目前在我国的能源结构分布中,燃煤发电仍然占据着主要地位。因为大规模燃煤所导致的SO2大量排放至大气中,随之引起的环保问题也日益引起人们的关注,为此国家对环保节能减排工作的重视程度也越来越高,制定的标准也日益严格,如:日均值控制变为小时均值控制,出口排放烟气控制指标减半等等。
在排放标准越来越严格的趋势下,烟气脱硫装置在电厂中的成本投入也越来越高,脱硫装置要如何做到安稳经济运行,降低运行成本,对电厂的持续运营有着重要的意义。

Part 1 脱硫系统运行分析
当前的燃煤烟气脱硫,方法与种类很多,如钙法、氨法及镁法等等。经过多年的实践,其中石灰石-石膏法烟气脱硫工艺成为目前火电行业应用最为广泛、技术最成熟的烟气脱硫技术之一,其主要配置以石灰石为脱硫吸收剂,副产品为石膏。
石灰石-石膏烟气脱硫装置中,其工艺系统主要由石灰石浆制备系统、吸收系统、烟气系统、副产品处理及储存系统(即石膏脱水系统)、废水处理系统、工艺水系统、排空系统等组成。
其具体系统工艺流程为:烟气经过静电除尘器进行除尘,然后经过增压风机、烟气换热器冷却后进入吸收塔。在吸收塔内是以逆流进行洗涤吸收,烟气由下向上流动,Ca(OH)2浆液至上而下流动,并通过喷淋设备进行雾化,使上行气体可与下行浆液充分接触。在吸收塔中,通过氧化风机在塔底鼓入氧气,在氧气充足的条件下,烟气中的S02与浆液中的Ca(OH)2反应生成石膏,在泵的带动下将石膏浆液排出,石膏浆液再进入脱水系统进行一级脱水和二级脱水,最后形成石膏。
Part 2 脱硫装置运行优化
对于石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置,在保证S02达标排放的基础上,可从以下方面优化降低脱硫装置的运行成本:
01.节电
首先是降低吸送风机电耗。常用措施为减少锅炉、烟道膨胀节漏风;降低除雾器压差,减少烟气阻力;根据脱硫系统压差及烟气量大小调整其出口开度。
02.节约脱硫剂(即石灰石细粉)
控制脱硫塔浆液PH值,保证脱硫剂最大利用率;石膏脱水时,适当降低PH值,减少供浆量,避免造成石灰石细粉过度浪费。
03.节水
在保证脱硫效率的情况下,停运循环或喷淋泵,降低液气比,可以减少蒸发量;加强脱硫塔入口烟气温度监控,及时沟通调整,减少蒸发水量;增加废水或雨水回收利用,可代替部分脱硫水源。
Part 3 脱硫运行优化
针对脱硫系统的运行原理,在运行优化的过程中,可通过以下具体操作措施来达到降低成本的目的:
01.循环泵或喷淋泵的运行优化
①按照烟气量调整循环泵、喷淋泵投入台数,如两炉一塔配置,脱硫系统配备一循环泵、两台喷淋泵,仅一台炉运行时,可停运一台喷淋泵,减少脱硫电耗。
②防止磨损。通过试验选择合理的脱硫塔浆液密度区间,减少高密度运行时间,既能减少磨损,同时可以降低泵的运行电耗。
③关注泵出口压力。在运行期间,若发现循环泵或喷淋泵出口压力升高,其原因可能为出口管道或喷嘴堵塞。反之,则可能是喷嘴磨损使出口变大或者泵的叶轮磨损。
02.氧气风机的运行优化
①若氧化风机配备为一塔两台,可调整氧化风机运行台数。
②可通过增湿水流量调节,控制氧化风机的温度,使进入脱硫塔的氧化风降温增湿,避免氧化风管在吸收塔干湿界面结垢。
03.脱硫塔的运行优化
①控制PH值范围。脱硫塔浆液PH值常规范围为5.0 -5.8,通常可将自动调节的PH设定值为5.4。
②控制脱硫浆液密度。浆液密度范围为1120 -1180kg/Nm3,可在石膏脱水正常的情况下,降低浆液密度运行。另外,定期用密度计手测脱硫塔浆液密度,与在线密度对比校准。
③控制氧化风量,保证脱硫浆液的充分氧化。
④观察总结曲线。进行各种工况曲线对比,总结SO2浓度、PH值、脱硫效率的关系,作为系统调整运行的依据。
Part 4 真空皮带脱水机的运行优化
01.控制石膏滤饼厚度
真空皮带机滤饼厚度会影响石膏含水率。经过不同厚度的取样对比,滤饼厚度在20-25mm为最佳。太薄由于皮带转速高,容易引起皮带跑偏、滤布跑偏及皮带磨损等问题,导致设备加速损坏。太厚则会使真空度增加,导致脱水效果变差。
02.关注水力旋流器分流效果
石膏脱水中皮带机的浆液来自水力旋流器底流,石膏脱水的效果及时间长短,主要取决于水力旋流器的分流作用。而影响水力旋流器分流作用的主要因素又为排浆泵出口压力(水力旋流器入口压力)和水力旋流器调节阀的开度。
03.做好皮带脱水机皮带裙边的维护工作
皮带脱水机运行期间,要维持较高的真空度,则整个系统的密封会相对完好。而密封环节中易出现问题的则是皮带的裙边。裙边的破裂,脱落等缺陷会直接使真空泵抽取空气,既影响石膏脱水效果,也会造成真空泵电耗增加。
结语:
随着环保标准和意识的加强,我国的烟气脱硫系统工艺得到了足够的重视,脱硫技术也不断地向着高产出、低维护的方向发展。通过对石灰石-石膏湿法脱硫装置做好大量的运行优化工作,能够有效减少运行中无意义的损耗及资源利用的不合理性;通过科学的运行方式来控制脱硫工艺,保障脱硫装置长期稳定运行,并能够有效降低脱硫工艺运维成本,实现脱硫装置的可持续经济运行。
来源:工程过程气体检测技术