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双塔双循环脱硫装置优化的运行实践

2020-05-12刘志杰钟学飞梁兆阳杨彦涛

科学技术创新 2020年10期
关键词:双塔循环泵石灰石

刘志杰 陈 阳 钟学飞 梁兆阳 张 栋 杨彦涛

(华能上安电厂,河北 石家庄050081)

1 运行实践

双塔双循环石灰石- 石膏湿法脱硫装置超低排放改造后,环保要求和机组参数发生变化,但仍然存在着诸多影响脱硫装置的经济稳定运行和环保指标达标排放的因素。本文通过对运行实践中所遇到的问题进行分析,为燃煤电厂双塔双循环湿法脱硫装置合理运行提供一些参考。

某燃煤电厂4 号机组装机容量330MW,脱硫装置采用双塔双循环的石灰石- 石膏湿法脱硫技术。设计脱硫装置入口SO2浓度4500mg/Nm3,目前净烟气SO2浓度执行25mg/Nm3的排放标准,配置一级吸收塔和二级吸收塔。一级吸收塔配置1A、1B、1C 3 台浆液循环泵,电流分别是36 A、42A、44A,二级吸收塔配置2A、2B、2C 3 台浆液循环泵,电流分别是36A、38 A、40 A。超低排放改造后,电厂对2A 浆液循环泵电机进行改造,改造后2A 浆液循环泵电流由36A 变成80A。

通过2 年时间的运行实践,发现仍然存在以下因素制约净烟气SO2浓度的达标稳定排放和脱硫装置的经济运行:

(1)超低排放改造后,SO2浓度排放标准从100mg/Nm3下降到25mg/Nm3,机组容量从300MW 提高到330MW,而脱硫装置吸收塔浆池容积和一级吸收塔浆液循环泵没有根据实际情况进行设计调整。当入口SO2浓度很高或者满负荷运行时,吸收塔浆液PH 往往会发生卡边的情况。由于浆液循环泵余量不足,运行人员失去对SO2的控制手段,易造成SO2浓度超标或限负荷情况的发生,运行人员的工作压力很大。为保证脱硫装置性能和满足最大设计工况时净烟气SO2浓度不发生超标情况,需要根据超低排放改造后的实际情况,对脱硫装置进行设计调整或者更换或加装更大功率的浆液循环泵。

双塔双循环脱硫装置系统图

(2)为减少SO2浓度瞬时超标情况的发生,当净烟气SO2浓度处于比较高的水平时,为不增加浆液循环泵的电耗,运行人员往往会手动加大吸收塔石灰石浆液的供给量。如果大流量供给石灰石浆液时间超过5 分钟,会导致吸收塔浆液处于消融状态,石灰石供浆对SO2的调节作用失效,甚至长达8 个小时不能恢复正常,严重影响脱硫装置的脱硫效率。在很大程度上,也会造成石灰石浆液的浪费,降低石膏的品质。化验报告显示,一级吸收塔浆液碳酸钙含量长期在6%以上,最高时可达23%因此需要总结运行经验不同工况及SO2浓度时采用不同的浆液循环泵组合,达到合理电耗,及合理供浆的目的。

(3)随着负荷或脱硫装置入口SO2浓度的变化,当浆液循环泵组合数量需要调整时,由于1A 浆液循环泵电流最小,运行人员往往会优先操作1A 浆液循环泵。从双塔双循环脱硫装置设计原理角度考虑,一级吸收塔主要作用生产石膏,需要保持比较低的PH 值,有利于石膏的氧化和结晶,保证较高质量的石膏品质。二级吸收塔主要作用是吸收SO2,需要保持较高的PH 值,高的PH 值能大大提高SO2的脱除效率。而停运1A 浆液循环泵会导致一级吸收塔处于较高的PH 水平,不利于石膏的氧化和结晶。同时,过多操作1A 浆液循环泵不利于一级吸收塔的作用发挥,还会对一级吸收塔浆液的稳定性带来扰动,影响SO2浓度的稳定控制。因此,当浆液循环泵组合数量需要调整时,应优先考虑操作二级吸收塔的浆液循环泵,这样才能发挥两个吸收塔的最大作用,也可以使净烟气SO2浓度控制的更加稳定。

(4)脱硫装置采用供浆调节阀对吸收塔供浆进行控制。但一级吸收塔和二级吸收塔的供浆调节阀门灵敏度都在15%以上。由于供浆调节阀灵敏度过大,加大了供浆的滞后性,对供浆控制和PH 调节的品质影响很大,需要对供浆调节阀进行检修或者更换保证双塔的供浆调门稳定运行,流量控制正常。

(5)夏天温度较高时,脱硫系统所需工艺水中有机物的含量会大大增加。导致吸收塔浆液产生大量泡沫,对吸收塔浆液品质、液位真实性、浆液循环泵出力、脱硫装置脱硫效率产生很大影响,严重时可能会使脱硫装置被迫停运。采用常规的减少循环浆液喷淋量等措施效果不明显,只能向吸收塔内大量添加消泡剂,甚至需要对吸收塔浆液进行置换,造成大量石灰石浆液的浪费。

(6)一级吸收塔浆液PH 计采用巡检人员就地开启冲洗手动阀门的方式进行冲洗。当冲洗时,吸收塔PH 测量会有剧烈的震荡,对PH自动控制品质产生影响,可以建议改为电动阀门,由运行人员远程操作,并在DCS 增加冲洗时PH 值保持功能方便维护和运行。

2 结论

超低排放改造后,环保要求更加严格,燃煤机组发电量日趋减少,脱硫装置如何实现环保指标达标稳定排放和降低运行成本双赢目标逐渐成为急需解决的问题。实际实践中,应多总结经验,逐步摸索最优的运行方式;及时解决运行中出现的各种问题,为后续的系统设计优化提供依据,最终使脱硫装置在最佳的性能状态,为碧水蓝天的环保事业做出贡献。

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