探究如何保障火力發(fā)電廠脫硫吸收氧化系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

摘要：伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)化發(fā)展，社會(huì)用電量大幅增加，這給火電廠運(yùn)營(yíng)帶來(lái)了沉重壓力。脫硫吸收氧化系統(tǒng)作為火電廠日常運(yùn)行中的重要工序，在保證運(yùn)營(yíng)中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用。本文以某火電廠#1機(jī)組為例，對(duì)其脫硫工藝中的吸收氧化系統(tǒng)的運(yùn)行方式實(shí)施優(yōu)化，使其運(yùn)行變得更加經(jīng)濟(jì)化，為此領(lǐng)域研究提供一些參考。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠;脫硫系統(tǒng);氧化風(fēng)機(jī);經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

1.設(shè)備概述

某電廠的660MW#1機(jī)組所配套的煙氣脫硫系統(tǒng)，選用的脫硫工藝方法為石灰石-石膏濕法，各臺(tái)爐均配有1臺(tái)脫硫塔。各套脫硫裝置能夠?qū)﹀仩t100%的煙氣量（BMCR工況下）進(jìn)行處理，而在脫硫效率上超過(guò)96.3%，另外，排放濃度<200mg/Nm3。針對(duì)煙氣系統(tǒng)而言，采取的是引增合一布置（增壓風(fēng)機(jī)與引風(fēng)機(jī)）;對(duì)于吸收氧化系統(tǒng)來(lái)講，由噴嘴設(shè)備、管道系統(tǒng)、漿液循環(huán)泵、管道系統(tǒng)及氧化風(fēng)機(jī)等構(gòu)成。

2.吸收氧化系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析

2.1漿液循環(huán)泵的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

為了能夠從理論上推導(dǎo)吸收塔內(nèi)液氣比參數(shù)與脫硫效率間所存在的數(shù)學(xué)關(guān)系，需圍繞吸收塔中的脫硫情況，給予如下假設(shè)：（1）假設(shè)充斥于吸收塔當(dāng)中的氣流正處在紊流狀態(tài)，于氣流的擾動(dòng)與紊流作用下，SO2能夠在吸收塔中的任何一個(gè)截面上擴(kuò)散，且呈現(xiàn)均勻分布狀態(tài);（2）除了邊界層外，吸收塔當(dāng)中的氣流流速被認(rèn)定是均勻的;（3）假設(shè)SO2進(jìn)入到脫硫吸收塔中后，便能夠被完全吸收。

基于上述假設(shè)，通過(guò)推導(dǎo)計(jì)算吸收塔當(dāng)中的SO2及漿液反應(yīng)，能夠?qū)⒚摿蛐逝c脫硫液氣比間的數(shù)學(xué)關(guān)系式得出：

在此公式當(dāng)中，L所表示的是噴淋量（吸收塔內(nèi)循環(huán)漿液）;G代表的是處理煙氣流量;（3）L/G代表的是液氣比，吸收1m3的煙氣所需要的循環(huán)漿液體積流量。而借助試驗(yàn)，回歸分析#1機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，能夠#1機(jī)組脫硫效率與液氣比之間的關(guān)系式，進(jìn)而便可對(duì)#1號(hào)機(jī)組的脫硫效率與液氣比之間的關(guān)系曲線進(jìn)行繪制，得出伴隨煙氣流量的持續(xù)下降，液氣比隨之增加，與此同時(shí)，脫硫效率同樣會(huì)隨之升高，且在具體的升高速率上，會(huì)伴隨液氣比的增加而隨之下降。

需要指出的是，如果機(jī)組負(fù)荷出現(xiàn)改變，此時(shí)，漿液循環(huán)泵在具體的運(yùn)行數(shù)量上，同樣需進(jìn)行恰當(dāng)?shù)恼{(diào)整，這樣不僅能夠較好的滿足高效脫硫的基本要求，而且還能達(dá)到節(jié)省系統(tǒng)運(yùn)行能耗的目的。如果機(jī)組保持在一種高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，那么需要全開(kāi)，或是將較多數(shù)量的漿液循環(huán)泵開(kāi)啟，以此滿足高效脫硫的相關(guān)要求。如果機(jī)組長(zhǎng)期處在一種低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，那么需要結(jié)合實(shí)況，將1臺(tái)或多臺(tái)漿液循環(huán)泵關(guān)閉，以此滿足高效脫硫要求，并且促進(jìn)設(shè)備能耗的有效降低。某電廠#1機(jī)組漿液循環(huán)泵的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方案是：如果機(jī)組負(fù)荷≤55%，那么可選擇雙泵運(yùn)行，如果機(jī)組負(fù)荷≥55%，但≤90%，即可選擇三泵運(yùn)行;如果機(jī)組負(fù)荷≥90%，可選擇四泵運(yùn)行。上述優(yōu)化運(yùn)行方案都能夠保障脫硫效率超過(guò)95%。

