王灘電廠脫硫系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行初探

聶鵬飛

(河北大唐國際王灘發(fā)電有限責(zé)任公司,河北唐山 063611)

王灘電廠脫硫系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行初探

Economic operation of FGD system inWangtan Power Plant

聶鵬飛

(河北大唐國際王灘發(fā)電有限責(zé)任公司,河北唐山 063611)

介紹了王灘電廠2×600MW機(jī)組石灰石—石膏濕法脫硫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn),提出了降低電耗、水耗、石灰石耗量的具體措施。王灘電廠脫硫裝置已投運(yùn)三年多,其運(yùn)行實(shí)踐表明,通過采取上述措施,在額定工況下可保證脫硫效率達(dá)95%,且脫硫系統(tǒng)多項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)均優(yōu)于設(shè)計(jì)值。

濕法煙氣脫硫;吸收塔;脫硫效率;王灘電廠

0 引言

目前,石灰石—石膏濕法脫硫工藝在燃煤電廠煙氣脫硫中應(yīng)用廣泛,具有技術(shù)成熟、運(yùn)行可靠、脫硫效率高、煤種適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),采用的脫硫劑石灰石價(jià)格低廉。但是,石灰石—石膏濕法FGD系統(tǒng)龐大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,系統(tǒng)電耗、水耗、石灰石耗量巨大,運(yùn)行成本較高。王灘電廠1、2號(hào)600MW燃煤機(jī)組配套安裝石灰石—石膏濕法脫硫裝置,自脫硫投產(chǎn)之初,電廠就把如何提高濕法脫硫經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平擺在很重要的位置。本文對(duì)河北大唐國際王灘電廠石灰石—石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)(噴淋塔)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一些經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析總結(jié),提出了降低電耗、水耗具體措施。

1 系統(tǒng)概況

王灘電廠1、2號(hào)機(jī)組為600MW燃煤發(fā)電機(jī)組,各配備1套石灰石—石膏濕法煙氣脫硫裝置,無GGH及球磨機(jī)系統(tǒng),外購石灰粉。脫硫系統(tǒng)中工藝水系統(tǒng)、石灰石制漿系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、事故漿液罐、壓縮空氣系統(tǒng)為公用系統(tǒng)。2套脫硫裝置于2006年6月投入運(yùn)行,其主要參數(shù)見表1(本文煙氣量均為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)值)。

表1 王灘電廠脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)

2 降低系統(tǒng)電耗的措施

濕法脫硫系統(tǒng)耗電量一般要占電廠發(fā)電量的1%左右,控制耗電量是脫硫系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的首要措施。脫硫系統(tǒng)中能耗較高的設(shè)備主要有增壓風(fēng)機(jī)、漿液循環(huán)泵、氧化風(fēng)機(jī)、真空泵、石膏排出泵等,節(jié)能首先應(yīng)考慮這些設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

2.1 耗能較大設(shè)備節(jié)能改造

(1)脫硫系統(tǒng)原石膏排出泵,額定功率為250 kW,揚(yáng)程為60m,電機(jī)電壓6 kV。經(jīng)過一年多的運(yùn)行,發(fā)現(xiàn)該泵選型存在問題,原石膏排出泵為連續(xù)運(yùn)行型,耗能較大,且出口壓力過高0.7MPA,遠(yuǎn)超過石膏旋流器的實(shí)際工作需要(0.1～0.3MPA)。經(jīng)過重新選型,額定功率降低到75 kW,揚(yáng)程降低為35m水柱。新型石膏排出泵投運(yùn)后,電流由原來的22A降至11A,并且實(shí)現(xiàn)了間斷運(yùn)行。一年下來節(jié)約電量1646093 kW·h,按0.38元/kW·h計(jì)算,每年可節(jié)電費(fèi)62.5萬元。目前,王淮電廠脫硫系統(tǒng)2臺(tái)石膏排出泵運(yùn)行穩(wěn)定,滿足石膏旋流器使用要求,既減輕了對(duì)管道、閥門、石膏漩流器的磨損,又實(shí)現(xiàn)了石膏排出泵的間斷運(yùn)行,節(jié)約了電能。

