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火电厂石灰石湿法脱硫技术运行优化详解

时间:2019-06-20 10:52

来源:电力设备

作者:冯伯强

针对火力发电厂所采用的脱硫技术,以石灰石湿法脱硫技术为主,对该种方法应用的优势与劣势,做了简单的论述分析,并且提出了优化石灰石湿法脱硫技术运行的措施。从改进脱硫装置方面入手,优化装置运行,以减少资源浪费,提高脱硫效果,提高石灰石湿法脱硫技术应用的经济性,以及火力发电厂的社会效益。


火力发电厂所采取的烟气脱硫技术种类较多,包括干法脱硫、半干法脱硫、湿法脱硫。湿法脱硫技术应用的较为广泛,该种技术所使用的原材料较为易得,即石灰石,而且成本低,具有较强的经济性。目前我国火力发电厂所采取的石灰石湿法脱硫技术较为成熟,拥有丰富的运用经验,不过为了进一步提高火力发电的节能性,各方还在积极的探索如何优化该技术,以获取更高的效益。

1、FGD概述

我国电源结构主要以燃煤机组为主,此格局在短期内不会发生太大的改变,燃烧大量的煤炭,必然会造成SO2的大量排放。我国加强对电力生产环保减排的重视,促使烟气脱硫装置被广泛的应用于火力发电厂,截刀片2010年底投入火力发电生产的烟气脱硫装置已经达到5.6亿kW。FGD即石灰石湿法脱硫技术,也叫作钙法脱硫技术,多应用于火力发电厂与煤化工企业。

该技术的原理是使用石灰石或者石灰的浆液,来作为吸收剂,于喷淋塔内进行喷撒,将其喷撒为小液滴,时期与SO2发生化学反应,产生亚硫酸钙,利用空气作用,将其转化为石膏与废水。FGD工艺较为简单,可靠性与脱硫率较高,使用的范围较广,原料丰富且价格低廉,产生的物质容易堆放。但是该种方法所占据的面积较大,而且管道容易结构,给设备与管道造成的磨损较大,首次建设的投资费用较大,脱硫石膏利用率较低,若处理不当极易产生二次污染。

2、脱硫装置优化基本原则

2.1节电原则

FGD技术运用,使用的脱硫装置工艺系统主要包括SO2吸收系统、烟气系统、石灰石浆液制备系统、脱水系统、贮存系统等。仪表与控制系统主要包括DAS系统、MCS系统、SCS系统等。电气系统包括6kV电气系统、电源系统、UPS系统等。优化FGD技术,基于节电原则,主要从降低增压风机的电能消耗,以及降低浆液循环泵电能消耗等方面入手,减少工艺装置的电力消耗,提高风机运行的效率,减少电耗,提高FGD技术应用的经济性。

2.2节约原料原则

石灰石湿法脱硫技术运行的过程中,会使用大量的石灰石作为吸收剂,虽然原料的成本较低,但是后期产生的物质保存与处理等将会消耗一定的资金,基于经济发展的角度,火力发电厂若想适应现代化经济发展,则必须要加强生产成本与安全控制,以获取更多的市场席位。节约吸收剂,可以从以下方面入手:控制吸收塔内石灰石浆液的pH值;控制塔内浆液的密度以及CI-浓度,避免吸收剂使用量较大,同CI-发生持续反应,造成不必要的原料消耗。

2.3节水原则

火电发电厂日生产量较大,湿气脱硫技术工艺装置生产量较大,不仅会产生大量的石膏物质,还会产生大量的废水,基于节约环保理念,对FGD技术运行进行优化,则需要坚持节水原则,在确保脱硫效率的前提下,采取停运浆液部分浆液循环泵的方法,来降低液气比,进而减少水分蒸发。或者将吸收塔内浆液的CI-浓度控制在合理范围内,即10000mg/L以下,来减少脱硫过程中所产生的废水[1]。

3、石灰石湿法脱硫技术运行优化

3.1GGH优化运行措施

石灰石湿法脱硫技术运行优化,优化GGH,采取以下措施:

1)压水冲洗。若GGH的差压高于500Pa,则需要采取高压水冲洗措施,对机组高负荷阶段进行冲洗,需要注意的是要避开锅炉吹灰。为了防止发生管道与设备结垢问题,在FGD装置停止运行前,要执行GGH高压水冲洗,避免二次投运时,难以洗去结垢,循环往复则能够防止GGH差压增加。装置停运后,请专业的清洗单位,使用30MPa-40MPa的移动式高压水枪,做冲洗处理。

2)吹扫处理。针对不同运行班次,制定蒸汽吹扫时间,完成高压冲洗后,需要立即开展蒸汽吹扫作业,以确保GGH能够处于高质量运行状态下。

3)数据对比分析。石灰石实湿法脱硫技术运行优化中,对于GGH的运行优化,需要做好数据对比分析,根据积累历史数据进行对比分析,包括GGH差压与机组负荷、烟气流量等。

3.2循环泵运行优化措施

浆液循环泵运行优化,为了避免叶轮发生汽蚀,可以通过控制液位的方式,将吸收塔液位,控制在高液位范围内运行。为了避免循环泵发生磨损问题,则可以通过试验的方式,来选择吸收塔浆液密度运行的主要区间,同时还可以通过控制吸收剂中含有的二氧化硅,来减少循环泵磨损问题,除此之外可以控制循环泵机械莫风,处于特定密封水压力状态下运行,若发生浆液泄露问题,则需要立即采取相应的措施加以控制。

在日常运行期间,需要做好出口压力记录,以及时发现装置磨损问题,若装置运行的过程中,循环泵出口压力增加,则极有可能是管道发生堵塞问题,或者是喷嘴位置处发生堵塞问题,若循环泵出口降低,则可能是由于喷嘴发生磨损,造成出口加大,也可能是由于循环泵叶轮发生了磨损问题,对此则需要做好检查与处理工作,使得装置能够正常运行[2]。

3.3装置吸收塔运行优化措施

石灰石湿法脱硫技术的运用,主要是装置的运行,只有确保装置的各个设备均处于高性能状态下,则能够极大程度上提高技术运行的效率。对于吸收塔的运行优化,则需要将pH值控制在合理的范围内,基于装置运行的实际情况,通常将吸收塔浆液的pH值控制在5.0-5.5范围内,将自动调节值设置为5.2。

同时将稳吸收塔的液位值控制在合理范围内,确保当石膏浆液排放时,能够及时补充回用水,同时需要冲洗除雾器。除此之外还需要控制石膏浆液密度,将其控制在1080kg/Nm3-1120kg/Nm3范围内,可以通过称重,来测量吸收塔内浆液的密度,标定密度计。根据烟气量,来设置氧化机使用数量,实现氧化风量控制目的。基于工况试验,进行脱硫效率以及pH值等的数据曲线编制,为优化运行参数调整提供依据。

编辑:李丹

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