某火电厂双塔双循环烟气脱硫系统优化运行研究.docx

某火电厂双塔双循环烟气脱硫系统优化运转研究摘要双塔双循环脱硫系统由于设备多、系统复杂而存在电耗物耗较高的问题。以某高硫煤火电厂双塔双循环脱硫系统作为研究对象从物耗、能耗角度出发研究了双塔双循环系统水平衡、石灰石供应系统、氧化空气系统、浆液循环泵组合运转等方面的优化使其显示出较好的经济性。为其他高硫煤机组深度降低脱硫厂用电率方面提供经验借鉴。关键词:双塔双循环脱硫系统;厂用电率;电耗;优化运转0引言2022年9月发改能源[2014]2093号文明确要求东部地区新建燃煤发电机组SO2排放值必须达到燃气轮机组排放限值。超低排放改造后在污染物达标及煤耗指标的双重压力下必须对现有环保设施进行升级改造。石灰石-石膏湿法脱硫工艺是我国燃煤机组主流脱硫技术针对燃用高硫煤机组的达标排放问题有学者研究表明在单塔基础上串联一个吸收塔采用双塔双循环工艺在大机组、高硫分的脱硫系统改造中具备明显优势。除此以外潘丹萍等分析得到双塔WFGD系统对细颗粒物和SO3酸雾脱除效率明显高于单塔系统。但双塔脱硫系统设备复杂厂用电率较单塔脱硫系统增加显著。针对双塔双循环脱硫技术设计及运转中存在的主要问题有学者从精细化优化调整角度实现双塔双循环脱硫系统节能降耗。本文对某电厂600MW机组双塔脱硫系统开展优化运转研究从物耗、能耗两大部分入手在脱硫系统水平衡、石灰石供应系统、氧化空气系统、浆液循环泵组合运转等方面进一步挖掘脱硫系统节水及节能潜能有效降低脱硫系统厂用电率为电厂经济高效运转和设备技改提供充分的理论依据。1研究方法1.1脱硫装置主要设计参数该电厂脱硫系统采用石灰石—石膏湿法脱硫原设计为单塔2022年由于煤源发生变化入口硫分增至3.0%因而在原吸收塔前串联一个预洗塔两塔均为喷淋空塔预洗塔设置3层喷淋层对应3台浆液循环泵分别为A、B、C泵电机功率分别为1400kW、710kW、630kW循环浆液量分别为13000m3/h、7300m3/h、7300m3/h。吸收塔设置4层喷淋层对应4台浆液循环泵分别为A、B、C、D泵功率均为1490kW循环浆液量均为8932m3/h。预洗塔和吸收塔各有一套石灰石制浆系统。预洗塔和吸收塔的氧化风机均为两运一备配置单台氧化风量分别为13200m3/h和9900m3/h。改造后脱硫系统烟气参数如表1所示。表1脱硫系统烟气设计参数1.2试验依据及仪器测试期间要求机组及环保设施正常运转。试验依据为《烟气脱硫设备性能测试方法》(GB/T22022-0508)、《石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置性能验收试验规范》(DL/T998-2007)、《烟气湿法脱硫用石灰石粉反应速率的测定》(DL/T943-2015)、《石膏化学分析方法》(GB/T2022-0512)、《石灰石化学分析方法》(GB/T2022-0598)。试验所用仪器为烟气分析仪(RosemountNGA2000)、烟气分析仪(Ultramat23)、微压计(Swe-maMan7)、超声波流量计(FLUXUSF601)、pH计(HM-30P)。2脱硫系统运转现状分析2.1脱硫系统水平衡通过对目前脱硫水系统进行水量核算和系统排查发现脱硫水系统主要存在问题有:(1)石膏脱水系统溢流浆液箱和滤液水箱没有实现分离两者混合后返回吸收塔长期运转会导致浆液品质下降;(2)系统整体比较复杂存在内漏和不经济利用的情况化验结果显示滤液水可满足制浆水质要求;(3)预洗塔地坑的溢流浆液部分进入石灰石制备系统会降低吸收塔石膏浆液的品质和石灰石供浆效率加剧石灰石供浆管路和泵体的磨损不利于脱硫系统的高效运转和稳定排放。2.2石灰石供应系统采集正常运转下两个工况下的浆液样品核算实际和理论的石灰石粉耗量(理论钙硫比按照1.03计算)进行对比分析。工况表如表2。采集A、B两厂家的石灰石粉进行分析结果如表3所示。工况1的钙硫比为1.35理论核算石灰石粉耗量为381.4t/d实际石灰石粉耗量为499.9t/d;工况2的钙硫比为1.26理论核算石灰石粉耗量为357.9t/d实际石灰石粉耗量为438.0t/d。目前石灰石粉耗量大主要原因有:(1)机组负荷波动大运转控制为了避免瞬时超标在机组负荷或SO2浓度升高后会间歇式加大石灰石供浆量造成石灰石粉浪费;(2)石灰石粉品质较差石灰石粉纯度、细度及活性均不达标会造成运转人员对石灰石供浆量判断偏差。表2试验工况表3电厂用石灰石粉分析2.3氧化空气系统在双塔双循环脱硫系统中根据系统特点设置风量不同的氧化风机根据一、二级吸收塔脱硫的SO2的量考虑氧化风机的投运情况进而控制氧硫比值。在不同运转工况下按照脱硫效率99.5%、氧硫比为3.33核算2+1氧化风机及1+1氧化风机组合方式的最大出力等调节实际运转工况下氧化风机出口流量结果见表4。表4氧化风机优化配置核算结果表明:(1)当