(2)在日常檢修中發(fā)現(xiàn),相同工況下2號(hào)氧化風(fēng)機(jī)的二級(jí)風(fēng)機(jī)電流比1號(hào)氧化風(fēng)機(jī)的要大許多。經(jīng)過幾個(gè)月的研究發(fā)現(xiàn),氧化風(fēng)機(jī)二級(jí)風(fēng)機(jī)電流與一級(jí)風(fēng)機(jī)入口濾網(wǎng)通氣性的好壞有很大關(guān)系。通過對(duì)濾網(wǎng)進(jìn)行改進(jìn)和提高濾網(wǎng)的清洗頻率等方式來增強(qiáng)一級(jí)氧化風(fēng)機(jī)入口濾網(wǎng)的通氣性,使2號(hào)氧化風(fēng)機(jī)二級(jí)風(fēng)機(jī)電流由原來的50A降至30A。

2.2 運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化調(diào)整

脫硫系統(tǒng)漿液循環(huán)泵電機(jī)功率分別為800、900、1000 kW,氧化風(fēng)機(jī)電機(jī)功率均為560 kW。

脫硫系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)應(yīng)保持吸收塔內(nèi)漿液低液位及石膏漿液的低密度。氧化風(fēng)機(jī)出口壓力與吸收塔運(yùn)行液位、石膏漿液密度成正比,漿液循環(huán)泵的運(yùn)行電流與石膏漿液密度也成正比。吸收塔液位在11m時(shí),氧化風(fēng)機(jī)出口壓力為140 kPA;吸收塔液位降至9.5m時(shí),氧化風(fēng)機(jī)出口壓力降為120 kPA。吸收塔漿液液位降低,則氧化風(fēng)機(jī)功率減少,電耗降低。在機(jī)組不同工況下,優(yōu)化漿液循環(huán)泵運(yùn)行數(shù)量和組合。表2為吸收塔2、3號(hào)漿液循環(huán)泵在不同密度下的運(yùn)行電流,表3為機(jī)組負(fù)荷在300MW時(shí)漿液循環(huán)泵不同組合運(yùn)行方式下脫硫效率。

從表3中結(jié)果可以看出,在上述運(yùn)行條件下,漿液循環(huán)泵組合運(yùn)行方式,其脫硫效率均能達(dá)到95%以上。但從經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的角度來說,1+2循環(huán)泵的電功率最小,相應(yīng)1+2漿液循環(huán)泵運(yùn)行時(shí)是其電耗最少的運(yùn)行方式。

表2 漿液循環(huán)泵運(yùn)行電流與漿液密度的關(guān)系

表3 漿液循環(huán)泵不同組合運(yùn)行方式下脫硫效率

王灘電廠1、2號(hào)機(jī)組配套脫硫系統(tǒng)采取脫硫增壓風(fēng)機(jī)與引風(fēng)機(jī)的串聯(lián)運(yùn)行方式,完善與優(yōu)化了3臺(tái)風(fēng)機(jī)并、串聯(lián)運(yùn)行的自動(dòng)控制策略,在機(jī)組不同負(fù)荷下增壓風(fēng)機(jī)與引風(fēng)機(jī)改變各自出力,合理分配2臺(tái)引風(fēng)機(jī)與脫硫增壓風(fēng)機(jī)在不同負(fù)荷下的出力,提高3臺(tái)風(fēng)機(jī)并、串聯(lián)的經(jīng)濟(jì)性和安全性,得出脫硫系統(tǒng)最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行點(diǎn)。

