電廠燃煤機(jī)組脫硫廠用電率控制研究

武文韜

摘 要：文章先分析了設(shè)備基礎(chǔ)狀況和設(shè)備運(yùn)行影響因素，隨后介紹了具體的控制策略和結(jié)果分析，包括吸收塔漿液循環(huán)泵、石灰石漿液制備、運(yùn)行調(diào)整、結(jié)果分析，希望能給相關(guān)人士提供有效參考。

關(guān)鍵詞：電廠;燃煤機(jī)組;脫硫廠;用電率控制

引言：

電廠應(yīng)用濕法煙氣脫硫法實(shí)施脫硫處理，相關(guān)運(yùn)行電耗在總體電耗中大概占據(jù)1%。通過合理控制脫硫運(yùn)行電耗，綜合脫硫用水、節(jié)約電廠電力，能夠得到更高經(jīng)濟(jì)效益。通過研究脫硫效率影響因素，合理分析鍋爐不同時(shí)段脫硫參數(shù)，減少吸收塔循環(huán)泵數(shù)量，對漿液PH值和液位實(shí)施合理調(diào)整，控制磨機(jī)運(yùn)行時(shí)間，能夠優(yōu)化脫硫系統(tǒng)運(yùn)行，降低用電率。

一、設(shè)備基礎(chǔ)狀況分析

（一）鍋爐設(shè)備

二次再熱超臨界直流爐的最高連續(xù)蒸發(fā)量是每小時(shí)1785.49噸，鍋爐型號(hào)是DG1785.49/32.45-II14。處于鍋爐最高連續(xù)蒸發(fā)條件下，相關(guān)煙氣流量是每小時(shí)2311.5噸。

（二）脫硫設(shè)備

相關(guān)工程對應(yīng)煙氣脫硫裝置主要選擇石灰石-石膏濕法實(shí)施煙氣脫硫，而脫硫系統(tǒng)平均年可用率超出100%，脫硫裝置運(yùn)行效率為99.58%。對應(yīng)煙氣處理能力是在鍋爐最高連續(xù)蒸發(fā)條件下形成的煙氣量，整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)中涵蓋二氧化硫吸收系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、氧化空氣系統(tǒng)、漿液制備系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)等

二、影響因素分析

（一）發(fā)展現(xiàn)狀

在當(dāng)下發(fā)展中，脫硫廠中的用電始終維持在1.3%左右，主要因?yàn)閾綗悍N存在較大變化、運(yùn)行調(diào)整不合理、石灰石品質(zhì)差所形成的。通過對上述內(nèi)容進(jìn)行合理改進(jìn)，可以進(jìn)一步降低污染物排放、減少能耗，提高煤場經(jīng)營效益。

（二）各種輔助系統(tǒng)耗電所占比例

石膏脫水系統(tǒng)的耗電占比大概為6.57%、吸收劑制備系統(tǒng)的相關(guān)耗電大概占據(jù)12.42%，而吸收系統(tǒng)的耗電占比大概占據(jù)72.05%，廢水處理系統(tǒng)的耗電所占比例大概占據(jù)1.41%，排空系統(tǒng)的耗電占比大概占據(jù)1.91%、工藝系統(tǒng)耗電所占比例大概占據(jù)5.64%。

（三）各種要素分析

電廠燃煤機(jī)組脫硫廠中的氧化風(fēng)機(jī)能夠提供SO2反應(yīng)所需的氧氣供應(yīng)量，低負(fù)荷運(yùn)行條件下鍋爐呈現(xiàn)出一種富氧燃燒的狀態(tài)，而煙氣內(nèi)氧氣含量能夠滿足具體的反應(yīng)要求，可以停止氧化風(fēng)機(jī)，如果SO2含量超出相應(yīng)限制或高負(fù)荷狀態(tài)下再次開啟，確保充足氧化量，為風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行奠定良好基礎(chǔ)，同時(shí)每月定期對風(fēng)機(jī)濾網(wǎng)進(jìn)行合理清掃，每兩個(gè)月沖洗風(fēng)機(jī)管道。

