660MW机组湿法烟气脱硫装置厂用电率主要影响因素分析及优化调整

1、660 MW机组湿法烟气脱硫装置厂用电率主要影响因素分析及优化调整摘要：针对660MW机组湿式石灰石-石膏法脱硫岛厂用电率的主要影响因素，对脱硫系统增压风机、石膏浆 液循环泵、氧化风机、辅机等设备运行调整方式对脱硫厂用电率的影响进行了详细分析。通过对脱硫系统 设备进行优化运行调整，进一步充分挖潜脱硫系统节能降耗的潜力。关键词：660MW机组；湿法烟气脱硫；厂用电率；优化调整0引言随着电力建设的发展，发电厂装机容量 不断增大，湿法脱硫装置整体配套单体设备 的容量也逐渐增大，脱硫系统耗电量约占机 组发电量的1%，其耗电率在厂用电率中的比 例要占到20%左右，如果运行不好，将造成 很大的浪费。本文针

2、对不同运行方式下的脱 硫电耗进行试验，选择合理的运行调整方 式，在满足环保要求的前提下最大限度的降 低厂用电率，提高经济效益。1脱硫工艺简介XXXXXXXX公司5、6号660MW机组的烟 气脱硫装置采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫 工艺，一炉一塔处理100%的烟气。脱硫装置 （FGD）与主机单元配套运行，采用高效脱 除烟气中SO2的石灰石一石膏湿法工艺。本 脱硫装置配套的工艺系统包括：石灰石浆液 制备系统、烟气系统、SO2吸收系统、石膏 脱水系统、工艺水系统、排放系统、废水处 理系统等。其中石灰石浆液制备系统、石膏 脱水系统、工艺水系统、废水处理系统为两 台机组公用。2影响660MW机组湿法烟气脱

3、硫厂用 电率的主要因素及优化调整2.1增压风机我公司660MW机组脱硫增压风机耗电率 在0.3%左右，增压风机耗电量的大小主要与 烟气量的大小、增压风机叶片积灰量，增压 风机出口阻力的大小等因素有关。在正常运行中增压风机风量调整主要 根据增压风机入口压力进行调整，入口压力 要求控制在负压运行。在高负荷、大烟气流 量下增压风机入口压力如果不能保持负压 运行，引风机出来的烟气不能及时排出，将 会影响锅炉炉膛的压力。为了保证锅炉安全 运行，同时为了设备安全运行必须提高增压 风机转速来降低增压风机入口压力，增压风 机转速提高后增压风机电流上升导致增压 风机耗电量上升。因此在运行中要根据不同 负荷控制增

4、压风机入口压力，做到勤调整， 使增压风机、引风机联调在最佳的经济运行 状态。增压风机叶片积灰会使增压风机效率 降低，为了满足增压风机入口压力就使得增 压风机在同一负荷下增压风机转速上升导 致增压风机耗电量上升，因此可通过适当控 制锅炉燃煤灰份含量、提高电除尘效率、利 用机组检修机会清理增压风机叶片积灰等 方法，尽可能降低增压风机叶片积灰量。增压风机出口阻力主要与石膏浆液循 环泵运行的台数、除雾器压差等因素有关。 因此，在满足环保要求的前提下通过降低石 膏浆液循环泵运行台数降低增压风机的出 口阻力。根据脱硫进口二氧化硫含量和负 荷、适当添加提效剂等方式来降低石膏浆液 循环泵运行的台数从而降低增压

5、风机出口 阻力。脱硫吸收塔除雾器压差越大增压风机 出口阻力就越大，因此在正常运行中尽量保 证除雾器压差在低位运行。根据不同负荷调 整除雾器冲洗时间、冲洗间隔时间，除雾器 压差的大小还和石膏浆液品质运行有关，当 石膏浆液中亚硫酸盐含量较高时，由于亚硫 酸盐粘附能力较强，亚硫酸盐吸附在除雾器 上面时，不容易将亚硫酸盐冲洗下来，会导 致除雾器压差增大。因此在运行中要确保脱 硫吸收塔氧化风量，降低石膏浆液中的亚硫 酸盐含量。2.2石膏浆液循环泵我公司石膏浆液循环泵耗电率在0.4% 左右，石膏浆液循环泵耗电量的大小主要与 石膏浆液密度、吸收塔液位、石膏浆液PH 值等参数有关。脱硫系统吸收塔运行中，离心式