2.3 脫硫添加劑的應(yīng)用

2009年9月,王灘電廠在脫硫系統(tǒng)中進(jìn)行了脫硫添加劑效率試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明,添加劑效果顯著,每臺(tái)機(jī)組可以至少節(jié)約1臺(tái)漿液循環(huán)泵運(yùn)行。脫硫添加劑的作用主要表現(xiàn)在三個(gè)方面:一是提高SO2氣液傳質(zhì)速率,強(qiáng)化SO2的吸收。在氣液界面處添加劑能夠結(jié)合SO2溶解產(chǎn)生的大量H+離子,使H+離子從液膜傳遞到液相主體,漿液pH也不會(huì)因SO2的溶解而下降過快,氣相阻力減小,促進(jìn)SO2吸收;二是脫硫添加劑可以提高石灰石在液相中的溶解度,強(qiáng)化石灰石溶解。在固、液界面處,添加劑能提供有利于CaCO3溶解的酸性環(huán)境,減小液相阻力,促進(jìn)石灰石的溶解;三是添加劑中的活性成分可以提高石灰石的表面活性,增加石灰石的分散性,減少設(shè)備的結(jié)垢、堵塞。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,以王灘電廠為例,每臺(tái)機(jī)組脫硫系統(tǒng)添加劑耗量為80 kg/d,成本約為2500元,節(jié)約1臺(tái)漿液循環(huán)泵運(yùn)行,則可以節(jié)約用電費(fèi)用9000元。由此可見,脫硫添加劑的投用,一方面,可節(jié)省漿液循環(huán)泵運(yùn)行電量和石灰粉耗量,有較明顯的節(jié)能效果及經(jīng)濟(jì)效益;另一方面,提高了漿液循環(huán)系統(tǒng)設(shè)備備用系數(shù),降低了漿液循環(huán)泵停運(yùn)后對(duì)脫硫效率的負(fù)面影響;同時(shí),提高了脫硫系統(tǒng)對(duì)煤種硫分變化的適應(yīng)范圍。

物化不僅支配著工人的命運(yùn),也支配著整個(gè)社會(huì)。因?yàn)槿伺c人的社會(huì)關(guān)聯(lián)正是在實(shí)踐中才得以生成,當(dāng)感性的對(duì)象性活動(dòng)在商品化的生產(chǎn)過程遭遇阻隔,人的實(shí)踐活動(dòng)被時(shí)間的空間化所割裂開來,那么在物化的規(guī)制下進(jìn)行的勞動(dòng),則不再是屬人的了,就再也不能作為社會(huì)中維系人與人交往的紐帶。因此,在資本主義社會(huì)中的人,無論身處哪個(gè)階級(jí),他只是被打散了的孤立單子而已。一旦取消了勞動(dòng)所具有的社會(huì)聯(lián)結(jié)功能,物化就掌握了這個(gè)社會(huì)的命運(yùn)。

3 降低系統(tǒng)水耗的措施

石灰石—石膏濕法脫硫工藝水主要用作吸收塔補(bǔ)水、石灰粉制漿以及除霧器沖洗,管道沖洗、泵的軸封水、密封水等。由于脫硫系統(tǒng)的工藝水用水量大,設(shè)計(jì)時(shí)就要充分考慮系統(tǒng)的水平衡問題,盡量做到循環(huán)利用,減少耗水量:

(1)系統(tǒng)水量損失主要是由于凈煙氣帶走的水分過多,該部分水分會(huì)在煙道中凝結(jié)。在凈煙道底部布置疏水管道將這部分凝結(jié)水輸送到吸收塔地坑中。這樣既可以避免這部分積水對(duì)煙道的腐蝕,又可以補(bǔ)充吸收塔用水。

(2)把漿液循環(huán)泵機(jī)封沖洗水、石灰石漿液泵機(jī)封沖洗水等所有軸封水引入到吸收塔地坑或者石膏排放坑,以重復(fù)利用。

(3)確保真空皮帶脫水機(jī)性能良好,降低石膏中的含水量。當(dāng)發(fā)現(xiàn)石膏含水量偏大時(shí),及時(shí)對(duì)石膏脫水系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。

