火電機(jī)組煙氣脫硫系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行

王軍

摘 要：由于環(huán)境受到人為的破壞，自然災(zāi)害頻發(fā)，人們的身體健康受到嚴(yán)重侵害，每個(gè)行業(yè)要想可持續(xù)發(fā)展下去，都必須節(jié)能環(huán)保、保護(hù)環(huán)境，電力行業(yè)也不例外?；痣娦袠I(yè)遵從節(jié)能環(huán)保的基礎(chǔ)措施是進(jìn)行火電機(jī)組煙氣脫硫系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化，使該系統(tǒng)運(yùn)行高效且節(jié)能環(huán)保，既保證了經(jīng)濟(jì)利益也保障了環(huán)境和社會(huì)效益，是一舉多得的關(guān)鍵方式。在此基礎(chǔ)上，本文對(duì)內(nèi)蒙古錦聯(lián)鋁材有限公司電機(jī)組煙氣脫硫系統(tǒng)能耗的總體特性和重要的工藝進(jìn)行了闡述，并提出了煙氣脫硫系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行的相關(guān)對(duì)策，旨在促進(jìn)火電行業(yè)的節(jié)能可持續(xù)發(fā)展，造福社會(huì)。

關(guān)鍵詞：火電機(jī)組;煙氣脫硫;節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行;優(yōu)化對(duì)策

當(dāng)今時(shí)代，伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，城市建設(shè)腳步有了很大的提升，這樣就促使環(huán)境污染問題非常顯著。電力行業(yè)是促使經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，所以要對(duì)煙氣脫硫系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化，從而才能促使火電機(jī)組有序的運(yùn)行，城市的快速發(fā)展。

1.FGD 系統(tǒng)主要能耗設(shè)備能耗特性

1.1 FGD 系統(tǒng)能耗總體特點(diǎn)

FGD 系統(tǒng)既是一個(gè)環(huán)保設(shè)備，同時(shí)又是一個(gè)耗能系統(tǒng)，一般而言，大型燃煤電廠 FGD 系統(tǒng)所消耗的電能可達(dá) 3～10 MW，約占火電機(jī)組總發(fā)電量的1%～2%。FGD 系統(tǒng)主要由煙氣子系統(tǒng)、SO2吸收子系統(tǒng)、石灰石漿液制備與供給子系統(tǒng)、石膏脫水子系統(tǒng)以及事故漿液子系統(tǒng)等組成，各子系統(tǒng)包括很多泵、風(fēng)機(jī)等耗能設(shè)備，且各耗能設(shè)備的能耗

特性差異很大。其中，漿液循環(huán)泵、增壓風(fēng)機(jī)、氧化風(fēng)機(jī)的能耗最大，其耗電量之和約占 FGD 系統(tǒng)總耗電量的 80%[10]。因此，本文以這三大耗能設(shè)備為研究重點(diǎn)，分析其能耗特性，并在此基礎(chǔ)上研究FGD 系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行方法。

1.2漿液循環(huán)泵能耗特性

漿液循環(huán)泵輸送的漿液主要是石灰石漿液，通過單級(jí)離心式水泵的全開和關(guān)閉操作，將漿液輸送到噴淋層。每個(gè)系統(tǒng)中會(huì)設(shè)置較多噴淋層，在額定滿負(fù)荷的基礎(chǔ)上，每一層噴淋層所對(duì)應(yīng)的漿液循環(huán)泵輸送的石灰石漿液與煙氣反應(yīng)，并脫除逆向而來煙氣中的二氧化硫。如果想火電機(jī)組循環(huán)泵吸收更多的漿液量，就必須增加運(yùn)行泵的臺(tái)數(shù)，而不是調(diào)節(jié)正在運(yùn)行的單臺(tái)泵的流量。

2.660 MW 機(jī)組 FGD 系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化

2.1 系統(tǒng)基本參數(shù)

