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  • 超低排放機(jī)組脫硫漿液循環(huán)泵運(yùn)行方式優(yōu)化

    2018-04-13 10:58:06 大云網(wǎng)  點(diǎn)擊量: 評(píng)論 (0)
    根據(jù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù),對(duì)某電廠600MW機(jī)組脫硫漿液循環(huán)泵運(yùn)行組合方式進(jìn)行了研究。在脫硫系統(tǒng)入口SO2濃度變化時(shí),分析了9種組合方

    根據(jù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù),對(duì)某電廠600MW機(jī)組脫硫漿液循環(huán)泵運(yùn)行組合方式進(jìn)行了研究。在脫硫系統(tǒng)入口SO2濃度變化時(shí),分析了9種組合方式下煙氣脫硫系統(tǒng)的脫硫效率及循環(huán)泵的運(yùn)行電流。結(jié)果表明,隨著脫硫入口SO2濃度升高,循環(huán)泵的運(yùn)行數(shù)量及電流增加,漿液循環(huán)泵運(yùn)行數(shù)量相同時(shí),組合方式不一樣,脫硫效率也不一樣。

    引言

    在石灰石-石膏濕法煙氣脫硫裝置中,漿液循環(huán)泵是核心設(shè)備,每臺(tái)循環(huán)泵與各自對(duì)應(yīng)的噴淋層連接,為吸收塔提供石灰石漿液,其運(yùn)行方式不僅直接影響系統(tǒng)的脫硫效率,也與系統(tǒng)的能耗密切相關(guān)。

    1某電廠脫硫系統(tǒng)概況

    根據(jù)《山西省人民政府辦公廳關(guān)于推進(jìn)全省燃煤發(fā)電機(jī)組超低排放的實(shí)施意見》(晉政辦發(fā)[2014]62號(hào)、《山西省現(xiàn)役燃煤發(fā)電機(jī)組超低排放改造提速3年推進(jìn)計(jì)劃》等要求,全省現(xiàn)役單機(jī)300 MW及以上燃煤發(fā)電機(jī)組2017年底前完成超低排放改造任務(wù)。在基準(zhǔn)氧含量6%條件下,SO2排放濃度低于35mg/m3。由于該電廠原有脫硫裝置無法滿足新的排放要求,因此進(jìn)行了超低排放改造。經(jīng)過改造后,每臺(tái)機(jī)組脫硫系統(tǒng)配置4臺(tái)流量為13500m3/h的漿液循環(huán)泵加1臺(tái)設(shè)計(jì)流量為6000m3/h的輔助漿液循環(huán)泵,吸收塔內(nèi)設(shè)置4層噴淋層加2層輔助噴淋層。各漿液循環(huán)泵的設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。

    表1漿液循環(huán)泵設(shè)計(jì)參數(shù)

    在煙氣脫硫系統(tǒng)FGD(flue gas desulfurization)入口SO2濃度處于不同范圍內(nèi)時(shí),分別調(diào)節(jié)循環(huán)泵的數(shù)量和組合方式,根據(jù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)記錄各漿液循環(huán)泵運(yùn)行電流以及脫硫系統(tǒng)進(jìn)出口SO2濃度。

    2脫硫效果分析

    2.1脫硫效率計(jì)算方式

    脫硫系統(tǒng)入口、出口SO2濃度均來自于在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),SO2質(zhì)量濃度均折算成基準(zhǔn)含氧量為6%下的濃度。脫硫效率η按式(1)計(jì)算。

    η=[(C1-C2)/C1]x 100%(1)

    ?

    式中:

    C1-脫硫入口SO2濃度;

    C2-脫硫出口SO2濃度。

    2.2脫硫效率分析

    脫硫系統(tǒng)漿液循環(huán)泵雙泵運(yùn)行時(shí),采取的組合方式有A+D,B+D,C+D3種運(yùn)行方式,原煙氣SO2濃度在500~1000 mg/m3之間變化,脫硫效率變化如圖1所示。圖1中虛線為排放限值35mg/m3(含氧量6%)時(shí)的換算脫硫效率曲線。

    圖1 2臺(tái)循環(huán)泵不同組合方式下的脫硫效率

    從圖1可以看到,隨著原煙氣SO2濃度升高,3種運(yùn)行方式下系統(tǒng)的脫硫效率均呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì),這是由于SO2濃度上升的同時(shí)漿液流量維持不變,導(dǎo)致鈣硫比下降,從而引起脫硫效率下降。

    整體脫硫效率A+D>B+D>C+D,在SO2濃度小于700mg/m3時(shí),3種運(yùn)行方式的脫硫效率均能滿足排放要求。

    在SO2濃度大于750mg/m3時(shí),C+D已經(jīng)不能滿足排放限值要求,B+D也已經(jīng)逼近限值,需要增加循環(huán)泵運(yùn)行數(shù)量。而A+D泵的脫硫效率最高從99.4%開始,直到SO2濃度為1000mg/m3時(shí),脫硫效率仍然能達(dá)到97.3%,能夠達(dá)到排放要求,所以可以作為漿液循環(huán)泵雙泵運(yùn)行時(shí)的首選方式。

    漿液循環(huán)泵有3臺(tái)泵運(yùn)行時(shí),采取的組合方式有A+B+D,C+B+D,A+C+D 3種運(yùn)行方式,脫硫效率如圖2所示。