當(dāng)下660MW的機(jī)組普遍需要配置4到5臺(tái)的循環(huán)漿液泵，在整個(gè)FGD系統(tǒng)中的電耗總量中大概占據(jù)65%。燃煤電廠于機(jī)組設(shè)計(jì)以及輔機(jī)選型中，普遍會(huì)出現(xiàn)兩種極端的現(xiàn)象，第一是出力不足，導(dǎo)致機(jī)械在高負(fù)荷運(yùn)行下，無法滿足出力要求。第二是裕量過高，導(dǎo)致設(shè)備整體處于低效率運(yùn)行模式下，在實(shí)際運(yùn)行操作中無法進(jìn)行準(zhǔn)確把握，普遍產(chǎn)生輔機(jī)設(shè)計(jì)裕量過大問題，出現(xiàn)大馬拉小車的問題。

原煙氣SO2濃度，因?yàn)樗妹禾抠|(zhì)量較為雜亂，硫分?jǐn)?shù)值范圍大概在2.84%到0.37%之間，而SO2濃度在1000到4000之間大范圍波動(dòng)，如果供漿量沒有進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，便會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行設(shè)備過多，效率不滿足具體要求，維持煙氣內(nèi)部硫量穩(wěn)定性也是脫硫方式調(diào)整的基礎(chǔ)。

濕式球磨機(jī)方面，該工程配置了漿液制備系統(tǒng)，搭配兩個(gè)漿液旋流分離器和石灰石磨機(jī)。其中磨機(jī)出口物料的相關(guān)粒徑維持在0.044毫米以下。濕法脫硫吸收劑核心成分是碳酸鈣，同時(shí)還含有AL2O3、MgCO3等雜質(zhì)，其中雜質(zhì)數(shù)量較大，需要不斷擴(kuò)大石灰石用量，進(jìn)而增加了磨機(jī)功率消耗，系統(tǒng)磨損問題更為嚴(yán)重。石灰石粒徑相對較大，通常設(shè)計(jì)要求低于20毫米，不然便需要增加研磨時(shí)間，增大磨機(jī)功率消耗。石膏脫水系統(tǒng)主要涵蓋兩級(jí)脫水系統(tǒng)，石膏液密度會(huì)影響石膏脫水性能，為此盡量維持低密度運(yùn)行。

三、控制策略和結(jié)果分析

（一）吸收塔漿液循環(huán)泵

當(dāng)入口煙氣內(nèi)部SO2濃度達(dá)到某種條件下，投入運(yùn)行的循環(huán)泵數(shù)量增加，對應(yīng)脫硫效率越高，電力消耗越大，為此可以聯(lián)系入口SO2濃度以及負(fù)荷系數(shù)，合理選擇漿液循環(huán)泵設(shè)置數(shù)量，在滿足SO2排放標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合脫硫裝置入口區(qū)域煙氣內(nèi)部SO2濃度，合理選擇循環(huán)泵，合理控制電率。

（二）石灰石漿液制備

漿液制備系統(tǒng)全部出力總和根據(jù)兩個(gè)鍋爐BMCR工況用量200%進(jìn)行綜合考慮，應(yīng)該將出力留出充足裕度。球磨機(jī)入口區(qū)域的石灰石供應(yīng)量主要利用稱重皮帶實(shí)施計(jì)量統(tǒng)計(jì)。同時(shí)要求相關(guān)運(yùn)行供給量保持在每小時(shí)25噸以上，避免隨意下調(diào)，從而促進(jìn)球磨機(jī)實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)行，避免因?yàn)榈统隽蜕倭系仍蛟斐傻倪\(yùn)行時(shí)間延遲問題。對石灰石品質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格控制，針對石灰石品質(zhì)制定嚴(yán)格的化驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，針對所有進(jìn)料對應(yīng)化驗(yàn)、采樣、結(jié)算等過程實(shí)施全面把關(guān)，通過嚴(yán)格把控防止劣質(zhì)石料隨意進(jìn)入系統(tǒng)。確保球磨機(jī)中擁有充足的鋼球裝載量。球磨機(jī)內(nèi)部的鋼球數(shù)量會(huì)直接影響球磨機(jī)的制漿效率和電流大小，鋼球裝載量主要維持在34.5噸左右。借助球磨機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下軸承變形量對內(nèi)部鋼球數(shù)量進(jìn)行合理判斷，將鋼球裝載量維持在有效范圍內(nèi)[2]。結(jié)合各個(gè)磨煤機(jī)以及煤質(zhì)特性，盡量提高磨煤機(jī)出力效果，聯(lián)系負(fù)荷變化對磨煤機(jī)的啟停操作進(jìn)行合理控制。針對雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)，需要和長期負(fù)荷工況實(shí)施對比，合理確定最佳鋼球裝載計(jì)劃，比如在長期低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下，需要適當(dāng)減少鋼球裝載量。