(4)將其他可用水引入脫硫系統(tǒng)。工業(yè)廢水處理水及氫站冷卻用水全部匯集進(jìn)入沖洗水泵房前池,主要作為廠區(qū)輸煤系統(tǒng)的沖洗用水。但就實(shí)際運(yùn)行來看,輸煤系統(tǒng)沖洗水可以循環(huán)使用,過程損耗量不大,從而有大量生產(chǎn)淡水及處理后的合格工業(yè)廢水用做灰?guī)旒訚駭嚢?或溢留進(jìn)入雨水系統(tǒng)而排放掉,造成較大的水資源浪費(fèi)。

4 降低石灰粉耗量的措施

以王灘電廠為例,1臺(tái)600MW機(jī)組配套石灰石—石膏濕法脫硫系統(tǒng)如正常運(yùn)行,燃煤硫分為1%,在保證SO2排放量達(dá)標(biāo)的前提下,1年的石灰粉耗量至少為5萬t以上。如燃煤硫分增加,石灰粉的耗量還會(huì)更大。因此,降低石灰粉耗量是保證脫硫系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要方面:

(1)影響石灰粉耗量的首要因素是燃煤硫分,在有條件的情況下,應(yīng)盡量選用低硫煤。

(2)石灰粉品質(zhì)是影響石灰粉耗量的主要因素,如石灰粉CaCO3含量每下降1%,1臺(tái)脫硫系統(tǒng)將增加石灰粉耗量1000 t/a。

(3)吸收塔內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)狀況也會(huì)影響石灰粉耗量。如吸收塔漿液內(nèi)CaCO3含量過高,說明吸收塔內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)不良,石灰石漿液出現(xiàn)過剩。

當(dāng)吸收塔內(nèi)漿液化學(xué)分析顯示CaCO3含量超標(biāo)時(shí),主要應(yīng)采取以下措施:首先,檢查吸收塔的pH計(jì)是否準(zhǔn)確。當(dāng)pH計(jì)顯示值比塔內(nèi)漿液實(shí)際pH值偏小時(shí),石灰石漿液供給量就會(huì)偏大,造成吸收塔內(nèi)漿液CaCO3含量過高,增大石灰粉耗量。因此,對(duì)吸收塔的pH計(jì)必須定期及時(shí)進(jìn)行校驗(yàn)。其次,盡量減少吸收塔漿液內(nèi)的雜質(zhì),這些雜質(zhì)中的氯離子等濃度偏高,會(huì)影響塔內(nèi)化學(xué)反應(yīng),使石灰石漿液利用率降低。再次,根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況合理設(shè)定漿液pH值。pH值過高,會(huì)使石灰石漿液消耗量大; pH值過低,會(huì)使脫硫效率偏低,造成酸腐蝕。保證充足的氧化風(fēng)量以及控制石灰石漿液粒徑在合適范圍內(nèi)會(huì)提高石灰石漿液的吸收率,減少吸收塔內(nèi)CaCO3含量過剩的情況發(fā)生。

5 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的效益

三年多的運(yùn)行實(shí)踐表明,王灘電廠濕法脫硫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行后經(jīng)濟(jì)效益顯著。在保證脫硫效率95%的前提下,機(jī)組額定工況時(shí)脫硫系統(tǒng)石灰粉耗量為21.8 t/h,系統(tǒng)耗水量為175 t/h,系統(tǒng)耗電量為11542(kw·h)/h,均優(yōu)于設(shè)計(jì)值。

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X701.3

B

1674-8069(2010)04-053-03

2010-04-30;

2010-07-06

聶鵬飛(1983-),男,河南新鄉(xiāng)人,助理工程師,主要從事火電廠脫硫系統(tǒng)技術(shù)監(jiān)督與設(shè)備維護(hù)工作。E-mail:daniao433@163.com

Abstract:The experiences of l im estone-gypsum wet flue gas desulfurization system econom ic operation in W angtan Power Plant 2×600MW units was introduced.Some specific measures to lower electricity consumption,water consumption and l imestone consumpt ion during system operation were put fo r ward.The FGD equipm ent in W angtan Power Plant had been running more than three years.The practice showed that the desulfurization efficiency of the system reached 95%under rated conditions and FGD running data of indicators were better than the design value.

Key words:FGD;absorber;desulfurization efficiency;W angtan Power Plant