    圖2 3臺(tái)循環(huán)泵不同組合方式下的脫硫效率

    從圖2中可以看到,當(dāng)采用A+B+D運(yùn)行方式時(shí),脫硫效果較差,最高98.6%,隨著原煙氣SO2濃度增加至1400mg/m3,脫硫效率低至97.7%,已經(jīng)達(dá)不到限值要求。而采用B+C+D和A+C+D兩種運(yùn)行方式時(shí),原煙氣SO2濃度在1000-1600mg/m3之間變化時(shí),脫硫效果均能夠滿足要求,兩種方式的脫硫效率互有高低,相差值在0.3%左右,脫硫效率基本一致。在原煙氣SO2濃度為1000——1600mg/m3時(shí),B+C+D和A+C+D組合均可作為漿液循環(huán)泵的運(yùn)行方式。

    圖3:4臺(tái)以上循環(huán)泵不同組合方式下的脫硫效率

    漿液循環(huán)泵4臺(tái)以上泵運(yùn)行時(shí),采取的組合方式有A+B+C+D,A+B+D+E以及A+B+C+D+E5臺(tái)同時(shí)運(yùn)行。從圖3中可以看到,當(dāng)采取A+B+D+E運(yùn)行方式時(shí),隨著原煙氣SO2濃度升高,脫硫效率由起始最高98.2%開始迅速下降,在SO2濃度達(dá)到1700mg/m3便已超出排放標(biāo)準(zhǔn)。

    這是由于E泵功率較小,所提供的漿液有限,在原煙氣SO2濃度較高時(shí)鈣硫比低,沒有足夠的漿液參與反應(yīng),導(dǎo)致脫硫效率低。當(dāng)循環(huán)泵采用A+B+C+D方式運(yùn)行時(shí),脫硫效率較A+B+D+E方式高約1%,最高值為99.3%,在原煙氣SO2濃度達(dá)到2300mg/m3時(shí),脫硫效率下降到98.8%,但仍舊能夠滿足設(shè)計(jì)要求。

    當(dāng)5臺(tái)循環(huán)泵全部開啟時(shí),整個(gè)系統(tǒng)脫硫效率明顯提升,當(dāng)原煙氣SO2濃度在1600——3000mg/m3之間變化時(shí),脫硫效率能夠維持在99.2%-99.3%。這是由于循環(huán)泵數(shù)量增加后,進(jìn)入吸收塔的漿液噴淋量顯著增加,提高了塔內(nèi)反應(yīng)的鈣硫比,漿液與煙氣吸收反應(yīng)更加充分,最終增加了系統(tǒng)脫硫效果。

    3能耗分析

    漿液循環(huán)泵屬于高耗能設(shè)備,在整個(gè)FGD系統(tǒng)中的用電量可占到50%以上。2號(hào)機(jī)組脫硫裝置共配置5臺(tái)漿液循環(huán)泵,在脫硫入口SO2濃度變化不大,煙氣量穩(wěn)定的情況下,投入運(yùn)行的循環(huán)泵數(shù)量越多,脫硫效率越高,但此時(shí)的耗電量也隨之增大。因此,在脫硫系統(tǒng)保證可靠運(yùn)行的前提下,調(diào)節(jié)循環(huán)泵運(yùn)行數(shù)量,優(yōu)化循環(huán)泵的運(yùn)行組合方式,能夠降低耗電量。

    圖4不同運(yùn)行方式下的循環(huán)泵總電流

    漿液循環(huán)泵的輸出功率尸可由式(2)得出。

    式中:

    U-循環(huán)泵電壓,常量;

    I-循環(huán)泵運(yùn)行電流,A;

    cosφ-功率因數(shù),常量。

    由式(2)可知,電流I為實(shí)際運(yùn)行值。因此,可以用循環(huán)泵運(yùn)行電流I作為分析能耗的指標(biāo)。圖4為漿液循環(huán)泵不同組合方式運(yùn)行下的總電流值。雙泵A+D運(yùn)行總電流在250A左右,而5臺(tái)泵A+B+C+D+E全部開啟時(shí)運(yùn)行總電流可達(dá)到500A左右,是A+D的兩倍。在脫硫效果能滿足排放要求的前提下,投入運(yùn)行的循環(huán)泵數(shù)量越少,能耗電量越低。

    在脫硫入口SO2濃度小于1000mg/m3時(shí),最佳運(yùn)行方式為A+D;

    在脫硫入口SO2濃度介于1000-1600mg/m3時(shí),B+C+D運(yùn)行電流約340A,A+C+D運(yùn)行電流約350A,所以最佳運(yùn)行方式為B+C+D;

    在脫硫入口SO2濃度介于1600——2300mg/m3時(shí),最佳運(yùn)行方式為A+B+C+D;

    當(dāng)脫硫入口SO2濃度大于2300mg/m3時(shí),需要開啟全部5臺(tái)漿液循環(huán)泵。

    4結(jié)論

    在FGD系統(tǒng)中,對(duì)漿液循環(huán)泵運(yùn)行方式的優(yōu)化主要考慮兩個(gè)方面。

    一是凈煙氣SO2濃度低于35mg/m3(含氧量6%),滿足超低排放要求;二是漿液循環(huán)泵的運(yùn)行總功率越小能耗越低,因此能夠降低整個(gè)FGD系統(tǒng)的能耗。

    合理地優(yōu)化脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行方式需要經(jīng)過長(zhǎng)期的實(shí)踐和研究。在實(shí)際運(yùn)行中,F(xiàn)GD脫硫效率及運(yùn)行功率受漿液密度、液位、pH值等多種因素的影響,需要長(zhǎng)期全面的驗(yàn)證才能完善最佳運(yùn)行模式。

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    責(zé)任編輯:仁德財(cái)

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