降低脫硫廠用電率的創(chuàng)新探索與實(shí)踐

秦 凱，朱旭玲

（國(guó)能榆次熱電有限公司，山西 晉中 030600）

引言

社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科技的發(fā)展在帶動(dòng)各行各業(yè)進(jìn)步的同時(shí)，也引發(fā)了環(huán)境污染問(wèn)題。為了促進(jìn)社會(huì)的健康發(fā)展，不斷提高人們的生活質(zhì)量，國(guó)家開(kāi)始重視對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)與建設(shè)。隨著環(huán)保指標(biāo)的不斷升高，燃煤發(fā)電廠也要促進(jìn)脫硫系統(tǒng)運(yùn)行管理的精細(xì)化發(fā)展。由于脫硫系統(tǒng)十分復(fù)雜，涉及的設(shè)備眾多，濕法脫硫高能耗問(wèn)題嚴(yán)重。因此，在最優(yōu)排放的基礎(chǔ)上怎樣優(yōu)化并改進(jìn)脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行，從而降低廠用電率，成為濕法脫硫領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。

1 發(fā)電廠1 000 MW機(jī)組脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行情況

據(jù)了解，我國(guó)某一燃煤發(fā)電廠在2018年和2019年全面落實(shí)了機(jī)組超凈排放工程，此工程涉及了高效脫硫技術(shù)、濕式電除塵器以及SCR脫硝系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整等領(lǐng)域，做到了排放優(yōu)于國(guó)家燃機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，在白色煙羽及S2O3同步治理工作中取得了極佳的效果[1]。在實(shí)際運(yùn)行中，為了全面滿足系統(tǒng)運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)要求，發(fā)電廠對(duì)增壓風(fēng)機(jī)、漿液循環(huán)泵等設(shè)備實(shí)施了擴(kuò)容優(yōu)化。但是，隨著擴(kuò)容工作的落實(shí)，脫硫廠用電率也大幅度升高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在2020年和2021年發(fā)電廠脫硫廠用電量分另為12 641萬(wàn)kW·h、13 964萬(wàn)kW·h，且呈現(xiàn)上升態(tài)勢(shì)。表1所示為2021年上半年發(fā)電廠脫硫廠用電率情況，脫硫廠用電率的均值都在1.00%以上。

表1 2021年1—6月份脫硫廠用電率情況

就目前來(lái)看，燃煤發(fā)電廠必須全面優(yōu)化脫硫運(yùn)行模式，注重對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的管理維護(hù)。只有這樣，設(shè)備廠用電率才能得到有效降低。

2 發(fā)電廠機(jī)組脫硫系統(tǒng)運(yùn)行的有效優(yōu)化與改進(jìn)

2.1 合理制定各漿液循環(huán)泵的組合方法并不斷創(chuàng)新

在機(jī)組脫硫系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，漿液循環(huán)泵會(huì)耗費(fèi)大量的電量。不同漿液循環(huán)泵的功率并不相同，如若只是憑借工作人員以往的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行漿液循環(huán)泵的運(yùn)行組合，勢(shì)必導(dǎo)致大量的電力資源浪費(fèi)[2]。通過(guò)大量試驗(yàn)與研究，發(fā)電廠制定并落實(shí)了漿液循環(huán)泵節(jié)能優(yōu)化對(duì)策，期間明確了處于不同負(fù)荷以及吸收塔進(jìn)口SO2濃度的條件下的漿液循環(huán)泵運(yùn)行組合形式，如實(shí)現(xiàn)循環(huán)泵組合的表單化。在實(shí)際工作中全面落實(shí)可視化管理，科學(xué)引導(dǎo)值班人員嚴(yán)格依據(jù)工作情況安排組合泵運(yùn)行的開(kāi)啟與停止。據(jù)實(shí)際檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，發(fā)電廠自從運(yùn)用了此運(yùn)行方法，漿液循環(huán)泵的耗電情況由最初的1 974 MW·h下降到了1 538 MW·h，其獲得了極佳的應(yīng)用效果。

2.2 基于漿液pH值自動(dòng)化控制優(yōu)化智能控制管理

過(guò)去，漿液供給泵采用漿液量控制形式，通過(guò)操作人員手動(dòng)設(shè)定漿液量來(lái)實(shí)現(xiàn)pH值的調(diào)節(jié)，操作人員的工作量大，在手動(dòng)調(diào)節(jié)的過(guò)程中也大多憑借以往的運(yùn)行作業(yè)經(jīng)驗(yàn)，如若操作人員的工作經(jīng)驗(yàn)不足，很容易導(dǎo)致漿液pH值出現(xiàn)大幅度振蕩情況，甚至?xí)?dǎo)致石灰石漿液輸送泵反復(fù)不斷地開(kāi)啟、停止，從而浪費(fèi)大量的電力資源。據(jù)詳細(xì)觀察與研究，在不影響潔凈排放的基礎(chǔ)上將入口SO2濃度以及煙氣量的乘積值作供漿量，借助pH值存在的偏差輸入PI控制器不斷緩解煙氣量與SO2變化而造成的波動(dòng)問(wèn)題，降低石灰石用量，球磨機(jī)設(shè)備的電耗也得到解決。