6、石膏浆 液循环泵电流与进口静压是成正比的。吸收 塔液位越高，泵电流就越高，反之就越低。 实际运行中，根据脱硫系统运行工况来调控 吸收塔浆液池液位是一项很细致的工作。一 般在脱硫系统负荷较高时，如机组负荷高烟 气流量大、烟气SO2含量高、石灰石品质较 差时，需要控制较高的液位，使浆液有较大 的氧化空间，循泵有较高的出力，从而保证 脱硫效率。所以，我们完全可以在运行中根 据以下几种情况及时降低吸收塔液位，调整 脱硫系统运方，以降低石膏浆液循环泵出 力，减少其电能的消耗：（1）机组负荷低， 特别是在晚峰后有较长的低负荷时间段，脱 硫效率和SO2排放指标裕量较大时；（2）在 原烟气SO2含量较低时，S

7、O2排放允许的条 件下；（3）在石膏浆液中亚硫酸盐合格的条 件下，允许减少氧化空间。同样，脱硫系统吸收塔运行中，石膏浆 液循环泵电流与传输介质的密度也是成正 比的。石膏浆液密度越低，泵的电流就越小， 反之就越大。石膏浆液密度直接关系到石膏 脱水和性能，密度过低，石膏结晶时间短， 石膏生成量少，脱水效果不佳，运行经济性 也不好；密度过高，石膏得不到及时脱出， 易造成喷淋层喷咀、除雾器结垢，甚至会影 响脱硫能力。因此在运行中及时调整运方， 使石膏浆液尽可能长时间保持低密度运行， 对节约石膏浆液循环泵电耗是效果明显的。 当然，我们也不能因为要降低石膏浆液密度 而增加脱水系统电耗，这就要求我们在运方

8、调整时更加讲究科学性，以下几种运方可作 为参考：（1）与吸收塔浆液池液位一起调整， 如运行中需要低液位向高液位调整时，此时 尽量以工艺水向吸收塔内补充，液位升高的 同时，密度也相应下降；（2）根据脱水系统 运行情况来调整浆液密度，当真空皮带机滤 布上部的石膏饼厚度能够保持设定值时（该 厂设定为20mm），尽可能降低石膏浆液密度 在低水平。（3）在原烟气含硫量处于较低的 工况时，一般是指小于脱硫系统原设计值的 工况，脱硫能力不受影响的条件下，保持低 密度运行，石膏浆液可以达到吸收SO2量与 石膏产生能力的平衡；（4）运行中维持低PH 值运方，石膏浆液对石灰石的需求量减少， 也可有效降低石膏浆液密

9、度。浅显地看，脱硫系统烟气流速与石膏浆 液循环泵电耗无直接联系，但从脱硫系统吸 收塔喷淋层喷咀的布置及吸收塔进口前烟 道布置情况来看，石膏浆液循环泵的负荷与 脱硫系统烟气流速仍是有很大关系的。烟气 流速与烟气量是成正比的，当机组负荷一定 时，烟气量基本保持不变（当锅炉燃烧工况 稳定时），但脱硫系统中的各部位的烟气流 速却是不同的。原烟气流速高，在吸收塔内经过的时间 缩短，烟气与石膏浆液雾化层接触时间少， SO2吸收就会相应减少。另外，吸收塔进口 烟道前布置的均流板，进入吸收塔前有一段 下降部分，且烟道入口截面积很大，水平方 向上尺寸很大，一般都在8米以上，烟气在 进入吸收塔时的分布并不是绝对均

