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    超凈排放1000MW機(jī)組脫硫系統(tǒng)廠用電運(yùn)行分析及應(yīng)對(duì)策略

    2021-12-24 11:08:26楊朋雨
    中國(guó)金屬通報(bào) 2021年19期
    關(guān)鍵詞:耗電量廠用電球磨機(jī)

    江 賀,楊朋雨

    (蘇州吳中綜合能源有限公司,江蘇 蘇州 215124)

    1 脫硫系統(tǒng)廠用電完成情況

    2018年某2×1000MW電廠累計(jì)完成發(fā)電量1028173.8萬(wàn)千瓦時(shí),其中綜合廠用電量46760.4萬(wàn)千瓦時(shí),全廠綜合廠用電率4.548%,全廠兩臺(tái)機(jī)組脫硫系統(tǒng)累計(jì)廠用電量9906.692萬(wàn)千瓦時(shí),全廠脫硫系統(tǒng)綜合廠用電率0.9635%,占全廠綜合廠用電率的21.2%,超過(guò)全廠綜合廠用電率的五分之一。

    2 脫硫各個(gè)輔機(jī)耗電量分析

    根據(jù)脫硫系統(tǒng)主要輔機(jī)運(yùn)行情況,對(duì)脫硫系統(tǒng)所有10kV輔機(jī)和各個(gè)380V脫硫段耗電量進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如表1。

    表1 脫硫輔機(jī)耗電情況

    根據(jù)上表對(duì)脫硫系統(tǒng)主要輔機(jī)耗電量進(jìn)行分析如下。

    根據(jù)全年兩臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行情況,1號(hào)機(jī)運(yùn)行317天,共7608h,2號(hào)機(jī)運(yùn)行天數(shù)275天,共6600h,根據(jù)脫硫吸收塔6臺(tái)漿液循環(huán)泵布置,A、B、C為前塔3臺(tái)漿液循環(huán)泵,D、E、F為后塔三臺(tái)漿液循環(huán)泵,其中A-D、E、F漿液循環(huán)泵對(duì)應(yīng)的功率為1000、1250、1120kW,各個(gè)泵對(duì)應(yīng)的額定電流為67.6、84.4、75.7A,前塔三臺(tái)泵及后塔D泵均為小泵,后塔E泵為最大出力泵,F(xiàn)泵出力介于小泵和最大出力泵之間,根據(jù)各個(gè)泵的實(shí)際運(yùn)行電流,估算各個(gè)漿液循泵的運(yùn)行時(shí)間如下:1A漿液循環(huán)泵年運(yùn)行7248h,1B漿液循環(huán)泵年運(yùn)行3673h,1C漿液循環(huán)泵年運(yùn)行7007h,1D漿液循環(huán)泵年運(yùn)行4922h,1E漿液循環(huán)泵年運(yùn)行5249h,1F漿液循環(huán)泵年運(yùn)行4463h。根據(jù)1號(hào)脫硫吸收塔各個(gè)漿液循環(huán)運(yùn)行小時(shí)可以分析,1號(hào)脫硫吸收前塔1A、1C泵基本全年長(zhǎng)時(shí)間保持連續(xù)運(yùn)行,后塔三臺(tái)漿液循環(huán)泵運(yùn)行時(shí)間差不多,其中1E泵作為最大出力泵,運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)。1B泵作為前塔中間泵,全年運(yùn)行小時(shí)最短。同理,分析2號(hào)脫硫吸收塔漿液循環(huán)泵年運(yùn)行小時(shí)如下:2A漿液循環(huán)泵年運(yùn)行6307h,2B漿液循環(huán)泵年運(yùn)行3389h,2C漿液循環(huán)泵年運(yùn)行7017h,2D漿液循環(huán)泵年運(yùn)行4208h,2E漿液循環(huán)泵年運(yùn)行4800h,2F漿液循環(huán)泵年運(yùn)行3500h。

