火力发电厂脱硫吸收塔氧化系统经济运行优化分析论文_王文超

中国华电能源股份有限公司富拉尔基发电厂 黑龙江省齐齐哈尔市 161041

摘要:随着我国火力发电厂升级转型、去产能、降污染的建设步伐不断加快,很多先进的工艺与管理理念都在火电厂中进行了应用,有效的推动了火力发电厂高质量的发展。其中脱硫吸收氧化系统就是一项节能环保的体系,通过对有关的设备进行优化改进促进该系统运行的经济性提升,保障火电厂开发运行的可靠性。本文主要就火力发电厂脱硫吸收塔氧化系统经济运行优化的对策进行研究分析。

关键词:火力发电厂;脱硫氧化系统;运行经济性

引言:

吸收塔是脱硫氧化系统中非常重要的组成部分,吸收塔运行的经济性、安全性和稳定性都会直接影响到脱硫机组对污染物的吸收控制。因此在火力发电厂脱硫吸收氧化系统运行的过程中为了保障系统运行的整体经济性,就需要对吸收塔的组成设备进行合理的优化升级,提高各个机组的运行质量,严格控制吸收塔的工况与工作参数,确保吸收塔可以稳定可靠的运行,从而保障火力发电厂的运行环保性和经济性。

一、火力发电厂脱硫吸收氧化系统的工艺分析

目前我国多数大型火电厂在开展脱离氧化系统的时候都是采取石灰石脱硫技术(石膏脱硫法),石灰石脱硫技术在应用的过程中主要出现在吸收塔当中,吸收塔内的石灰石浆液可以有效的吸收烟气中的污染物二氧化硫,该吸收过程实际上是一个气体向液体转化的物理反应过程[1]。

在石灰石浆液进行烟气吸收时主要分为以下四个阶段:第一阶段是烟气反应物从气相接触面进行物质传递;第二阶段是火电厂运行时产生的烟气进入液相之中,并与石灰石浆液产生一定的物理化学反应;第三阶段是烟气的反应物逐渐向脱硫吸收氧化反应区域移动;第四阶段是反应生成物逐渐进行主体转移。在以上四个脱硫氧化反应阶段主要包含了烟气中二氧化硫的扩散、吸收,以及其他一系列复杂的物理化学综合反应。

在火电发电厂运行的过程中吸收塔是非常重要的组成部分,吸收塔中主要包含了石灰石浆液搅拌系统、氧化空气系统、除雾冲洗系统和循环泵喷淋系统等四大系统,而烟气中二氧化硫的吸收脱硫工艺顺序主要是:火电厂发电产生烟气→烟气从烟道35度斜角流入吸收塔中→当烟气流入吸收塔之后,烟气自下而上的通过吸收塔→吸收塔内部的循环泵开始进行工作,使得石灰石浆液喷淋到烟气区域→在吸收烟气的过程中由于浆液的温度较低,因此高温的烟气会迅速的被冷却到五十摄氏度作用→在冷却的过程中烟气和石灰石浆液产生了亚硫酸钙→亚硫酸钙在自然重力的作用下沉淀到吸收塔的浆液池底部进行合理的回收→通过控制浆液中亚硫酸钙的浓度,可以有效的控制物质反应的时间→而浆液池底部的氧化空气设备会注入一定的曝气,从而形成石膏晶体→生成的石膏晶体在水力旋流设备的脱水处理进行净化→最终经过脱硫净化的烟气达到排放的标准,在通过了高效除雾器除雾冲洗之后就可以排除烟囱。

二、火力发电厂脱硫吸收氧化系统经济运行优化研究分析

(一)火力发电厂概述

中国华电能源股份有限公司富拉尔基发电厂200MW的发电设备在运行过程中采取烟气脱硫技术—石灰石湿法脱硫,每一台锅炉配置脱硫塔,其中每套脱硫装置大约可以处理百分之百的BMCR烟气量,脱硫的工作效能可以超出百分之九十九点八,将废气排放的浓度控制在35mg/Nm3以内。

该烟气处理系统通过引风机和增压风机进行统一协作咋,其中脱硫吸收氧化系统主要由循环泵、氧化风机、喷淋设备和管道系统等等,该火电厂的脱硫吸收氧化系统主要的设备技术参数如图一所示。

