摘要：脱硫系统是电厂重要的环保设施之一，湿法脱硫效果比较明显，工作效率较高，各个公司设计的脱硫系统也各具特色。为推动燃煤电厂节能减排工作，不断提高脱硫系统的节能水平、降低湿法脱硫系统电耗，在确保脱硫设施安全稳定运行的前提下，采取了多项系统优化措施，极大程度地降低了脱硫系统在启动、运行、停机过程中所消耗的电耗，降低了运行成本，增强了企业的盈利能力。
关键词：湿法脱硫系统优化；节能探索；燃煤电厂
1某电厂脱硫系统整体概述
某电厂燃用煤种为高硫无烟煤，一期工程2×360MW机组采用武汉凯迪电力股份有限公司引进的美国B&W公司（Babcock&Wilcox巴布科可.威尔科克斯）的石灰石/石膏湿法脱硫工艺。每座塔配备6台皮带传动浆液循环泵。二期2×360MW燃煤机组为液柱双级矩形塔石灰石－石膏湿法烟气脱硫装置，脱硫装置在燃用脱硫设计煤种（收到基硫5.13％）时，入口SO2浓度在14200mg/Nm3(d)，出口SO2浓度≤400mg/Nm3，脱硫效率≥97.2%，且满足装置可用率≥99％。每座塔配备6台浆液循环泵。三期脱硫采用武汉凯迪电力股份有限公司引进的美国B&W公司（Babcock&Wilcox巴布科可.威尔科克斯）的石灰石/石膏湿法脱硫工艺，设计S份4.06%，每座吸收塔配备5台浆液循环泵。
2节能优化措施
2.1机组冷态启动节能优化
2.1.1锅炉点火初期，仅启动一台浆液循环泵运行。
2.1.2吸收塔入口烟气温度≥60℃，启动第二台浆液循环泵运行,吸收塔出口烟气温度≥0℃或吸收塔入口烟气温度≥120℃，启动第三台浆液循环泵运行。
2.1.3机组并网后启动第一台氧化风机，电流按照70A控制。
2.1.4如果机组冷态启动需要做试验，大量烧煤的情况下，应根据还实际情况，确定运行浆液循环泵台数和启动氧化风机的时机。
2.1.5机组负荷≥180MW，启动第二台氧化风机运行。
2.2机组正常运行时节能优化
2.2.1脱水系统。a）脱水系统均采取间断运行方式，脱水机的石膏厚度以确保脱水机下浆口浆液不溢流为准，不允许脱水机采取低负荷运行方式。b）吸收塔密度超过1120kg/m3,启动脱水机运行，密度低于1080kg/m3，停运脱水机备用。c）每个单元双机运行时，吸收塔浆液密度可控的情况下，运行一台脱水机，双机间断回收石膏的方式运行。d）脱水机处于备用状态，不回收石膏时，停运石膏排出泵。一期还应停运石膏溢流缓冲箱泵。一期和二期应将滤液水箱排空，停运滤液水箱搅拌器。
2.2.2氧化空气系统。氧化空气系统的节能运行以确保氧化正常为主，关注化学报表，亚硫酸盐不超过2mmol/L。1工程案例设计参数某工程建设2×660MW超超临界燃煤机组，采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺，吸收塔采用单塔双循环技术，燃煤含硫量Sar为0.92%，设计脱硫效率为97.9%，满足烟囱出口SO2排放浓度小于50mg/m3（标准状态）的要求。脱硫吸收塔进口的烟气参数如表1所示。
3脱硫系统水耗特点及节水措施
3.1脱硫系统水耗特点
湿法脱硫工艺的缺点是耗水量相对较大，尤其是在北方缺水地区，成为制约电厂建设规模的主要因素之一。在电厂用水指标不断降低的情况下，如何降低FGD系统的耗水量显得至关重要。因此，有必要对FGD系统水量平衡进行分析。根据质量守恒定律，FGD系统的工艺水量加上烟气带入的水量应等于烟气带出的水量、石膏副产品带离系统的附着水和结晶水量、排放废水量之和。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当原烟气进入吸收塔时，烟气温度被浆液冷却到50℃左右，并释放大量的热量，同时脱硫反应也是放热反应，这两部分热量将会导致吸收塔浆液中的水分蒸发变成水蒸汽，随烟气经烟囱排入大气，这是脱硫系统主要的水耗所在。