dá)標(biāo)排放的前提下,采用改變?cè)O(shè)備運(yùn)行方式的調(diào)節(jié)手段達(dá)到節(jié)能目的是完全可以實(shí)現(xiàn)的(圖3試驗(yàn)過(guò)程中的DCS畫(huà)面及設(shè)備運(yùn)行方式)。

4兩級(jí)吸收塔6KV設(shè)備運(yùn)行方式的優(yōu)化及節(jié)能分析

4.1兩級(jí)吸收塔6KV設(shè)備運(yùn)行方式的優(yōu)化

在試驗(yàn)結(jié)果的支持下,通過(guò)半年的統(tǒng)計(jì)總結(jié),將機(jī)組負(fù)荷分為三段,規(guī)定了脫硫系統(tǒng)在各負(fù)荷段漿液循環(huán)泵、氧化風(fēng)機(jī)的節(jié)能調(diào)節(jié)方式,通過(guò)一段時(shí)間的實(shí)施,環(huán)保參數(shù)正常,節(jié)能效果顯著。有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),我廠機(jī)組負(fù)荷有3/4的時(shí)間機(jī)組負(fù)荷運(yùn)行在250MW以下,因此,根據(jù)我廠機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷的實(shí)際運(yùn)行情況,脫硫吸收塔系統(tǒng)漿液循環(huán)泵及氧化風(fēng)機(jī)的運(yùn)行方式規(guī)定如下:

(1)漿液循環(huán)泵的“三二”方式,改為“二一”。當(dāng)負(fù)荷250MW以下時(shí),一級(jí)吸收塔應(yīng)保持兩臺(tái)循環(huán)漿液泵全出力運(yùn)行,二級(jí)吸收塔應(yīng)保持一臺(tái)循環(huán)漿液泵運(yùn)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?xún)?nèi),當(dāng)石膏密度大于1093kg/m3時(shí),應(yīng)進(jìn)行脫水。

(2)氧化風(fēng)機(jī)的運(yùn)行方式可“二變一”。當(dāng)負(fù)荷200MW以下時(shí),氧化風(fēng)機(jī)可又原來(lái)的“兩運(yùn)一備”改為單臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)運(yùn)行。脫硫系統(tǒng)投入初期,氧化風(fēng)機(jī)可以不投入運(yùn)行。

(3)石膏一、二級(jí)脫水系統(tǒng),當(dāng)石膏密度在1084kg/m3以下時(shí),應(yīng)及時(shí)停止脫水系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備(真空泵、濾液泵、廢水泵、溢流泵、真空皮帶脫水機(jī)、濾布沖洗水泵、石膏輸送機(jī))運(yùn)行。

(4)脫硫現(xiàn)場(chǎng)照明停、送要及時(shí),根據(jù)季節(jié)變化調(diào)整室外照明停送時(shí)間。

4.2優(yōu)化運(yùn)行方式后的節(jié)能分析

4.2.1節(jié)能分析及對(duì)比

為驗(yàn)證吸收塔系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行后的節(jié)能情況,我們對(duì)吸收塔系統(tǒng)設(shè)備優(yōu)化運(yùn)行后的節(jié)能情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)對(duì)比(圖4運(yùn)行方式改變后節(jié)能對(duì)比)。期間,分別篩選了2015年及2016年機(jī)組負(fù)荷相近、原煙氣濃度相近1-3月份進(jìn)行對(duì)比,通過(guò)所屬6KV設(shè)備開(kāi)關(guān)室漿液循環(huán)泵及氧化風(fēng)機(jī)的關(guān)口電量統(tǒng)計(jì)(表4電量統(tǒng)計(jì)表),如下表所示:

節(jié)能計(jì)算(以2月份為例):

每臺(tái)機(jī)組每月吸收塔系統(tǒng)節(jié)約電量:136523—94583=41940(kwh);

折算為成本價(jià):41940×0.34=14260(元);

四臺(tái)機(jī)組每年節(jié)約成本:14260×4×12=68.5(萬(wàn)元)。

4.2.2運(yùn)行操作的注意事項(xiàng)

實(shí)現(xiàn)節(jié)能調(diào)節(jié)過(guò)程中,切換備用漿液循環(huán)泵、氧化風(fēng)機(jī)的頻率增加,能夠做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷、處理問(wèn)題,做到了各臺(tái)漿液循環(huán)泵、氧化風(fēng)機(jī)之間的相互備用;但是,在機(jī)組負(fù)荷變化時(shí),增加了運(yùn)行操作工作量。

5結(jié)論

通過(guò)實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析表明,在不投入成本的前提下,通過(guò)運(yùn)行調(diào)節(jié)方法實(shí)現(xiàn)節(jié)能31%的操作方法是可行的。同時(shí),總結(jié)出了一整套一、二級(jí)吸收塔之間設(shè)備協(xié)調(diào)運(yùn)行的調(diào)節(jié)經(jīng)驗(yàn),為兄弟單位運(yùn)行調(diào)整提供參考,為完成萊城電廠全年節(jié)能及環(huán)保達(dá)標(biāo)排放任務(wù)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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