10、匀，而是 呈紊流状，特别是在水平方向上存在较大的 流速偏差，当烟气流速增加后，这种流速偏 差现象更为严重，进而造成吸收塔内部烟气 旋流现象或烟气在筒体内帖边旋转、烟气流 分布不均等现象。此时，在相同工况下，脱 硫效率会有所下降，需相应提高液气比，才 能维持脱硫效率，石膏浆液循环泵出力必然 增加。特别是在锅炉燃煤品种发生变化，偏 离原设计煤种时，烟气量发生较大变化，脱 硫系统原烟气流速增加较多时，这种情况更 加严重。由此可见，降低和稳定原烟气流速，也 是降低石膏浆液循环泵电耗的方法之一。原 烟气流速越低，需要的液气比就小，石膏浆 液循环泵出力需求就小；反之亦然。运行中 进行以下运方调整，可以有效

11、稳定或降低原 烟气流速：（1）在满足原烟气含氧量的情况 下，要求调整锅炉燃烧，尽可能减少炉膛二 次风的供给，以降低烟气量。（2）在机组负 荷高，烟气量大的情况下，适当减小增压风 机动叶开度，改控制增压风机前烟气压力为 控制其出口压力，适当减小增压风机出口风 压，但原烟气压力不能波动大，应满足锅炉 燃烧的需要。石膏浆液循环泵运行方式不当，调整不 及时，显然会增加其电耗，造成其无功现象。 当机组负荷降低较多时，如果两台泵运行可 以满足脱硫效率要求，而长时间运行三台 泵，电耗必然增加；当机组较高负荷时，三 台泵运行，PH值已低至下限，脱硫效率仍偏 高，如不及时调整吸收塔浆池液位、降低浆 液密度，必然

12、增加石膏浆液循环泵的电耗。 我们可以在石膏浆液循环泵相同的运行台 数时，通过对各运行参数的及时调整，可以 通过调整其他运行参数，如PH值、石膏浆 液密度、吸收塔浆池液位或烟气流速等，对 石膏浆液循环泵的运方进行细化，以达到更 少石膏浆液循环泵的运行数量，或相同运行 数量的情况下，重新调整出不同的运行优化 工况，以降低其电耗。我们知道，在脱硫系统运行中，石膏浆 液PH值越高，钙硫比越高，脱硫效率就会 越高，反之越低。简单地来说，运行中同样 数量的石膏浆液循环泵运方下，提高石灰石 浆液的供给量，提高PH值，在脱硫系统负 荷增加的一定范围内，可以满足脱硫效率的 要求。但在实际运行中，PH值高至5.8

13、以上， 石膏浆液中亚硫酸盐的含量易升高，增加了 石膏浆液在设备中结垢的可能性，当PH值 达到6.0以上，这种现象更加严重。特别是 长期运行在高PH值，吸收塔喷淋层喷咀、 除雾器等都会发生结垢堵塞现象。吸收塔喷淋层喷咀堵塞，会使对应的石 膏浆液循环泵电流下降，却不能形成均匀的 石膏浆液喷淋区间，造成烟气经过喷淋层洗 涤不充分，脱硫效率下降。那么，在运行中， 为了满足脱硫效率要求会增加石膏浆液循 环泵的运行数量，甚至在高系统高负荷时把 PH值提高更多，这就形成了恶性循环。同时， 吸收塔除雾器结垢，烟气差压增大后，增压 风机电耗会增加，局部发生堵塞或结垢严重 现象，会造成烟气流不稳定或分布不均匀，

14、前面已论述了烟气流的不稳定或不均匀分 布也会增加石膏浆液循环泵电耗。所以，对PH值控制得当，是降低石膏 浆液循环泵电耗的有效途径。那么，在脱硫 系统运行中，如何根据石膏浆液循环泵的运 方来合理控制PH值呢？（1）在石膏浆液循 环泵运行台数相同的运方下，尽量提高PH 值来满足脱硫效率要求，但PH值不应在5.8 以上连续运行超过6小时。（2）当PH值在 高值运行后，当脱硫系统负允许情况下，应 立即降低PH值至低限运行，以消耗石膏浆 液中过剩的亚硫酸盐，降低其含量。（3）石 灰石供浆量目前投入自动的系统很少，该厂 为手动控制，在运行中，虽然人工操作量大， 但及时性好。在提升PH值过程中，不应大 量供