2.2氧化風(fēng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

在脫硫系統(tǒng)當(dāng)中，氧化風(fēng)機(jī)的主要作用即為將適量氧化空氣，向氧化漿液池內(nèi)（吸收塔底部）鼓入，于氧化氣氛支撐下，漿液池當(dāng)中的亞硫酸鹽會(huì)發(fā)生反應(yīng)，從而會(huì)生成大量的硫酸鹽，然后經(jīng)各項(xiàng)后處理后（如結(jié)晶、脫水等），提取硫酸鹽。為了消除對(duì)脫硫效果所產(chǎn)生的各種不利影響，應(yīng)合理化控制鼓入氧化風(fēng)機(jī)中的空氣量。在圍繞氧化風(fēng)機(jī)實(shí)施節(jié)能降耗時(shí)，需對(duì)各機(jī)組運(yùn)行工況下所需氧化空氣的流量加以明確。

其一，在煤粉鍋爐燃燒時(shí)，如果空氣過(guò)量，那么會(huì)導(dǎo)致煙氣中含有氧;其二，在煙風(fēng)系統(tǒng)當(dāng)中，如果各部分存在漏風(fēng)情況，那么也會(huì)使煙氣當(dāng)中的氧量增加。這便會(huì)造成石灰石漿液逆流噴淋時(shí)，盡管石灰石漿液與煙氣之間有著比較短的接觸時(shí)間，但其中的部分仍會(huì)生成亞硫酸鹽，并通過(guò)接觸氧氣（煙氣中），而最終被氧化。針對(duì)亞硫酸鹽來(lái)講，當(dāng)其被氧化時(shí)，便會(huì)在氧化漿液池中生成大量的硫酸鹽，此時(shí)，石灰石漿噴淋區(qū)反應(yīng)所生成的亞硫酸鹽（沒(méi)有被煙氣氧化），便會(huì)與氧化空氣（經(jīng)氧化風(fēng)機(jī)輸送），最終氧化成硫酸鹽。在對(duì)氧化風(fēng)機(jī)鼓入空氣量進(jìn)行實(shí)際計(jì)算時(shí)，需要圍繞這兩部分展開(kāi)綜合分析。基于上述所給條件，推導(dǎo)SO2與石灰石化學(xué)反應(yīng)式，從中便能夠得到數(shù)學(xué)關(guān)系式（所需氧化風(fēng)量與煙氣流量間）：

在此公式當(dāng)中，CSO2代表的是原煙氣SO2的濃度;G代表的是處理煙氣流量;代表的是噴淋區(qū)氧化率;表示的是氧化漿池內(nèi)亞硫酸鹽的氧化效率。

一般來(lái)講，如果煙氣當(dāng)中的氧含量>6%，此時(shí)，吸收塔噴淋區(qū)中的亞硫酸鹽氧化率區(qū)間是50～60%，通常將噴淋區(qū)亞硫酸鹽相對(duì)應(yīng)的氧化率設(shè)定為55%，也就是落入氧化漿液池待氧化風(fēng)機(jī)鼓入的空氣氧化亞硫酸鹽硫在整個(gè)硫量中的占比為40～50%。需要指出的是，鼓入到氧化漿池當(dāng)中的氧氣并不是全部均參與到氧化反應(yīng)當(dāng)中，一般設(shè)定氧化漿池內(nèi)亞硫酸鹽的氧化效率為27.5%。#1機(jī)組氧化風(fēng)機(jī)需輸送到吸收塔底部漿液池中的氧化空氣數(shù)量依據(jù)上述公式來(lái)計(jì)算，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)實(shí)運(yùn)行時(shí)，氧化風(fēng)機(jī)相對(duì)應(yīng)的能耗與機(jī)組負(fù)荷之間，呈現(xiàn)出近似成線性變化關(guān)系。如果機(jī)組運(yùn)行呈低負(fù)荷狀態(tài)，那么因有著較小的煙氣流量，氧氣當(dāng)中會(huì)含較少的SO2，此時(shí)，1臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)便能夠較好的滿足鼓入氧化空氣量方面的需要，所以，可僅運(yùn)行1臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)，而另外一臺(tái)風(fēng)機(jī)則可進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)運(yùn)行，以此達(dá)到節(jié)省能耗的目的。

綜上，通過(guò)本次分析得知，漿液循環(huán)泵在具體的運(yùn)行數(shù)量上，需要依據(jù)負(fù)荷的變化來(lái)進(jìn)行調(diào)整。如果機(jī)組負(fù)荷≤55%，那么可雙泵運(yùn)行，負(fù)荷≥55%，但≤90%，可選三泵;若≥90%，可選四泵，這樣能夠使脫硫效率超過(guò)95%。氧化風(fēng)機(jī)的運(yùn)行需要對(duì)應(yīng)于氧化漿池內(nèi)氧化亞硫酸鹽所需空氣量，若機(jī)組負(fù)荷處于高負(fù)荷運(yùn)行，可選1臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)工頻供氧，而另外一臺(tái)風(fēng)機(jī)則可變頻調(diào)節(jié)運(yùn)行，以此促進(jìn)能耗的降低。

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作者簡(jiǎn)介：

盧冬冬（1994.05-），性別：男，民族：漢族，籍貫：浙江省臺(tái)州市，當(dāng)前職務(wù)：點(diǎn)檢，當(dāng)前職稱：助理工程師，學(xué)歷：大學(xué)本科，研究方向：火力發(fā)電廠脫硫廢水處理系統(tǒng)應(yīng)用分析。