    通過(guò)分析兩臺(tái)脫硫吸收塔共12臺(tái)漿液循環(huán)泵的年運(yùn)行時(shí)間,可以看出脫硫吸收塔前后塔的布置和基本運(yùn)行方式。機(jī)組低負(fù)荷低硫分基本采取前塔兩臺(tái)漿液循環(huán)泵,后塔1臺(tái)大泵或2臺(tái)漿液循環(huán)泵。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷和硫分升高后,后塔采用1臺(tái)大泵運(yùn)行方式和一臺(tái)小泵運(yùn)行方式,當(dāng)高負(fù)荷高硫分時(shí)采取前塔三臺(tái)泵,后塔兩臺(tái)泵運(yùn)行方式。前塔A、C泵、后塔E泵年運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng),應(yīng)優(yōu)先安排進(jìn)行定檢維護(hù)。

    2.1 制漿耗電量情況

    全廠脫硫吸收塔石灰石漿液由兩臺(tái)濕式球磨機(jī)制備,其耗電量如下:#1濕式球磨機(jī)耗電224萬(wàn)千瓦時(shí),#2濕式球磨機(jī)耗電256萬(wàn)千瓦時(shí)。全年脫硫系統(tǒng)共消耗石灰石133574.85噸,球磨機(jī)總耗電量504萬(wàn)千瓦時(shí),制漿電耗為37.8kWh/t。全年球磨機(jī)運(yùn)行共6639小時(shí),計(jì)算#1濕式球磨機(jī)下半年平均出力16.77t/h,#2濕式球磨機(jī)下半年平均出力21.22t/h,球磨機(jī)運(yùn)行出力偏小,未達(dá)到設(shè)計(jì)出力27t/h,濕式球磨機(jī)仍有較大節(jié)能優(yōu)化空間。

    2.2 其它設(shè)備電耗

    氧化風(fēng)機(jī)耗電情況:1A氧化風(fēng)機(jī)耗電303萬(wàn)千瓦時(shí),1B氧化風(fēng)機(jī)耗電302萬(wàn)千瓦時(shí),2A氧化風(fēng)機(jī)耗電245萬(wàn)千瓦時(shí),2B氧化風(fēng)機(jī)耗電321萬(wàn)千瓦時(shí)。根據(jù)四臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)耗電情況可知,1號(hào)爐兩臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)耗電量基本相同,2號(hào)爐2B氧化風(fēng)機(jī)總耗電率比2A氧化風(fēng)機(jī)高,根據(jù)機(jī)組運(yùn)行小時(shí)數(shù),2號(hào)機(jī)運(yùn)行小時(shí)是1號(hào)機(jī)組的86.75%,因此2號(hào)機(jī)氧化風(fēng)機(jī)耗電量也應(yīng)該是1號(hào)機(jī)氧化風(fēng)機(jī)的86.75%,實(shí)際計(jì)算2號(hào)機(jī)氧化風(fēng)機(jī)總耗電量為1號(hào)機(jī)氧化風(fēng)機(jī)總耗電量的93.54%,對(duì)比可知2號(hào)機(jī)氧化風(fēng)機(jī)耗電量偏高,應(yīng)分析原因進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整,減少2號(hào)機(jī)氧化風(fēng)機(jī)耗電量。

    真空皮帶機(jī)真空泵耗電情況如下:A真空泵耗電量744892千瓦時(shí),B真空泵耗電量682778千瓦時(shí)。根據(jù)真空泵運(yùn)行電流大約為18A左右,估算真空泵的年運(yùn)行時(shí)間為:A真空泵年運(yùn)行小時(shí)2389小時(shí),B真空泵年運(yùn)行小時(shí)為2190小時(shí)。全年兩臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行小時(shí)數(shù)為14208小時(shí),由于廢水箱容積較小無(wú)法滿(mǎn)足兩臺(tái)真空皮帶機(jī)運(yùn)行,脫硫系統(tǒng)基本保持單臺(tái)真空皮帶機(jī)運(yùn)行,估算真空皮帶機(jī)年運(yùn)行率為32%,即全年有三分之一的時(shí)間脫硫系統(tǒng)真空皮帶機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)。

