脫硫串聯(lián)塔優(yōu)化運(yùn)行研究

蔡子嘉

摘 要：該文以貴州興仁2×660 MW脫硫新建串塔機(jī)組項(xiàng)目作為研究基礎(chǔ)，結(jié)合目前串塔技術(shù)的設(shè)計(jì)思路，對(duì)脫硫串塔如何進(jìn)行有效的控制運(yùn)行，并通過(guò)系統(tǒng)的優(yōu)化配置如何達(dá)到節(jié)能降耗的目的，提出了對(duì)整個(gè)塔設(shè)置可調(diào)節(jié)手段，對(duì)不同情況可采用不同手段進(jìn)行調(diào)節(jié)，是保證串塔系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行的保證手段。

關(guān)鍵詞：串聯(lián)吸收塔 聯(lián)通管 液位控制 水平衡

中圖分類號(hào)：TQ051 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）07（a）-0060-02

1 系統(tǒng)配置介紹

貴州興仁項(xiàng)目為脫硫新建機(jī)組，針對(duì)云貴地區(qū)高硫煤的情況，該項(xiàng)目采用串聯(lián)塔方案。設(shè)計(jì)SO2濃度入口為6 650 mg/Nm3，出口不超過(guò)35 mg/Nm3，脫硫效率99.5%。新建系統(tǒng)及塔區(qū)主要配置如圖1所示。

2 設(shè)計(jì)工況各部分耗量

具體數(shù)據(jù)如表1所示。

3 運(yùn)行調(diào)節(jié)

（1）液面控制：根據(jù)表1設(shè)計(jì)工況下水耗量可以看出一級(jí)塔的水耗基本上是二級(jí)塔水耗的10倍。由于從一級(jí)塔出來(lái)后為飽和煙氣，煙溫在43 ℃左右，進(jìn)入二級(jí)塔后煙氣蒸發(fā)水耗很少，因此二級(jí)塔液位比一級(jí)塔的液位更難控制，同時(shí)又因?yàn)槎?jí)塔除霧器沖洗水的加入，使得二號(hào)吸收塔液位容易較高。該項(xiàng)目設(shè)置兩種措施進(jìn)行二級(jí)塔的控制。一級(jí)塔和二級(jí)塔設(shè)置聯(lián)通管，二級(jí)塔設(shè)計(jì)液位比一級(jí)塔液位高1 m。根據(jù)連通器原理，只要二級(jí)塔比一級(jí)液位高時(shí)，漿液將沿連通管道由二級(jí)塔流向一級(jí)塔，最終達(dá)到兩個(gè)塔的液面基本保持一致。其次設(shè)置倒?jié){泵，在二級(jí)塔排漿同時(shí)降低二級(jí)塔液位。當(dāng)二級(jí)塔密度達(dá)到排漿密度時(shí)，開(kāi)啟倒?jié){泵往一級(jí)塔倒?jié){，此種強(qiáng)制運(yùn)行可以加快二級(jí)塔液位降低，對(duì)二級(jí)塔液位控制形成強(qiáng)有力保證。

（2）排漿控制：由于二級(jí)塔的石膏排出量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于一級(jí)塔，所以整個(gè)系統(tǒng)的石膏由一級(jí)塔進(jìn)行脫水。二級(jí)塔的漿液靠連通管道或倒?jié){泵往一級(jí)塔排，二級(jí)塔設(shè)計(jì)的石膏排出泵的出力能力為兩個(gè)塔的和。當(dāng)二級(jí)塔無(wú)需排漿時(shí)，通過(guò)連通管控制液位，當(dāng)二級(jí)塔需要排漿時(shí)，可以打開(kāi)倒?jié){泵往一級(jí)塔排漿，再由一級(jí)塔脫水。

（3）密度控制：一級(jí)塔和二級(jí)塔均設(shè)置濾液回流的入口，但由于一級(jí)塔蒸發(fā)量大，石膏產(chǎn)量大，易出現(xiàn)密度偏高的情況，密度太高會(huì)造成管道及泵的磨損、腐蝕結(jié)垢、泵出力增大、電耗提高。因此，濾液回流管道主要進(jìn)入一級(jí)塔來(lái)降低密度，同時(shí)濾液回流可以避免頻繁開(kāi)除霧器沖洗或加入外來(lái)工藝水調(diào)節(jié)密度。而當(dāng)密度低時(shí)可以通過(guò)加大供漿量來(lái)提高密度。

（4）pH值控制：一級(jí)塔和二級(jí)塔均設(shè)置供漿管道，兩個(gè)吸收塔均設(shè)置pH計(jì)，可以分別獨(dú)立控制pH。從脫硫效率上考慮，一級(jí)塔將pH值控制低一些，有利于石灰石的溶解，提高石灰石的利用效率，并能促進(jìn)亞硫酸鈣氧化。一般將一級(jí)塔控制在4.5～5.5。而二級(jí)塔pH控制在5.6～6，此pH值下促進(jìn)SO2的吸收，有助于提高脫硫效率。

