MW机组双吸收塔双循环湿法脱硫系统的节能与优化

张兴龙 蔡勇

【摘  要】烟气脱硫系统一直是厂用电中的耗电大户。本文通过对华电国际十里泉发电厂#8机组石灰石—石膏湿法烟气脱硫系统运行方式的调整与石膏浆液泵电耗进行分析、比较。找出不同负荷，不同S02入口含量区间下，最佳的石膏浆液循环泵组合方式，降低脱硫系统的厂用电率。以求在满足环保要求的情况下最大限度的降低厂用电率，达到节能环保一把抓的效果。

【关键词】石灰石—石膏湿法;石膏浆液循环泵;厂用电率;烟气脱硫系统;节能降耗

1引言

华电国际十里泉发电厂“上大压小”2×660MW级超超临界发电机组工程为抽凝供热燃煤电厂。采用石灰石—石膏湿法脱硫及协同除尘工艺，简称FGD。采用双吸收塔双循环湿法脱硫工艺，脱硫效率≥99%，脱硫后烟气二氧化硫≤35mg/Nm3，脱硫装置的烟气处理能力为锅炉100%BMCR工况时的烟气量，不设置旁路烟道和增压风机。本文将在不同SO2浓度负荷下，通过不同浆液循环泵运行组合方式，找出满足脱硫效率同时且电耗最低的最优组合。

2浆液循环泵运行方式优化

2.1浆液循环泵主要运行参数介绍

华电国际十里泉发电厂每台炉配置一级吸收塔和二级吸收塔各1座。一级吸收塔和二级吸收塔分别设置3层喷淋层，从下至上依次为喷淋层A、B、C分别对应浆液循环泵A、B、C脱硫工艺流程。石膏浆液泵所对应的喷淋层越高，那么在运行中其电流越大。

在脱硫装置入口烟气SO2浓度一定的条件下，吸收塔内浆液循环量越大，即投运的浆液循环泵台数越多或对应喷淋层越高的浆液循环泵，脱硫效率越高，脱硫系统电耗也就越高。因此，在保证SO2达标的情况下，应依据脱硫装置入口烟气中SO2浓度的高低，选择投运不同的浆液循环泵台数及不同高度的喷淋层，以达到脱硫系统经济运行的目的。我厂二级吸收塔无浆液循环泵运行时，烟尘易超标。所以吸收塔系统最小运行组合为“2+1”运行（即一级塔两台浆液循环泵，二级塔一台浆液循环泵）。

2.3浆液循环泵运行方式优化

（1）通过本次优化可以看出入口SO2负荷改变时，可通过改变运行浆液循环泵组合方式达到节能降耗的目的。在机组660MW满负荷情况下，运行“2+1”模式时，满足脱硫效率要求时的入口最大SO2浓度可达到2040mg/Nm3，“2+2”模式时入口最大SO2浓度可达到2932mg/Nm3，“3+1”模式时入口最大SO2浓度可达到3969mg/Nm3，“3+2”模式时入口最大SO2浓度可达5340mg/Nm3。通过试验和运行对比得到以下最佳运行方案。

3 其他因素

3.1 吸收塔液位对浆液循环泵电流影响与控制

烟气负荷、入口SO2浓度、浆液密度、吸收塔液位等都会影响浆液循环泵耗电[5]。在脱硫系统中，浆液循环泵电流与进口静压成正比的，吸收塔液位越高，泵电流越大，反之约低。在我厂#8机组实际运行中，负荷较高时，烟气流量大、烟气SO2含量高、石灰石品质较差时，需要控制较高的液位，使浆液有较大的氧化空间，从而保证脱硫效率。在实际运行中，符合以下条件时应该降低吸收塔液位：（1）机组负荷较低时，特别是在晚峰后，有较长低负荷时，结合脱硫效率和SO2排放指标;（2）原烟气SO2含量较低且排放允许条件下;（3）石膏浆液中亚硫酸盐合格的条件下。

3.2 石膏浆液密度对浆液循环泵电流的影响与控制

在脱硫系统中，石膏浆液循环泵电流与浆液密度也是成正比。石膏浆液密度越低，电流越小，反之越大。但是石膏密度又关系到石膏脱水性，石膏浆液密度越低，石膏结晶时间短，石膏生成量少，脱水效果不佳，运行经济性也不好;密度过高，石膏不能及时脱出，易造成喷淋层喷咀，除雾器和烟气换热器结垢，甚至会影响脱硫能力。

3.3 石膏浆液PH值对浆液循环泵电流的影响与控制

脱硫系统运行中，石膏浆液pH值越高，钙硫比越高，脱硫效率就会越高，反之越低。运行相同数量的石膏浆液循环泵情况下，提高石灰石浆液的供给量，提高pH值，当脱硫系统负荷在一定范围内增加时，仍可满足脱硫效率的要求。但在实际运行中，pH过高时，石膏浆液中亚硫酸盐的含量易升高，增加了石膏浆液在设备中结垢的可能性，容易造成吸收塔喷淋层喷咀、除雾器、烟气换热器都会发生结垢堵塞现象。

有效调整pH值，可降低石膏浆液循环泵电耗。（1）石膏浆液循环泵运行台数相同时，尽量提高pH值来满足脱硫效率要求。（建议保持一级吸收塔PH 5.2±0.2，二级吸收塔PH6.2±0.2）（2）当pH值高值运行后，在脱硫系统负荷允许的情况下，应立即降低pH值至低限运行，以消耗石膏浆液中过剩的亚硫酸盐，降低其含量。（3）在提升pH值过程中，石灰石应均量间断供给，切勿大量集中供给，防止石灰石在吸收塔中形成局部富裕而来不及反应。（4）在相同工况下，合理调整pH值在高低区间间断运行，使循环浆液泵的运方更为灵活。

4 结论

合理而完善的脱硫系统运行优化方式，需要经过长期的实践和摸索。在运行中，应根据锅炉燃煤品质进行综合调整，制定完善的管理制度，提高脱硫系统的运行稳定性、经济性，以实现环境效益和经济效益双赢。本次优化不仅确认了节约脱硫系统电耗的条件，对脱硫装置的运行提出了可行的运行方案，也为我厂以及其他同类型机组提供了解决该类问题参考和依据。

参考文献：

[1]钟毅，林永明，高翔，等.石灰石—石膏湿法烟气脱硫系统石灰石活性影响研究[J].电站系统工程，2005，21（4）：1—3，7.

[2]伍悦滨，朱蒙生.工程流体力学泵与风机[M].北京：化学工业出版社，2006.

[3]郭浩杰.FGD运行调整与石膏品质的研究[J].华电技术，2011，33（7）：65-71.

[4]周至祥，段建中，薛建明，等.湿法烟气脱硫工艺技术全程控制指导手册[M].北京：中国电力出版社，2009.

[5]彭桂云，朱跃，高正来，等.脱硫增效剂在电厂的应用[J].华电技术，2011，33（7）：65-71

[6]曾庭华，杨 华，廖永进，等.湿法烟气脱硫系统的调试、试验及运行[M].北京：中国电力出版社，2008.

作者簡介：

张兴龙，1985年出生，男，汉族，枣庄市，工程师，大学本科，华电国际十里泉发电厂，现任集控运行车间热机专工，主要从事集控运行工作。

（作者单位：华电国际股份有限公司十里泉发电厂）