(1.大唐环境集团股份有限公司电力设计研究院北京市海淀区100096)
摘要:随着我国对于燃煤电厂的环保要求不断提高,烟气脱硫已成为电力生产中的重要环节。目前,燃煤电厂以湿法脱硫为主,存在电耗大、耗水量高等能耗问题。因此,要求电厂不断优化脱硫系统运行方式,在满足环保要求的同时,进一步降低能耗,实现经济目标。本文以某1000MW机组为例,统计和计算了在不同工况下的系统脱硫电耗,进一步根据电耗的构成和影响因素的分析,指出浆液循环泵是影响脱硫系统电耗的主要设备。在此基础上,分析了对浆液循环泵出力和效率的影响因素,相应地提出了节电措施,并在实际运行中进行实践,取得了良好的优化效果,论证了本文提出的影响因素分析和节电措施。
关键词:脱硫系统;电耗;影响因素;节电措施
1.引言
随着我国对于燃煤电厂的环保要求不断提高,烟气脱硫已成为电力生产中的重要环节。目前,燃煤电厂以湿法脱硫为主,存在电耗大、耗水量高等能耗问题。因此,要求电厂不断优化脱硫系统运行方式,在满足环保要求的同时,进一步降低能耗,实现经济目标。
2.脱硫系统实测电耗分析
以某1000MW机组脱硫系统为例,分析在不同工况下的电耗因素。根据各设备的实测电流,通过公式(2-1),计算脱硫系统的实际功率,电耗情况如表2-1所示。
由表2-2所示结果可知,脱硫系统的电耗主要来自SO2吸收系统,占总电耗百分比的80.13。SO2吸收系统的电耗主要来自浆液循环泵、氧化风机、石膏排出泵和吸收塔搅拌器。以某1000MW机组脱硫系统为例,SO2吸收系统由5台浆液循环泵、6台吸收塔搅拌器、2台石膏排出泵和2台氧化风机等组成,其中5台浆液循环泵的功率为7650kW,占SO2吸收系统总功率的78.95%。综上所述,脱硫系统的损耗主要由SO2吸收系统中的浆液循环泵的功率消耗所决定。进一步,文献[2]指出浆液循环泵的电耗主要受吸收塔液位、石膏浆液密度、烟气量和石膏浆液PH值等因素的影响。
3.电耗影响因素及相应的节电措施分析
3.1入炉煤质硫份过高
当入炉煤质硫份过高时,对脱硫系统造成的直接影响是导致进入吸收塔的SO2量过高。为了保证脱硫效率,需要增大供浆量、多开浆液循环泵、氧化风机等方式来保证脱硫效率,更多大功率设备的投入意味着电耗的大幅增加。同时还需要控制吸收塔浆池液位保持在一个较高的值,使浆液有足够大的空间,浆液循环泵需要保持较高的出力才能保证脱硫需求,随着吸收塔液位升高,泵电流随之增大,造成单台浆液循环泵的消耗功率增大,电耗增加。
节电措施:1)合理掺配燃煤,使入炉煤质的硫份保持在一个较稳定的值,同时根据运行工况的变化调整煤质,高负荷多用低硫煤,低负荷多用高硫煤。2)根据入炉煤质和系统负荷及时调整浆液循环泵运行参数,机组高负荷时升高液位,当负荷降低时及时降低浆池液位,减小浆液循环泵的功率。
3.2脱水系统运行效率低,石膏浆液密度过高或过低
脱硫系统中,浆液循环泵泵电流与石膏浆液密度成正比。石膏浆液密度增大时,会造成泵电流升高,浆液循环泵功率消耗增大。然而,各脱硫系统的实际运行工况不同,石膏浆液密度也需要维持在不同的运行区间。石膏浆液密度影响脱水系统的效率和性能,密度过高时,会造成石膏不能及时脱出,进一步影响喷淋层喷嘴、除雾器和烟气换热结垢;密度过低时,会造成,石膏结晶时间短、生成量少,脱水效果差等问题。
节电措施:1)根据系统工况,调整石膏浆液密度,使其长期保持在合理运行区间的低密度值。2)配合吸收塔浆池液位调整,当浆池液位升高时,尽可能通过补充工艺水的方式来抬高液位,同时也实现了降低石膏浆液密度的目的。
3.3氧化风机低效运行,氧化风量过大
氧化风机功率主要受浆池液位、系统负荷和入口SO2浓度的影响,吸收塔浆池液位降低,氧化风量也应相应地减小,降低氧化风机出力,才能实现系统高效的运行。
节电措施:1)定期对氧化风机管道、滤网进行维护清理,保证氧化风机高效运行;2)控制氧化风机出力配合吸收塔液位、石膏浆液密度的调整,实现动态平衡控制。
4.优化效果对比
保证系统负荷、入口烟气量、SO2浓度和脱硫效率一致的前提下,通过节电措施的调整,对比系统电耗,结果如表4-1所示。由结果可见,通过对浆液循环泵、氧化风机等的投入台数和出力调整,通过对吸收塔浆池液位、石膏浆液密度和氧化风量的合理分配,降低了脱硫系统电耗。
5.结语
本文以某1000MW机组为例,统计和计算了在不同工况下的系统脱硫电耗,进一步根据电耗的构成和影响因素的分析,指出浆液循环泵是影响脱硫系统电耗的主要设备。在此基础上,分析了对浆液循环泵出力和效率的影响因素,相应地提出了节电措施,并在实际运行中进行实践,取得了良好的优化效果,论证了本文提出的影响因素分析和节电措施。
参考文献:
[1]俞兴平,王哲,梁金丽.350MW机组烟气脱硫系统电耗影响因素分析与优化[J].甘肃冶金,2015,37(05):105-106+109
[2]杨天桃,翟学军.脱硫浆液循环泵电耗影响因素分析与优化[J].江苏电机工程,2011,30(03):74-77
[3]杨爱勇,韦飞,祝业青,惠润堂,颜俭.影响湿法脱硫烟气系统电耗的因素[J].节能与环保,2010(03):41-42.
[4]韩新奎,郭敏.降低湿式石灰石-石膏烟气脱硫装置电耗的措施[J].电工技术,2010(06):58-59.
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作者谭放,大唐环境集团股份有限公司电力设计研究院。