赵思，周磊

（四川广安发电有限责任公司，四川 广安 638500）

0 引言

近年来随着环保工作形势越来越严峻，国家对污染物的排放要求也越来越高，节能减排的压力进一步加大。石灰石—石膏湿法脱硫在燃煤电厂机组脱硫中占有率约在90%以上，其工艺成熟，脱硫效率高，运行较为稳定，因此湿法脱硫在超低排放技术中扮演着举足轻重的角色，随着石灰石—石膏法脱硫技术的全面发展，脱硫技术日趋完善，但在各行各业湿法脱硫过程中，仍存在着石灰石耗量过大、氧化效果不佳、氧化风机电耗过大、设备长期运行结垢、石膏品质低等问题[1]。

本文通过对四川广安发电有限责任公司62机组600MW亚临界燃煤机组的石灰石-石膏湿法脱硫中氧化风系统进行深度研究，通过对项目背景、理论研究、结构设计、智能优化系统等一系列介绍提出措施来提高机组内脱硫效率，从而解决湿法脱硫过程中出现的氧化效果不佳、PH值起伏不定、风机电耗过大等问题。

1 项目背景

四川广安发电有限责任公司62机组为 600MW 亚临界燃煤机组，脱硫装置采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺，一炉一塔配置，设置GGH和增压风机，原脱硫装置各配置5层喷淋层，设计入口SO2浓度为7613mg/m3（标态、干基、6%O2），脱硫效率不低于95%，分别于2007年2月、2007年6月投产运行；62机组脱硫装置配置由北京国华环境工程有限责任公司总承包。

2013年10月，由中国华电科工集团有限公司总承包，对脱硫系统完成增容改造并投运。仍采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺，设置七层喷淋层，一炉一塔配置，已拆除 GGH，设置增压风机，设计收到基硫份4.24%，61、62号机组脱硫装置设计入口SO2浓度12000mg/m3（标态、干基、6%O2），脱硫装置出口SO2浓度不大于400mg/m3（标态，干基，6%O2），脱硫效率不低于96.7%。

2018年1月，完成超净改造，改造后采用一炉两塔布置（串塔），入口SO2排放浓度为12000mg/m3，出口二氧化硫低于35mg/m3，脱硫效率不小于99.71%。62号机组脱硫主要设备共配置9台浆液循环泵、5台氧化风机、4台扰动泵，与61号机组脱硫公用三台湿式球磨机，所有6KV设备均为定频。

2 理论研究

62机组脱硫系统主要有双塔串联进行脱硫，且一二级吸收塔共用5台氧化风机。氧化风机主要作用是为喷淋洗涤S02形成的亚硫酸钙（Ca（HSO3）2）提供O2，从而亚硫酸钙被氧化成副产品石膏（CaSO4.•2H2O）晶体，其中亚硫酸钙的氧化形式决定了石膏晶体的质量。常规氧化系统设计主要有三种形式，一是氧化喷枪与搅拌器组合氧化，二是氧化空气管网与搅拌器组合氧化，三是氧化空气管网与扰动管网组合氧化。氧化喷枪与搅拌器组合氧化结构型式投资较低，适用于直径小于10m以下的吸收塔；氧化管网与搅拌器组合氧化是常见的形式，氧化效果较好，适用于任何直径的吸收塔，氧化管网与扰动管网组合氧化的型式主要针对大直径吸收塔，氧化效果较好，但其投资较高。62机组采用第三种氧化组合型式，满足当前设计要求，且氧化管网及扰动管网双层均布保证，氧化效果较好，且目前双塔配置的5氧化风机，氧化空气量是理论空气量的2.5～3倍左右，满足实际空气量设计要求，能够保证一定的氧化效果，因此62机组氧化系统在理论研究的基础上能够满足氧化系统的设计要求[2]。

3 结构设计

氧化空气管网的结构设计是氧化风系统中重要的环节之一，氧化空气管网的主要结构有一下两种形式，一种是塔内喷淋主分支形式的管网，另一种是塔外多分支形式的管网。塔内喷淋主分支管形式的管网主要是一个主管进入吸收塔，然后进行分支，并在分支及主管上开小孔，其特点是均布性较好，但其理论设计复杂，制造难度大，适用于大直径吸收塔；塔外多分支型式的管网主要是在塔外进行分支后，支管进入吸收塔内进行开孔的情况，其特点是理论设计较为简单，易制作，且均布效果较好，90%的氧化空气管网采用此种型式，62机组采用第二种常规的氧化空气管网的结构型式，在一定程度上保证了氧化系统的正确设计。

氧化空气管网上的小孔孔速设计具有一定的设计规律，吸收塔的设计液位一般在10m～15m左右，氧化空气管网上小孔孔速务必保持在35m/s以上，避免小孔堵塞，保证脱硫浆液具有良好的氧化作用，且孔与孔之间间距不能过大，过大间距，氧化空气不能完全覆盖，常规设计孔间距一般在200mm～300mm之间，按照常规设计经验对62机组一二级吸收塔设计图进行验证，保证氧化空气管网结构设计的正确性[3-4]。

4 智能优化系统

4.1 智能系统介绍

脱硫智能优化系统技术基于边缘部署数据挖掘技术的脱硫运行优化系统，通过在现场侧采集脱硫控制系统生产数据，建立脱硫优化氧化风系统模型，对生产数据深度分析后，给出最优化关键参数推荐值。脱硫优化模型在现场测试成熟的应用模型。工作人员可以实时监控并优化运行工况，动态掌控重要设备的状态，提高日常工作效率，提供绩效管理工具，激励员工进取，从安全生产、节能降耗、提高信息获取的便利性，便于远程监督管理。

4.2 智能系统逻辑分析

图1为62机组氧化风系统PID图，由PID图可知，一二级吸收塔塔共用5个氧化风机，氧化风机按3用2备进行设计，且在通往二级吸收塔处的氧化风管道上设置了手动阀门和电动阀门，其中手动阀门作为备用措施（检修电动阀门时开启），电动阀门作为调节一级塔氧化空气量的重要手段，其中通往一二级吸收塔处管道上均有压力传感器和温度传感器。不同负荷、不同烟气参数、不同SO2浓度下，吸收塔所需要的氧化空气的量也不同。为提高风机利用效率，降低氧化风机的电耗，以SO2出口浓度、氧化风机电耗为评判标准，以电动阀门开度、一二级氧化管道后的压力传感器、温度传感器、浆液PH值等为判断依据，对氧化风机实施监控，通过调控电动阀门的开度来提高氧化风机的效率，从而真正意义上实现氧化风机能耗的合理分配[5-7]。

图1 氧化风系统PID 图

5 结语

针对四川广安发电有限责任公司62机组600 MW 亚临界燃煤机组的石灰石-石膏湿法脱硫中氧化风系统进行深度研究，通过对62号机组的脱硫系统项目背景、氧化系统的理论基础研究、氧化空气管网氧化空气管道流速的设计计算、氧化空气管网的结构设计等研究，对62机组脱硫氧化空气系统进行设计优化，并以机组出口SO2浓度及风机电耗为评价标准，研发出以电动阀门开度、一二级吸收塔氧化管道后的压力传感器、温度传感器、浆液PH值等为判断依据的智能运行优化系统，通过智能优化系统的运行来全面提高湿法氧化系统的效率，来解决湿法脱硫过程中出现的氧化效果不佳、PH值起伏不定、风机电耗过大、设备结垢等问题，从而实现机组的超低排放、节能降耗的目的。