脱硫串联塔优化运行研究

脱硫串联塔优化运行研究

严潍苏晓文连雄丽

(山西鲁晋王曲发电有限责任公司山西长治046000)

摘要：该文以某脱硫新建串塔机组项目作为研究基础，结合目前串塔技术的设计思路，对脱硫串塔如何进行有效的控制运行，并通过系统的优化配置如何达到节能降耗的目的，提出了对整个塔设置可调节手段，对不同情况可采用不同手段进行调节，是保证串塔系统节能优化运行的保证手段。

石灰石-石膏湿法脱硫是各大电厂普遍采用的一种脱硫技术，但设备主要以国产为主，普遍存在设备运行可靠性低、经济性较差等问题。特别是大容量的600MW机组脱硫系统，由于设备和原料的原因，造成运行人员在操作中往往遇到很多困难，造成实际运行状况不容乐观。为了改善脱硫运行的可靠性、优化运行操作，在确保湿法脱硫机组高效稳定运行的同时有效降低耗电量，实现节能与减排双赢，现对某电厂燃煤机组脱硫系统运行方式进行分析，优化脱硫设备的运行方式。

1烟气系统

（1）增压风机的运行调整主要通过减小烟气系统阻力（如GGH、除雾器的吹扫、冲洗等）方式来实现。FGD入口压力的改变对增压风机的电功率影响较大，对引风机的影响相对较小。系统运行中，应合理的设置增压风机的动叶开度，FGD入口压力正常设定在-0.15～-0.2kPa，不得高于-0.3kPa。

（2）保证GGH和除雾器表面的清洁不仅可以减小烟风阻力，减小增压风机能耗。运行人员应坚持GGH和除雾器冲洗的定期制度，保证蒸汽吹扫压力在1.4MPa，除雾器的冲洗水母管压力在0.3MPa。机组负荷在450MW时，GGH差压应保证在0.5kPa以下，除雾器差压应保证在0.3kPa以下；机组负荷在600MW时，GGH差压应保证在0.65kPa以下，除雾器差压应保证在0.5kPa以下。

2吸收塔系统

（1）当煤质发生变化，入炉煤硫份高，FGD入口烟气含硫量超过设计值3525mg/m3，运行人员应加强运行调整，当pH下降时适当加大吸收塔石灰石供浆量，增加氧化风，但供浆量不得超过50t/h，在pH值无法稳定的情况下，可借助于氢氧化钠来维持pH值。石灰石供浆量过大，石灰石耗量增加，也会导致石膏浆液密度升高，循环浆泵运行电流增大，耗电增加，石膏品质也无法保证。

（2）吸收塔浆液pH值是湿法脱硫系统反应工艺控制的核心，脱硫效率、石灰石利用率、石膏品质等主要脱硫性能指标都与此有关，运行的主要工艺控制参数如液气比、反应停留时间等也受pH的影响。

脱硫效率、钙硫比都随着吸收塔浆液pH的升高而增加，pH越高，越有利于SO2的吸收，脱硫效率也越高，但不利于石灰石的溶解和CaSO3•1/2H2O的氧化，使石膏中的CaCO3含量也增加，相应的Ca/S比增大，石灰石耗量增加。在系统运行中，吸收塔石膏浆液pH值维持在5.2～5.3之间，更接近于我们的设计值，当pH值>5.5时，将使Ca/S增大，对提高脱硫效率没有明显作用。

（3）液气比决定了酸性气体吸收所需要的吸收面积，在其他参数值一定的情况下，提高液气比相当于增大了吸收塔内的喷淋密度，使液气间的接触面积增大，脱硫效率也将增大。根据机组负荷和入口SO2含量投用不同扬程的循环浆泵，并进行优化组合，将脱硫效率维持在95%左右。