图一 某火电厂脱硫氧化系统的设备参数数据

(二)火力发电厂脱硫吸收氧化系统的经济运行优化分析

1.优化系统运行经济性的目的

在火电厂中采取石灰石湿式脱硫氧化系统最大的耗能设备就是石灰石浆液循环泵和引发机设备,目前该火电厂在进行烟气处理时湿式氧化脱硫系统运行的模式存在不合理的问题,从而导致了脱硫氧化系统的能耗高,因此需要对该系统的运行方式进行科学合理的优化,从而实现节能降耗的优化目地。在脱硫氧化系统安全运行的环境下,从而使得烟气的有害物质达到环保的标准,保证脱硫吸收氧化系统的运行经济性[2]。

2.火力发电厂脱硫吸收氧化系统的运行优化研究

目前该火电厂的脱硫吸收氧化系统在运行的过程中氧化风机存在裕量过大的问题,从而增加了系统运行的能耗。氧化风机设备需要保障氧化浆液池中具有足够的曝气量,同时在引风的过程中需要注意避免由于氧化空气的过量,从而改变了吸收塔中的脱硫环境,间接的影响到了脱硫的工作效能。因此在氧化风机设备进行选择的时候需要充分的考虑以上的影响因素,科学的避免氧化风机裕量过大给系统运行增加了不必要的能耗。

在氧化风机设备运行的过程中氧化风机的实际能耗与风机机组的运行负荷呈现线性的变化关系,在风机机组运行处于低负荷的环境时,火电长发电机组产生的烟气量较少,并且烟气中的二氧化硫含量整体偏少,此时需要一台风机机组进行工作就可以保证引入氧化空气量的实际需求,这时停运其他的风机机组就可以进行很好的节能降耗。

在火电厂进行全负荷工作的时候,需要保障氧化风机机组全部投入使用中,这时风机机组进行满负荷的运行,这时只需要向吸收塔内引入百分之六十的氧化空气,就可以满足吸收塔中亚硫酸的综合反应需求。

在氧化风机机组进行全负荷运行的时候实际产生的氧化空气量远远超出了吸收塔脱硫氧化的工作需求,且在所有风机机组进行满负荷运行的过程中容易造成不必要的能耗出现。为了更好的优化脱硫吸收氧化系统的运行经济性,在火电厂进行全负荷运行的时间段可以采取以下的优化处理方案[3]。

在氧化风机机组的整体运行负荷小于等于全负荷的百分之七十时,可以采取单台风机运行的方案,从而对其他风机进行停运,很好的实现脱硫吸收氧化系统的节能降耗目的。在氧化风机机组的运行负荷超出满负荷的百分之七十时看,可以采取双风机运行的方案或者是采取变频调节的方式,变频调节的方案为一台氧化风机进行标准工况工作,而另外一台氧化风机进行变频调节运行,从而合理的控制风机运行的模式,保障脱硫吸收氧化系统的节能降耗与运行经济性。在该火电厂脱硫氧化系统运行的过程中随着烟气量的不断增加,烟气中的二氧化硫含量不断上升,通过对浆液气比进行合理的升高,可以发现脱硫的效率得到了很好的提升,有效的优化了该系统运行经济性。

三、结束语

综上所述,在火电厂运行的过程中为了更好的优化烟气脱硫吸收氧化系统的运行经济性,可以适当的提高液气比例或者是科学的设计氧化风机的运行方案,保证该脱硫氧化系统可以得到有效的优化。

参考文献:

[1]郑浩明.火力发电厂脱硫工艺吸收系统及其设备检修[J].科技视界,2016,05:138.

[2]侯德安,李其浩,蒋蓬勃,李军.火力发电厂脱硫吸收氧化系统经济运行优化分析[J].电站系统工程,2016,3204:48-50.

[3]王朗.火力发电厂脱硫工艺吸收系统及其设备检修[J].科技创新导报,2018,1520:77-78.

论文作者:王文超

论文发表刊物:《防护工程》2018年第34期

论文发表时间:2019/3/25

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