15、给石灰石，防止石灰石在吸收塔中形成 局部大量的富裕，来不及反应。（4）在相同 工况下，合理调整PH值，使循环浆液泵的 运方更为灵活。另外可根据负荷、脱硫进口含硫量合理 添加提效剂降低石膏循环浆液泵运行台数 以降低脱硫石膏浆液循环泵耗电率综上所述，石灰石-湿法烟气脱硫系统 通过对吸收塔浆液池液位、石膏浆液密度、 石膏浆液PH、原烟气流速及石膏浆液循环泵 运方综合调整，可以明显降低石膏浆液循环 泵电耗，。2.3氧化风机氧化风机耗电率约在0.15%左右，氧化 风机耗电量的大小主要与吸收塔液位、负荷 和进口二氧化硫含量有关。氧化风机电流与吸收塔液位成正比的， 吸收塔液位越高，氧化风机电流就越高，反 之

16、则越低。但吸收塔液位在低液位运行时， 石膏浆液密度就越大导致石膏浆液循环泵 电流就越大，因此在正常运行中合理控制吸 收塔液位，保证氧化风机和石膏浆液循环泵 在经济状况下运行。氧化风量的大小主要影响吸收塔浆液 亚硫酸盐氧化过程，在正常运行中控制吸收 塔出口氧含量高于进口氧含量0.3%左右，因 此在低负荷或吸收塔进口二氧化硫含量较 低的情况下可降低氧化风量达到降低氧化 风机耗电量的目的。2.4湿式球磨机湿式球磨机耗电率约在0.07%左右，湿式 球磨机耗电量的大小主要与石灰石品质、湿 式球磨机钢球量的多少有关。石灰石颗粒太粗造成出口相同颗粒度石 灰石浆液所消耗的钢球量和湿式球磨机电 量就越多，因此保

17、证湿式球磨机石灰石颗粒 度在合理的范围内。湿式球磨机钢球量的多少直接影响其出 力，因此在湿式球磨机在运行中定期添加钢 球，保证湿式球磨机在最大出力下运行，缩 短湿式球磨机的运行时间。2.5其他辅机2.5.1石膏脱水系统石膏脱水系统耗电量最大的为真空泵，真 空泵的电流与石膏饼厚度有直接的关系，石 膏饼厚度越高，其真空就越低，真空泵电流 就越高，因此在保证石膏含水率合格的情况 下，降低其石膏饼厚度，降低真空泵电流。石膏脱水应保证在最大出力下运行，从而 缩短石膏脱水运行时间降低脱水系统耗电 量。2.5.2除雾器冲洗系统除雾器冲洗水泵耗电量与除雾器冲洗压 力、除雾器冲洗时间、除雾器冲洗间隔时间 有关。

18、在保证除雾器压差和除雾器冲洗效果 的情况下除雾器冲洗压力越低其除雾器冲 洗水泵电流就越小。另外根据负荷和除雾器 压差合理调整除雾器冲洗时间和除雾器冲 洗间隔时间。在除雾器不冲洗的情况下可停 运除雾器冲洗水泵。吸收塔补水在除雾器不 冲洗的情况下可通过工艺水泵进行补水。 2.5.3其他各地坑泵、搅拌器。各地坑液位控制低 液位运行，尽量停止地坑泵及搅拌器运行。如地坑内为清水时，视情况可不必启动搅拌 器运行。制浆及吸收塔区域地坑需防止外界 污染，影响系统运行和设备损坏。3结束语石灰石-湿法烟气脱硫系统在运行中， 不应固执地追求高脱硫效率，而应根据锅炉 燃煤品质，如硫份、灰份等及石灰石品质， 运彳丁中进彳丁综合调整，以提高脱硫系统的运 行经济性。在实践中需要结合各电厂脱硫系 统的自身特性进行长期摸索，要做好细致的 统计分析工作，以期找到脱硫系统不同运方 下节电的主要切入点和最佳平衡点，从而制 定出完善的脱硫系统运方优化调整措施。参考文献：周至祥，段建中，薛建明等.湿法烟气脱硫工 艺技术全