    脫硫系統(tǒng)各個(gè)變壓器對(duì)應(yīng)380V段耗電量情況如下:1A脫硫變耗電454萬(wàn)千瓦時(shí),1B脫硫變耗電201萬(wàn)千瓦時(shí),2A脫硫變耗電416萬(wàn)千瓦時(shí),2B脫硫變耗電132萬(wàn)千瓦時(shí),01A脫硫公用變耗電85萬(wàn)千瓦時(shí),01B脫硫公用變耗電45萬(wàn)千瓦時(shí)。脫硫低壓PC段及脫硫公用段主要負(fù)荷為脫硫系統(tǒng)各個(gè)攪拌器、水泵等低壓設(shè)備,根據(jù)上圖可知,A段和B段耗電量偏差大,A段耗電量是B段的兩倍,可以判斷各個(gè)脫硫380V低壓段兩段負(fù)荷分配不均,存在安全隱患,需根據(jù)情況調(diào)整各段負(fù)荷,保證各段負(fù)荷合理分配。

    2.3 脫硫各個(gè)系統(tǒng)及設(shè)備耗電量情況分析

    脫硫各個(gè)系統(tǒng)及設(shè)備的耗電量占比如下:漿液循環(huán)泵占比68%,低壓設(shè)備占比14%,氧化風(fēng)機(jī)占比12%,球磨機(jī)占比5%,真空泵占比1%。脫硫系統(tǒng)最大耗電用戶(hù)為漿液循環(huán)泵,因此合理優(yōu)化漿液循環(huán)泵運(yùn)行臺(tái)數(shù),減少漿液循環(huán)泵耗電量是降低脫硫系統(tǒng)耗電的最主要手段。脫硫系統(tǒng)各個(gè)低壓水泵、攪拌器等設(shè)備也是耗電大戶(hù)。氧化風(fēng)機(jī)的耗電占比總耗電的12%,加強(qiáng)監(jiān)視氧化風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況,及時(shí)進(jìn)行氧化風(fēng)機(jī)濾網(wǎng)清理,減少氧化風(fēng)機(jī)耗電量,也是減少脫硫系統(tǒng)電耗的重要手段。

    3 全年脫硫系統(tǒng)運(yùn)行硫分分析

    脫硫系統(tǒng)的耗電率與鍋爐的入爐煤硫分密切相關(guān),脫硫吸收塔設(shè)計(jì)煤種入口脫硫吸收塔入口硫含量設(shè)計(jì)值為2386mg/Nm3,校核煤種吸收塔入口硫份設(shè)計(jì)值為3541mg/Nm3。統(tǒng)計(jì)1號(hào)爐全年吸收塔入口硫平均值為2247mg/Nm3,2號(hào)機(jī)脫硫吸收塔全年入口硫平均值為2190mg/Nm3,全年脫硫吸收塔入口硫份在設(shè)計(jì)值內(nèi),滿(mǎn)足吸收塔效率要求。

    根據(jù)全年機(jī)組每日負(fù)荷和每日脫硫耗電情況進(jìn)行對(duì)比分析如下:

    3.1 單機(jī)運(yùn)行期間機(jī)組單日發(fā)電量與脫硫耗電量情況

    隨著單日發(fā)電量的升高,脫硫系統(tǒng)單日耗電量并未明顯增大,主要原因?yàn)椴煌?fù)荷入爐煤硫份不同。全年單機(jī)運(yùn)行期間脫硫耗電量高的都與機(jī)組啟動(dòng)相關(guān),做好機(jī)組啟動(dòng)時(shí)脫硫系統(tǒng)節(jié)能時(shí)關(guān)鍵。統(tǒng)計(jì)單機(jī)運(yùn)行期間日均發(fā)電量為1797萬(wàn)千瓦時(shí),日平均負(fù)荷率74%,脫硫日均耗電量17萬(wàn)千瓦時(shí),脫硫廠用電率:0.973%。