3运行调节

（1）液面控制：根据表1设计工况下水耗量可以看出一级塔的水耗基本上是二级塔水耗的10倍。由于从一级塔出来后为饱和烟气，烟温在43℃左右，进入二级塔后烟气蒸发水耗很少，因此二级塔液位比一级塔的液位更难控制，同时又因为二级塔除雾器冲洗水的加入，使得二号吸收塔液位容易较高。该项目设置两种措施进行二级塔的控制。一级塔和二级塔设置联通管，二级塔设计液位比一级塔液位高1m。根据连通器原理，只要二级塔比一级液位高时，浆液将沿连通管道由二级塔流向一级塔，最终达到两个塔的液面基本保持一致。其次设置倒浆泵，在二级塔排浆同时降低二级塔液位。当二级塔密度达到排浆密度时，开启倒浆泵往一级塔倒浆，此种强制运行可以加快二级塔液位降低，对二级塔液位控制形成强有力保证。

（2）排浆控制：由于二级塔的石膏排出量远远小于一级塔，所以整个系统的石膏由一级塔进行脱水。二级塔的浆液靠连通管道或倒浆泵往一级塔排，二级塔设计的石膏排出泵的出力能力为两个塔的和。当二级塔无需排浆时，通过连通管控制液位，当二级塔需要排浆时，可以打开倒浆泵往一级塔排浆，再由一级塔脱水。

（3）密度控制：一级塔和二级塔均设置滤液回流的入口，但由于一级塔蒸发量大，石膏产量大，易出现密度偏高的情况，密度太高会造成管道及泵的磨损、腐蚀结垢、泵出力增大、电耗提高。因此，滤液回流管道主要进入一级塔来降低密度，同时滤液回流可以避免频繁开除雾器冲洗或加入外来工艺水调节密度。而当密度低时可以通过加大供浆量来提高密度。

4节能运行措施

4.1如何节省水耗

串塔水平衡一直是一个问题，把串塔当作一个整体的塔考虑时，在低负荷下整体的蒸发量会小于加入水量。特别是近两年入口增加低低温省煤器，会造成蒸发量进一步减少，水平衡问题更加严重。因此通过系统设置减少外加工艺水的水量，而尽量消耗内部水来达到运行要求，是缓解水平衡的思路。措施一：滤液制浆。通过滤液制浆可以减少外界工艺水的加入量，从而节省工艺水水耗。措施二：用滤液冲洗一级塔除雾器。脱硫系统的滤液由3部分组成：（1）石膏旋流器溢流。此部分含固量较高在3%～5%之间，不适合冲洗除雾器。（2）二级脱水系统冲洗水。此部分主要是由冲洗滤布滤饼后收集的水和气液分离器底流，此部分水的含固量较低，在0.5%左右，可以作为除雾器的冲洗水。（3）废水旋流器的底流。此部分含水量在10%左右，不适合冲洗除雾器。因此将含固量低的水收集起来可作为除雾器的补充水。此种办法可以进一步减少外加工艺水的水量。

4.2如何节省电耗

（1）浆液循环泵运行节能：考虑低负荷下，串塔所有浆液循环泵开启没有必要，主要还是减少浆液循环泵的个数达到降低电耗的目的。氧化风机节能：由于二级塔作为污染排放浓度控制的最后防线，故在低负荷下建议减少一级塔循环泵的数量。而一级塔作为氧化反应的主要场所，若低负荷时可以考虑将二级塔氧化风机切除，而保证一级塔的运行。（2）皮带脱水机节能：皮带脱水机为间断运行设备，在皮带脱水机前设置石膏缓冲箱，用石膏缓冲泵将石膏再排往一级旋流器，这样可以保证皮带机满负荷运行，从而提高脱水机的利用效率，间接减少皮带机的运行时间，从而降低了运行电耗和冲洗水耗量。（3）由于设置了联通管，可以通过自流而非倒浆泵来控制液位，因此倒浆泵开启频率可减少。

5结语

串塔是对高硫煤脱硫项目的一个有效方案，但由于系统复杂，不仅要分别考虑两个塔各自的系统运行，还要考虑两个塔之间的调控关系。对整个塔设置可调节手段，对不同情况可采用不同手段进行调节，是保证串塔系统节能优化运行的保证手段。

参考文献:

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