本文針錦聯(lián)公司 660 MW 超臨界機(jī)組配的FGD系統(tǒng)開展定量的節(jié)能優(yōu)化研究。該機(jī)組配 2010 t/h燃煤鍋爐，同期建設(shè)一套濕式石灰石/石膏煙氣脫硫裝置。該 FGD 系統(tǒng)可在鍋爐負(fù)荷40%～100%BMCR工況之間安全連續(xù)運(yùn)行。當(dāng)燃用設(shè)計(jì)煤種（收到基碳、氫、氧、氮、硫、水分和灰分分別為：60.33%、3.62%、9.95%、0.69%、1%、14%和11%）時(shí)，100%。MCR工況下FGD入口濕煙氣量為3 311 960 m3 /h（標(biāo)態(tài)，6%O2），溫度114℃，系統(tǒng)總煙氣阻力3178Pa。SO2排放濃度2099 mg/m3（標(biāo)態(tài)，干基，6%O2），F(xiàn)GD出口SO2濃度不超過 105 mg/m3（標(biāo)態(tài)，干基，6%O2）。

2.2 風(fēng)機(jī)節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行方法

通常情況下，增壓風(fēng)機(jī)是使用動(dòng)（靜）葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)，用曲線來表示，包括：風(fēng)機(jī)全壓、體積流量以及葉片開度。不同的葉片開度的風(fēng)機(jī)性能曲線的形狀是不同的，其中效率曲線的形狀是不規(guī)則的封閉環(huán)狀，并且各個(gè)開度風(fēng)機(jī)的效率會(huì)隨著流量的增大，先增加后減少。

2.3節(jié)約水資源

脫硫反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生水蒸氣，因?yàn)樵O(shè)備老化等問題，會(huì)導(dǎo)致大量的水分被蒸發(fā)，水資源浪費(fèi)嚴(yán)重。節(jié)約水資源的主要措施是加裝煙氣換熱器、回收冷凝液、選用好的真空皮帶機(jī)以及回收利用冷卻水和沖洗水。節(jié)約水資源要從技術(shù)、設(shè)備和吸收塔內(nèi)循環(huán)利用多方面進(jìn)行，避免浪費(fèi)。

3.實(shí)際工況分析

為提升研究的實(shí)踐價(jià)值，錦聯(lián)公司電廠2×660MW機(jī)組煙氣脫硫系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化實(shí)例作為研究對(duì)象，該系統(tǒng)采用石灰石-石膏濕法就地強(qiáng)制氧化脫硫工藝，廠用電率為1.035%、脫硫效率不低于95%。

為降低機(jī)組煙氣脫硫系統(tǒng)能耗，該系統(tǒng)采用了優(yōu)化漿液循環(huán)泵運(yùn)行方式、增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行方式、吸收塔石膏漿液密度 與液位及pH值控制、真空皮帶脫水機(jī)運(yùn)行、制漿系統(tǒng)運(yùn)行等 具體節(jié)能優(yōu)化措施，以其中的漿液循環(huán)泵運(yùn)行方式優(yōu)化為例，由于功率分別為800kW、900kW、800kW（A/B/C）的三臺(tái) 漿液循環(huán)泵為每臺(tái)機(jī)組的吸收塔系統(tǒng)提供服務(wù)，電壓等級(jí)為 10kV，且采用三臺(tái)漿液循環(huán)泵全部運(yùn)行控制方式，但由于研 究對(duì)象火電廠的脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)裕量較大，這使得全部運(yùn)行三 臺(tái)漿液循環(huán)泵將導(dǎo)致大量的電能浪費(fèi)，因此火電廠開展了不 同漿液循環(huán)泵運(yùn)行組合試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，在機(jī)組滿負(fù)荷 情況下停運(yùn)一臺(tái)漿液循環(huán)泵，可在滿足脫硫需要的同時(shí)降低 0.12%～0.14% 的廠用電率，以停運(yùn) C 漿液循環(huán)泵為例，每臺(tái) 火電機(jī)組可由此實(shí)現(xiàn) 1218 087元/a 的電費(fèi)節(jié)約，由此可見漿 液循環(huán)泵運(yùn)行方式優(yōu)化的實(shí)踐價(jià)值。

4.結(jié)束語

火電機(jī)組煙氣脫硫系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行具備較高現(xiàn)實(shí)意義，在此基礎(chǔ)上，本文涉及的降低真空泵運(yùn)行電耗、降低煙氣系統(tǒng)阻力、加裝煙氣換熱器、優(yōu)化漿液循環(huán)泵運(yùn)行方式等 內(nèi)容，則提供了可行性較高的煙氣脫硫系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化路徑。為了進(jìn)一步提升節(jié)能優(yōu)化質(zhì)量，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的引入、脫流工藝改進(jìn)必須得到重視。

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