（5）氧化空氣量控制：一級(jí)塔和二級(jí)塔分別設(shè)置獨(dú)立的氧化空氣系統(tǒng)，由于一級(jí)塔作為氧化反應(yīng)比較重要的塔，因此必須保證一級(jí)塔正常液位運(yùn)行，從而保證足夠的氧化空間。

4 節(jié)能運(yùn)行措施

4.1 如何節(jié)省水耗

串塔水平衡一直是一個(gè)問(wèn)題，把串塔當(dāng)作一個(gè)整體的塔考慮時(shí)，在低負(fù)荷下整體的蒸發(fā)量會(huì)小于加入水量。特別是近兩年入口增加低低溫省煤器，會(huì)造成蒸發(fā)量進(jìn)一步減少，水平衡問(wèn)題更加嚴(yán)重。因此通過(guò)系統(tǒng)設(shè)置減少外加工藝水的水量，而盡量消耗內(nèi)部水來(lái)達(dá)到運(yùn)行要求，是緩解水平衡的思路。措施一：濾液制漿。通過(guò)濾液制漿可以減少外界工藝水的加入量，從而節(jié)省工藝水水耗。措施二：用濾液沖洗一級(jí)塔除霧器。脫硫系統(tǒng)的濾液由3部分組成：（1）石膏旋流器溢流。此部分含固量較高在3%～5%之間，不適合沖洗除霧器。（2）二級(jí)脫水系統(tǒng)沖洗水。此部分主要是由沖洗濾布濾餅后收集的水和氣液分離器底流，此部分水的含固量較低，在0.5%左右，可以作為除霧器的沖洗水。（3）廢水旋流器的底流。此部分含水量在10%左右，不適合沖洗除霧器。因此將含固量低的水收集起來(lái)可作為除霧器的補(bǔ)充水。此種辦法可以進(jìn)一步減少外加工藝水的水量。

4.2 如何節(jié)省電耗

（1）漿液循環(huán)泵運(yùn)行節(jié)能：考慮低負(fù)荷下，串塔所有漿液循環(huán)泵開(kāi)啟沒(méi)有必要，主要還是減少漿液循環(huán)泵的個(gè)數(shù)達(dá)到降低電耗的目的。氧化風(fēng)機(jī)節(jié)能：由于二級(jí)塔作為污染排放濃度控制的最后防線，故在低負(fù)荷下建議減少一級(jí)塔循環(huán)泵的數(shù)量。而一級(jí)塔作為氧化反應(yīng)的主要場(chǎng)所，若低負(fù)荷時(shí)可以考慮將二級(jí)塔氧化風(fēng)機(jī)切除，而保證一級(jí)塔的運(yùn)行。（2）皮帶脫水機(jī)節(jié)能：皮帶脫水機(jī)為間斷運(yùn)行設(shè)備，在皮帶脫水機(jī)前設(shè)置石膏緩沖箱，用石膏緩沖泵將石膏再排往一級(jí)旋流器，這樣可以保證皮帶機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行，從而提高脫水機(jī)的利用效率，間接減少皮帶機(jī)的運(yùn)行時(shí)間，從而降低了運(yùn)行電耗和沖洗水耗量。（3）由于設(shè)置了聯(lián)通管，可以通過(guò)自流而非倒?jié){泵來(lái)控制液位，因此倒?jié){泵開(kāi)啟頻率可減少。

5 存在問(wèn)題

水平衡問(wèn)題一直是串塔運(yùn)行中突出的問(wèn)題。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度放緩，第二產(chǎn)業(yè)用電量下降，全社會(huì)用電量增長(zhǎng)速度走低，發(fā)電企業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩，發(fā)電小時(shí)數(shù)下降，電廠低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間加長(zhǎng)。因此導(dǎo)致脫硫入口煙溫下降和煙氣量減少，蒸發(fā)量會(huì)進(jìn)一步降低，而對(duì)于吸收塔的除塵除霧器的控制，又要求除霧器需要保證沖洗水的沖洗頻率，從而保證除霧器的除霧效率。在“前后夾擊”的情況下，經(jīng)過(guò)計(jì)算核實(shí)，串塔在低負(fù)荷時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)水必然需要外排才能解決問(wèn)題。而目前，吸收塔內(nèi)水如何外排，需要整個(gè)系統(tǒng)甚至整個(gè)電廠的協(xié)調(diào)。而對(duì)于脫硫設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，如何盡可能地用內(nèi)部水進(jìn)行沖洗，減少外加水量是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。

6 結(jié)語(yǔ)

串塔是對(duì)高硫煤脫硫項(xiàng)目的一個(gè)有效方案，但由于系統(tǒng)復(fù)雜，不僅要分別考慮兩個(gè)塔各自的系統(tǒng)運(yùn)行，還要考慮兩個(gè)塔之間的調(diào)控關(guān)系。對(duì)整個(gè)塔設(shè)置可調(diào)節(jié)手段，對(duì)不同情況可采用不同手段進(jìn)行調(diào)節(jié)，是保證串塔系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行的保證手段。

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