    3.2 雙機(jī)運(yùn)行期間單日機(jī)組發(fā)電量與脫硫耗電量情況

    全年雙機(jī)運(yùn)行233天,日平均負(fù)荷率70.7%,平均日脫硫耗電量31萬(wàn)千瓦時(shí),脫硫平均廠用電率:0.918%。

    綜上分析,單機(jī)運(yùn)行期間機(jī)組負(fù)荷率高于雙機(jī)運(yùn)行,但單機(jī)運(yùn)行期間脫硫耗電率較單機(jī)運(yùn)行期間脫硫耗電率高,主要原因?yàn)閱螜C(jī)運(yùn)行期間停運(yùn)機(jī)組脫硫設(shè)備耗電量計(jì)入運(yùn)行機(jī)組脫硫耗電量,因此單機(jī)運(yùn)行期間盡快停運(yùn)設(shè)備,特別是機(jī)組啟停期間做好節(jié)能措施,盡量減少機(jī)組停運(yùn)后脫硫設(shè)備耗電量。

    4 脫硫系統(tǒng)運(yùn)行節(jié)能調(diào)整方向

    2018年全廠脫硫系統(tǒng)累計(jì)完成綜合廠用電率0.9635%,廠用電率偏高,脫硫系統(tǒng)存在很大的節(jié)能調(diào)整空間,主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行節(jié)能調(diào)整。

    (1)合理優(yōu)化漿液循環(huán)泵運(yùn)行臺(tái)數(shù),漿液循泵耗電占整個(gè)脫硫系統(tǒng)耗電的68%,耗電占比大。一是合理控制鍋爐入爐煤硫分,機(jī)組低負(fù)荷時(shí)多燃用高硫分煤種,高負(fù)荷燃用低硫分煤種,在盡可能的多燒高硫煤基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)低負(fù)荷時(shí)脫硫吸收塔入口硫份不低,在高負(fù)荷時(shí)吸收塔硫分小,機(jī)組盡可能保持四臺(tái)漿液循環(huán)泵運(yùn)行,盡量避免五臺(tái)及六臺(tái)漿液循環(huán)泵運(yùn)行工況。二是根據(jù)機(jī)組負(fù)荷和硫分變化情況,及時(shí)調(diào)整各個(gè)不同硫份磨煤機(jī)出力,保證脫硫吸收塔入口硫分波動(dòng)小。及時(shí)根據(jù)機(jī)組每日負(fù)荷曲線,提前調(diào)整機(jī)組PH控制,盡快的進(jìn)行漿液循環(huán)泵大泵和小泵之間的切換,合理的調(diào)整漿液循環(huán)泵運(yùn)行方式,節(jié)省漿液循環(huán)泵耗電量。

    (2)機(jī)組單機(jī)運(yùn)行期間占全年天數(shù)的三分之一單機(jī)運(yùn)行期間做好停運(yùn)機(jī)組的設(shè)備節(jié)能工作,特別是機(jī)組啟停期間。機(jī)組停爐吹掃后及時(shí)安排停運(yùn)漿液循環(huán)泵,機(jī)組鍋爐點(diǎn)火前盡量減少漿液循環(huán)泵運(yùn)行時(shí)間,盡可能減少機(jī)組啟停造成的脫硫系統(tǒng)耗電量增大。

    (3)加強(qiáng)設(shè)備維護(hù),確保脫硫系統(tǒng)各設(shè)備良好運(yùn)行。脫硫吸收塔漿液循環(huán)泵入口濾網(wǎng)經(jīng)常堵塞,導(dǎo)致運(yùn)行中電流虛高。濕式球磨機(jī)給料量出力明顯偏小,濕式球磨機(jī)電耗偏大。2號(hào)機(jī)氧化風(fēng)機(jī)年耗電量較1號(hào)機(jī)偏大,脫硫吸收塔各個(gè)攪拌器電流偏差較大等現(xiàn)象說(shuō)明需要加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)質(zhì)量,查找設(shè)備運(yùn)行電流偏高原因,確保設(shè)備經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

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