因此，降低脱硫系统蒸发水耗主要是要降低吸收塔入口烟气温度。措施之一是在吸收塔入口设置低温省煤器或脱硫系统安装GGH（气-气换热器）。有GGH的系统，其吸收塔蒸发水耗明显低于无GGH的脱硫系统。根据已投运脱硫系统的工程数据资料，单台300MW和600MW机组的脱硫系统有GGH时，系统蒸发水耗分别会降低约20～25t/h和50t/h。但是，GGH在运行过程中也存在易堵塞、运行维护费用较高等问题，因此，在是否设置GGH的问题上，必须综合考虑降低水耗与脱硫系统稳定及经济运行的需要。本工程案例采用了取消GGH、在吸收塔入口设置低温省煤器的设计。
3.2脱硫塔入口设置低温省煤器
低温省煤器布置在吸收塔入口，用凝结水冷却烟气温度，将烟气温度从约128℃降低到85℃，系统结构如图1所示。经计算，安装低温省煤器后，单台机组可节水约49t/h，按年利用5500h、水价3.1元/吨计，单台机组全年可节水约27万t、节省水费约83.7万元。
3.3其它节水措施
通过对FGD系统的水平衡分析，要降低其水耗，降低吸收塔入口烟气温度是主要措施，但结合耗水量等其它影响因素，可同时考虑以下节水措施。
3.3.1烟道和烟囱冷凝液的回收
利用携带饱和水蒸汽的净烟气经过烟道和烟囱时，烟温逐渐降低，烟气中的水蒸汽冷凝析出，一部分随烟气带出烟囱，另一部分则附着在烟道和烟囱壁上。饱和烟气的凝结水量可根据热平衡方法进行计算，案例中单台机组烟囱冷凝液水量约2.4t/h。可在烟囱内筒设计液滴回收装置回收冷凝液，从而节约脱硫系统工艺水补水量。
3.3.2提高脱水机脱水性能，减少石膏含水率
石膏结晶水是生成石膏晶体所必需的，也是无法节省的。目前FGD系统实际运行中，石膏的游离水含量约为10%，对于石膏中的游离水损失，可以通过提高真空皮带的脱水效率进一步降低。如案例中单台机组石膏产量约为15.9t/h，其中石膏结晶水损失约3.3t/h，石膏中的游离水损失约为1.6t/h。若游离水含量控制在5%以内，则单台机组可节约水量约0.8t/h。因此，当石膏含水率超标时，应及时调整石膏脱水系统运行情况[4]。
3.3.3回收利用设备冷却水及冲洗水
本工程案例中，设备冷却水量约为2×30t/h，可将设备冷却水、机封冲洗水回收至脱硫工艺水箱，循环使用。在脱硫系统设置集水坑，用于回收临时排放的浆液及管道冲洗水，并返回塔内利用，达到节水目的。
3.3.4脱硫废水的综合利用
为保证脱硫系统内的浆液活性，控制氯离子和可溶性重金属离子含量，脱硫废水的排放是不可避免的。本工程脱硫系统最大废水排放量约为2×6t/h。为了减少水的浪费，可考虑将处理后的脱硫废水用于灰场喷淋[8]。
4结语
综上所述，在当前最严格环保政策要求下，在满足企业环保指标达标排放的基础上，通过不断探索、改进思路，结合多次试验、运行优化实践和设备治理，提高了脱硫设施运行效率，降低脱硫系统运行成本，在脱硫系统运行可靠性和经济性方面取得了丰硕的成果，达到了经济运行的目的，也为同行业、同类型机组脱硫系统的的安全可靠运行和节能减排提供了可借鉴的宝贵经验，具有很好的推广价值和实际意义。
参考文献
[1]程永新,胡玲玲.湿法脱硫系统的节能降耗优化措施[J].浙江电力,2014,08:35-39.
[2]史梦洁.石灰石—石膏湿法脱硫系统综合能效评估方法研究[D].华北电力大学,2014.
[3]伊飞.火力发电厂节能减排方法研究及在SIS系统中的实现[D].青岛科技大学,2014.
[4]李鹏.基于PCS7平台湿法烟气脱硫仿真系统的研制[D].北方工业大学,2014.
论文作者:郭建鹏
论文发表刊物:《基层建设》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/29
标签：吸收塔论文; 系统论文; 烟气论文; 石膏论文; 浆液论文; 湿法论文; 机组论文; 《基层建设》2017年第14期论文;