探究如何保障火力發電廠脫硫吸收氧化系統經濟運行

摘要：伴隨社會經濟的持續化發展，社會用電量大幅增加，這給火電廠運營帶來了沉重壓力。脫硫吸收氧化系統作為火電廠日常運行中的重要工序，在保證運營中發揮著關鍵性作用。本文以某火電廠#1機組為例，對其脫硫工藝中的吸收氧化系統的運行方式實施優化，使其運行變得更加經濟化，為此領域研究提供一些參考。

關鍵詞：火力發電廠;脫硫系統;氧化風機;經濟運行

1.設備概述

某電廠的660MW#1機組所配套的煙氣脫硫系統，選用的脫硫工藝方法為石灰石-石膏濕法，各臺爐均配有1臺脫硫塔。各套脫硫裝置能夠對鍋爐100%的煙氣量（BMCR工況下）進行處理，而在脫硫效率上超過96.3%，另外，排放濃度<200mg/Nm3。針對煙氣系統而言，采取的是引增合一布置（增壓風機與引風機）;對于吸收氧化系統來講，由噴嘴設備、管道系統、漿液循環泵、管道系統及氧化風機等構成。

2.吸收氧化系統的經濟運行分析

2.1漿液循環泵的經濟運行

為了能夠從理論上推導吸收塔內液氣比參數與脫硫效率間所存在的數學關系，需圍繞吸收塔中的脫硫情況，給予如下假設：（1）假設充斥于吸收塔當中的氣流正處在紊流狀態，于氣流的擾動與紊流作用下，SO2能夠在吸收塔中的任何一個截面上擴散，且呈現均勻分布狀態;（2）除了邊界層外，吸收塔當中的氣流流速被認定是均勻的;（3）假設SO2進入到脫硫吸收塔中后，便能夠被完全吸收。

基于上述假設，通過推導計算吸收塔當中的SO2及漿液反應，能夠將脫硫效率與脫硫液氣比間的數學關系式得出：

在此公式當中，L所表示的是噴淋量（吸收塔內循環漿液）;G代表的是處理煙氣流量;（3）L/G代表的是液氣比，吸收1m3的煙氣所需要的循環漿液體積流量。而借助試驗，回歸分析#1機組現場數據，能夠#1機組脫硫效率與液氣比之間的關系式，進而便可對#1號機組的脫硫效率與液氣比之間的關系曲線進行繪制，得出伴隨煙氣流量的持續下降，液氣比隨之增加，與此同時，脫硫效率同樣會隨之升高，且在具體的升高速率上，會伴隨液氣比的增加而隨之下降。

需要指出的是，如果機組負荷出現改變，此時，漿液循環泵在具體的運行數量上，同樣需進行恰當的調整，這樣不僅能夠較好的滿足高效脫硫的基本要求，而且還能達到節省系統運行能耗的目的。如果機組保持在一種高負荷運行狀態，那么需要全開，或是將較多數量的漿液循環泵開啟，以此滿足高效脫硫的相關要求。如果機組長期處在一種低負荷運行狀態，那么需要結合實況，將1臺或多臺漿液循環泵關閉，以此滿足高效脫硫要求，并且促進設備能耗的有效降低。某電廠#1機組漿液循環泵的經濟運行方案是：如果機組負荷≤55%，那么可選擇雙泵運行，如果機組負荷≥55%，但≤90%，即可選擇三泵運行;如果機組負荷≥90%，可選擇四泵運行。上述優化運行方案都能夠保障脫硫效率超過95%。

2.2氧化風機的經濟運行

在脫硫系統當中，氧化風機的主要作用即為將適量氧化空氣，向氧化漿液池內（吸收塔底部）鼓入，于氧化氣氛支撐下，漿液池當中的亞硫酸鹽會發生反應，從而會生成大量的硫酸鹽，然后經各項后處理后（如結晶、脫水等），提取硫酸鹽。為了消除對脫硫效果所產生的各種不利影響，應合理化控制鼓入氧化風機中的空氣量。在圍繞氧化風機實施節能降耗時，需對各機組運行工況下所需氧化空氣的流量加以明確。

其一，在煤粉鍋爐燃燒時，如果空氣過量，那么會導致煙氣中含有氧;其二，在煙風系統當中，如果各部分存在漏風情況，那么也會使煙氣當中的氧量增加。這便會造成石灰石漿液逆流噴淋時，盡管石灰石漿液與煙氣之間有著比較短的接觸時間，但其中的部分仍會生成亞硫酸鹽，并通過接觸氧氣（煙氣中），而最終被氧化。針對亞硫酸鹽來講，當其被氧化時，便會在氧化漿液池中生成大量的硫酸鹽，此時，石灰石漿噴淋區反應所生成的亞硫酸鹽（沒有被煙氣氧化），便會與氧化空氣（經氧化風機輸送），最終氧化成硫酸鹽。在對氧化風機鼓入空氣量進行實際計算時，需要圍繞這兩部分展開綜合分析。基于上述所給條件，推導SO2與石灰石化學反應式，從中便能夠得到數學關系式（所需氧化風量與煙氣流量間）：

在此公式當中，CSO2代表的是原煙氣SO2的濃度;G代表的是處理煙氣流量;代表的是噴淋區氧化率;表示的是氧化漿池內亞硫酸鹽的氧化效率。

一般來講，如果煙氣當中的氧含量>6%，此時，吸收塔噴淋區中的亞硫酸鹽氧化率區間是50～60%，通常將噴淋區亞硫酸鹽相對應的氧化率設定為55%，也就是落入氧化漿液池待氧化風機鼓入的空氣氧化亞硫酸鹽硫在整個硫量中的占比為40～50%。需要指出的是，鼓入到氧化漿池當中的氧氣并不是全部均參與到氧化反應當中，一般設定氧化漿池內亞硫酸鹽的氧化效率為27.5%。#1機組氧化風機需輸送到吸收塔底部漿液池中的氧化空氣數量依據上述公式來計算，結果發現，在現實運行時，氧化風機相對應的能耗與機組負荷之間，呈現出近似成線性變化關系。如果機組運行呈低負荷狀態，那么因有著較小的煙氣流量，氧氣當中會含較少的SO2，此時，1臺氧化風機便能夠較好的滿足鼓入氧化空氣量方面的需要，所以，可僅運行1臺氧化風機，而另外一臺風機則可進行變頻調節運行，以此達到節省能耗的目的。

綜上，通過本次分析得知，漿液循環泵在具體的運行數量上，需要依據負荷的變化來進行調整。如果機組負荷≤55%，那么可雙泵運行，負荷≥55%，但≤90%，可選三泵;若≥90%，可選四泵，這樣能夠使脫硫效率超過95%。氧化風機的運行需要對應于氧化漿池內氧化亞硫酸鹽所需空氣量，若機組負荷處于高負荷運行，可選1臺氧化風機工頻供氧，而另外一臺風機則可變頻調節運行，以此促進能耗的降低。

參考文獻

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作者簡介：

盧冬冬（1994.05-），性別：男，民族：漢族，籍貫：浙江省臺州市，當前職務：點檢，當前職稱：助理工程師，學歷：大學本科，研究方向：火力發電廠脫硫廢水處理系統應用分析。