尹家生

摘  要：湿法烟气脱硫是目前大容量火电机组最有效的脱硫方法，混流式浆液循环泵也是脱硫系统的主要设备。其工作性能将直接影响脱硫效率和机组运行的安全稳定。但需要注意的是，它也是火力发电厂的主要耗能设备，其节能问题也直接影响到机组的经济指标，包括使用寿命、部件的磨损和腐蚀，应成为研究的重点。

关键词：脱硫系统;浆液循环系统;节能;

一、引言

随着环保要求、节能减排政策的出台，有关脱硫系统方面的注意事项愈发的受到各个火电厂的重视。当该系统在正常运行的过程中，无论是机组运行的负荷变化还是烟气参数的相应变化都会影响到石灰石浆的有关流量。根据目前的情况来看，石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统（FGD）是我国火力发电厂使用最为广泛的除硫方法。在该系统中浆液循环泵的能耗能够达到系统总能耗的二分之一。现在面临的问题是当该系统中循环浆液的供应量不足的时候其系统的脱硫效果不是很好，但是若把该系统的循环浆液供应量增大的话则相关循环泵的能耗就会增大。因此，合理确定循环中的浆液量积可以有效降低浆液循环泵的能耗，同时确保FGD系统的可靠运行。现如今我国大部分的火力发电厂为了保证其脱硫效率提高，会让浆液循环泵所提供的循环浆液量增大，造成一定程度的能耗增加

二、火电厂脱硫系统运行分析

在对脱硫系统进行说明之前先来了解一下电厂的情况。我电厂2×660MW新建工程配套的烟气脱硫工程（包括脱硫废水处理系统），采用石灰石—石膏湿法、一炉一塔（单塔双循环）脱硫装置。本工程单机容量660MW，每台锅炉最大连续蒸发量2146t/h。根据B-MCR锅炉工况来对脱硫装置的出力情况进行相关设计，最小可调容量适用于单个炉在不投油情况下的低稳燃负荷，也就是说锅炉B-MCR的运行状况达到40%的时候所规定煤碳燃烧时产生的烟气流量。相关脱硫装置能够适应的工作环境温度应该在锅炉B-MCR工况下再提高15度的情况下安全稳定运行。相关烟气脱硫装置在发生事故的时候其进口处的烟气温度不能大于180度

石灰石浆液会被循环泵输送至吸收塔内的喷嘴系统。通常情况下电厂锅炉内部煤炭燃烧所产生的烟气里包含着许多硫化物，而吸收塔内的池子就是专门用来存放能够去除烟气中硫化物的浆液，该池子中的浆液酸碱值的范围在4-5之间。在吸收塔内部的浆池内会有着两个区域，一个是氧化区另外一个是结晶区。其中氧化区在浆池的上半部分，结晶区在其下半部分。上半部分所需要的氧化空气会被分配系统吹入，随后就会在池内生成石膏。在下半部分，随着时间的推移石膏的体积会逐渐变大，并且会变成易脱水的物质。在这一连串的脱硫系统中，会有着一系列的化学反应包括：石灰石的溶解方程式为CaCO3 + CO2 + H2O Ca（HCO3）2 ，与二氧化硫的反应Ca（HCO3）2 + 2SO2   Ca（HSO3）2 + 2CO2 ，氧化反应Ca（HSO3）2 + CaCO3 + O2 2CaSO4 + CO2 + H2O ，石膏的生成反应，CaSO4 + 2H2O CaSO4 · 2H2O 。上述全部反应的都是为了去除烟气中的二氧化硫而去除二氧化硫的总反应为，CaCO3 + SO2 + ？ O2 + 2H2O CaSO4 · 2H2O + CO2  。

吸收塔中的二氧化碳改善了石灰石在水中的低溶解性。通过溶解过程形成碳酸氢钙。碳酸氢钙与二氧化硫反应形成可溶性亚硫酸氢钙。在氧化区，亚硫酸氢钙与氧气反应在空气中形成硫酸钙。浆液中的硫酸钙再结晶形成二水硫酸钙，即石膏。

三、循环浆液合理供应量的确定

目前我们可以知道的是石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统（FGD）所使用的循环浆液与原煤内的硫含量以及锅炉的载荷等有着极大的关系。最为直接的方法就是参考以往的文献通过对其计算的方法来得到发电机组在不同载荷下以及不同煤含硫量下的循环浆液使用量。

根据以往的文献能够得出的结论是，当煤炭中所含硫的成分越多，那么循环浆液的使用量就会越大。同时当锅炉的载荷越大的时候循环浆液的使用量也会很大。在相关参考文献中记录着不同煤硫份、载荷下循环浆液的消耗量曲线，使用该曲线结合发电机组的载荷与实际的原煤含硫量就可以得出循环浆液的使用量。

四、火电厂脱硫系统浆液循环泵节能改造技术分析

4.1 浆液循环泵叶轮的改造

在此火电厂中浆液循环泵的叶轮片数为六片，之所以会使得循环浆液泵提供的浆液流量过大是因为原先的设计的浆液流量与实际的浆液流量之间有很大的误差。所以可通过减少循环浆液泵流量的方法来降低循环浆液的提供量，同时达到降低耗能的目的。通过对电厂使用的原煤含硫量进行分析，可以得知发电机组无论在什么情况下工作的时候其循环浆液量的供应量都会多出来1500m3 /h ，原来的浆液循环泵的供应量都是8500m3 /h。经过一系列的分析可对部分循环浆液泵的叶轮进行一定程度的改造，目的是为了让部分循环泵的流量控制在7000m3 /h。根据发电机组不同运行工况、循环浆液需求量来选择不同的循环浆液泵运行方式，从而实现浆液循环泵高效、经济运行。

4.2 基于變频技术对循环泵的改造

根据电机学的相关知识可以知道，交流异步电机的转速与电机同步速度、电机对数、电机运行的频率以及电机滑差有关。根据相关公式可以知道，电机的同步转速正比于电机的运行频率，一般情况下电机滑差所取得的数值会较小，电机的同步转速约等于电机的实际转速，此时可通过调节电机的频率来调整变电机的实际转速。同时，电机滑差和负载有关，负载越大则滑差越大。在电源频率不变的情况下，电机实际转速还会随负载的增加而略有下降。

由已知的公式可知，浆液循环泵流量的正比等同于电机转速的正比，扬程的正比等同于电机转速正比的平方，浆液循环泵轴功率的正比等同于电机转速正比的三次方，由上述公式可以知道，可通过改变电机转速来调节浆液循环泵的流量、扬程从而达到节能降耗的目的。

五、结语

随着我国综合实力的不断发展，我国无论是在发电量还是在用电量上都是非常巨大的。目前绿色可持续发展已经成为我国主要的发展理念，火电厂中烟气脱硫的处理工作在这样的背景下就显的非常重要，而脱硫系统中循环泵的节能技术是非常符合该发展理念的，不仅能够达到节能的目的还能够使得相关电力企业的生产成本随之降低。

参考文献：

[1]罗平，程志会.脱硫系统浆液循环泵节能降耗方法研究[J].设备管理与维修，2017（10）：125～126.