（三）運(yùn)行調(diào)整

結(jié)合流體力學(xué)原理分析，泵在運(yùn)行中的出力水平和輸送流體密度之間呈現(xiàn)出正比關(guān)系。而吸收塔在運(yùn)行中的漿液密度關(guān)系會(huì)直接影響循環(huán)漿液泵電流水平，漿液密度還會(huì)影響石膏脫水性能，如果密度過低則會(huì)影響石膏結(jié)晶析出，降低石膏品質(zhì)，呈現(xiàn)出潮濕狀態(tài)。密度較高，如果沒有及時(shí)進(jìn)行脫水處理，便會(huì)導(dǎo)致除霧器結(jié)垢、堵塞石噴淋層噴嘴，降低脫硫能力。為此在實(shí)際運(yùn)行中應(yīng)該進(jìn)行靈活調(diào)整，維持長時(shí)間的低密度運(yùn)行，低于每立方米1150千克，提高節(jié)電效果。

在泵運(yùn)行中，相關(guān)處理大小和壓頭之間呈現(xiàn)為正比關(guān)系，而在脫硫系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中，隨著液位提升，相關(guān)泵電流相繼提升。而在實(shí)際運(yùn)行中，可以聯(lián)系機(jī)組負(fù)荷高度、煙氣含量多少實(shí)施合理調(diào)控。處于較高運(yùn)行負(fù)荷狀態(tài)下，SO2濃度較高、煙氣流量大時(shí)，需要更高反應(yīng)時(shí)間，為此需要實(shí)施液位控制，給予更長氧化反應(yīng)時(shí)間，提高脫硫效率，提升漿液泵出力水平。針對不同SO2含量和運(yùn)行負(fù)荷，合理制定液位控制策略，如果原煙氣中的SO2含量超出2500MW或480MW以上時(shí)，應(yīng)該把液位控制于8.5到9.5m之間，該種條件下需要擴(kuò)大除霧器補(bǔ)水含量，提升反應(yīng)效率。如果低于480MW或原煙氣內(nèi)部SO2含量小于2000時(shí)，可以把液位維持在7.8到8.5m之間，可以進(jìn)一步擴(kuò)大石膏脫水量，縮減除霧器沖洗實(shí)施合理控制。在鍋爐運(yùn)行中基本維持穩(wěn)定負(fù)荷，同時(shí)煤種含硫量擴(kuò)大條件下，需要先提升吸收塔漿液的PH值，通常應(yīng)該低于6，通過上述處理措施提升脫硫效率，使其滿足環(huán)保要求，盡量避免增開漿液循環(huán)泵。相關(guān)結(jié)果證明，處于相同運(yùn)行工況下，將吸收塔PH值維持在5.8條件下和5.5PH值相比，平均每天漿液循環(huán)泵運(yùn)行電耗能夠降低接近一萬千瓦時(shí)左右，同時(shí)將脫硫電耗率降低在0.1%左右。

（四）結(jié)果分析

通過全面優(yōu)化脫硫系統(tǒng)運(yùn)行方式，對各個(gè)環(huán)節(jié)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行合理控制，能夠順利實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠用電率控制目標(biāo)。相關(guān)控制方式調(diào)整措施如下所示：第一是和吸收塔漿液位一同對吸收塔漿液密度進(jìn)行合理調(diào)整。第二是對來料質(zhì)量進(jìn)行合理控制，優(yōu)化漿液品質(zhì)。第三是聯(lián)系脫水系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行狀況，針對漿液密度進(jìn)行合理調(diào)整，在真空皮帶機(jī)濾波上方石膏餅維持在20厘米厚度的條件下，盡量減少石膏漿液密度，使其維持在每立方米1150千克，維持低水平狀態(tài)。在原煙氣含硫量低于設(shè)計(jì)值工況條件下，需要維持低密度運(yùn)行狀態(tài)，聯(lián)系煙氣排放值對氧化風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行合理控制，減少耗電率。使摻燒維持合同水平，提升運(yùn)行設(shè)備的運(yùn)行工況[3]。

結(jié)語：

綜上所述，通過采取有效措施不斷優(yōu)化脫硫系統(tǒng)方式，針對脫硫系統(tǒng)相關(guān)操作參數(shù)進(jìn)行合理控制，能夠針對發(fā)電廠運(yùn)行中的廠用電率進(jìn)行合理控制，通過合理調(diào)整控制方式，提高系統(tǒng)運(yùn)行效果。

參考文獻(xiàn)：

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