大型火力發電機組濕法煙氣脫硫系統技術研究

寧旭紅

（山西漳電蒲洲熱電有限公司，山西運城044500）

1 大型火力發電機組濕法煙氣脫硫工藝流程

眾所周知，以石灰石、石膏作為原材料的濕法脫硫技術是目前大型火力發電機組煙氣脫硫應用最廣泛的技術，主要包括煙氣系統、煙氣換熱系統、吸收系統、增壓風機系統、廢水處理系統等。通常情況下，石灰石漿液制備系統、脫水系統和廢水處理系統等會成為兩套煙氣脫硫系統的公用系統，以此提升系統的使用率，降低煙氣脫硫工藝的生產成本。在對發電廠煙氣進行脫硫時，未脫硫的煙氣經過相應增壓設備增壓后進入換熱器降溫，以減小對吸收設備內部造成的損害。隨后，降溫過后的煙氣進入吸收塔和相應的石灰石漿液發生化學反應，從而去除煙氣中的二氧化硫。

2 大型火力發電機組濕法煙氣脫硫重要技術

2.1 火力發電廠高壓加熱器內部泄漏點檢定技術

高壓加熱器內部泄漏故障是火電廠回熱系統主要故障之一，高加系統發生泄漏時，如果不能對泄漏點進行準確的判斷并確定位置，不僅事故可能進一步擴大，搶修時間還可能延長，造成不必要的經濟損失。因此，高加系統內部泄漏點檢定技術就顯得尤為重要，如何結合電廠實際情況和高加設備的結構特點，總結出針對高壓加熱器內部泄漏的檢定技術是所有發電廠管理人員必須高度重視的問題。在運行過程中，通過對高加泄漏的各項特征進行研究和分析，可得出借助于介質水和壓縮空氣來查找泄漏點位置的檢定方法。

首先是水側靜壓注水。高加系統解體后，可通過向水側管束注水、靜壓來查找明顯的一類泄漏點，如果泄漏大，此U型管中的水就會由泄漏處流入汽側，泄漏的鋼管中水位會自動下降，管內水位下降至漏點處水平。當存在微漏和滲漏點時，可通過汽側壓縮空氣打壓進行下一步的泄漏點檢定。在水側注水的基礎上，利用壓縮空氣打壓的方法對泄漏點進行檢定利用了水側注水類似于放大鏡的功能，它將肉眼不可見的汽側泄漏壓縮空氣轉化為水側可見的氣泡溢出，氣泡溢出點即為泄漏點位置，可清楚準確地確定滲漏點部位，如圖1所示。

圖1 壓縮空氣打壓法檢漏示意圖

2.2 水環式真空泵抽真空技術

水環式真空泵抽真空技術主要是指利用現有的開式循環水系統通過管式換熱器對空冷抽真空系統管道中熱空氣預冷卻后，再進入水環真空泵的新型技術，它能保證夏季高溫期水環真空泵的運行工況穩定，達到相應的額定出力，如圖2所示。

圖2 水環式真空泵抽真空技術示意圖

真空泵在工作過程中會由于做功而產生熱量，使工作水環發熱，造成部分水和氣體一起被排走。因此，在工作過程中，必須不斷地給泵供水，以降低泵內水的溫度和補充泵內消耗的水，滿足泵的工作要求。在夏季，由于環境溫度高，換熱器實際運營效果明顯下降，真空管中空氣溫度明顯升高，使真空泵水環溫度升高，造成水汽化，導致真空泵工況惡化、出力不足或超負荷工作。因此，大型火力發電廠必須根據機組實際運營的各項指標和現象深入分析和探討機組故障的原因，并采取相應措施使夏季高溫環境下真空泵的入口空氣溫度下降至泵的設計要求值，從而維持真空泵水環穩定的工作狀態，以保證機組在良好的真空環境中運行。

3 大型火力發電機組濕法煙氣脫硫系統重要技術的應用與評價

3.1 實際應用

為進一步了解水環式真空泵抽真空技術中空氣冷卻器在大型火力發電機組中的作用，目前山西漳山電廠、漳電蒲洲發電公司已進行技術改進，經濟效果明顯，并在蒲洲熱電2×350 MW基建項目予以應用。在實際應用過程中，有效解決了抽氣量不夠、真空度降低、軸承發熱、啟動困難等一系列難題。對前述故障原因逐一進行了分析探討，了解到造成夏季真空泵工況惡化的主要原因是抽汽量不足和機組真空度升高。

經深入研究和分析，發現夏季高溫時期，空冷抽真空系統管道中干空氣溫度高達75℃，直接進入真空泵，是造成真空泵工作水環溫度高的主要原因之一。因此，如果能有效降低真空泵入口介質溫度，確保泵的工作環境達到設計值，就可以降低真空泵水環溫度，保持泵的經濟出力，提高泵的工作效率。在系統實際運行過程中，可通過在水環式真空泵入口設置汽水冷卻器，降低真空泵入口的介質溫度，保障水環式真空泵的高效運行，從而改善真空泵的工作環境，降低機組運行真空度，提高機組經濟性。

3.2 經濟效益評價

總之，凝汽器真空度越高，汽輪機排汽溫度就越低，凝結水溫度也隨之降低，冷端損失因此減少，冷卻器帶走的熱量大幅降低。通過試驗可知，真空度提高1%，機組工作效率約提高2%，發電廠煤礦資源消耗量也就隨之下降。以300 MW機組為例，真空每升高100 Pa煤耗降低0.24 g/kW·h。夏季以3個月統計：空氣冷卻器投用后，真空度同比上升5 kPa，換算煤耗降低12 g/kW·h（標煤7 000 kcal/kg，原煤4 500 kcal/kg）。

300 000×24×30×3×12÷1 000÷1 000=7 776 t標煤

換算成原煤：7 776×7 000÷4 500=12 096 t，年節省機組燃煤采購費用約483.8萬元。

由此可知，真空度的提高，可大幅度降低空冷風機電機的工作頻率，從而降低空冷風機在高背壓工況下運行的耗能量，降低系統的工作成本。

4 結語

總之，隨著我國經濟社會的快速發展和人們對環保要求的不斷提高，火力發電企業應逐漸加大對脫硫系統有關技術工藝的重視程度，在密切聯系企業自身實際生產情況的基礎上，不斷加強對脫硫系統有關工藝的探討和研究，逐步完善并創新大型火力發電機組濕法煙氣脫硫工藝流程，進一步提高濕法脫硫系統的工作效率，為我國大型火力發電機組濕法煙氣脫硫技術的發展做出一定的貢獻。