隨后,燃煤發(fā)電廠落實(shí)了相關(guān)管理流程，運(yùn)用自動(dòng)和人工控制相結(jié)合的控制方法，實(shí)現(xiàn)漿液pH值控制管理的常態(tài)化[3]。在低負(fù)荷條件下，因煙氣量相對(duì)較小，所用的漿液量也相對(duì)較低，如若漿液的流量未超過(guò)10 t/h，控制系統(tǒng)可采用手動(dòng)形式，讓操作人員手動(dòng)操作并管控漿液量。如若漿液的實(shí)際流量高出10 t/h，并已達(dá)到控制死區(qū)，控制系統(tǒng)會(huì)轉(zhuǎn)換到自動(dòng)模式，可將漿液pH值全面控制在允許范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)全負(fù)荷條件下的運(yùn)行目標(biāo)。除此之外，發(fā)電廠對(duì)于運(yùn)行系統(tǒng)要落實(shí)吹掃作業(yè)。在吹掃作業(yè)后，值班人員要將調(diào)節(jié)模式轉(zhuǎn)換到自動(dòng)，同時(shí)也要負(fù)責(zé)運(yùn)行調(diào)整工作，有效解決自動(dòng)控制系統(tǒng)無(wú)法解決的問(wèn)題，系統(tǒng)存在的應(yīng)對(duì)能力不足的弊端也能得以彌補(bǔ)。

2.3 基于月度目標(biāo)全面細(xì)化管理目標(biāo)

合理開(kāi)展統(tǒng)籌管理工作，發(fā)電廠能制定出更為精細(xì)化的管理機(jī)制，結(jié)合月度目標(biāo)也能明確SO2排放濃度的每日控制指標(biāo)[4]。在實(shí)際工作期間，環(huán)保部門的工作人員每天都要查看SO2的排放數(shù)據(jù)情況，還要將排放情況與月度指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，再依據(jù)指標(biāo)差值制定每日控制指標(biāo)。操作人員要詳細(xì)做好記錄工作，將每小時(shí)SO2排放濃度以表格的形式呈現(xiàn)出來(lái)，并科學(xué)計(jì)算后續(xù)的控制目標(biāo)值，將以往的控制月度均值方法轉(zhuǎn)換成控制每小時(shí)的排放濃度。采用這種控制策略，后續(xù)值班人員可結(jié)合上一班次的具體情況落實(shí)相應(yīng)的控制對(duì)策。在工作中，如果SO2排放濃度超出了目標(biāo)值，值班人員便可依據(jù)全天平均值合理判斷，從而決定是否調(diào)整控制對(duì)策。

2.4 有效控制球磨機(jī)耗電量

在系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，球磨機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)耗費(fèi)大量的制漿量，要想降低廠用電率，要盡可能縮減球磨機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。發(fā)電廠要合理管控石灰石的給料量，可提升機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)工作效率。球磨機(jī)入口的石灰石供給量是借助稱重皮帶進(jìn)行計(jì)量的，在實(shí)際運(yùn)行期間，石灰石給料量要控制在25 t/h以上，期間不可隨意調(diào)整給料量。這樣，不僅能確保球磨機(jī)高效、穩(wěn)定地運(yùn)行，還能避免受到給料少等因素的影響，出現(xiàn)延長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)限的問(wèn)題。此外，如若石灰石漿液罐中的液位已達(dá)6 m，便可終止球磨機(jī)運(yùn)行。如若液位＜3 m，便可開(kāi)啟球磨機(jī)設(shè)備。

2.5 合理運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)，做好過(guò)程管理工作

針對(duì)脫硫系統(tǒng)存在的煙氣加熱器積灰與腐蝕等問(wèn)題，發(fā)電廠要不斷提升風(fēng)機(jī)設(shè)備的運(yùn)行效率，并大幅降低用電率。通過(guò)深入調(diào)研，發(fā)電廠在煙道尾部科學(xué)設(shè)置了氟塑料換熱器，由于此技術(shù)在我國(guó)機(jī)組研究領(lǐng)域涉及很少，為了確保氟塑料換熱器能安全、穩(wěn)定運(yùn)行，發(fā)電廠還要采取一系列措施強(qiáng)化過(guò)程管理。首先，發(fā)電廠要科學(xué)落實(shí)過(guò)程參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析機(jī)制，在集控系統(tǒng)中加設(shè)報(bào)警功能，如若畫面中出現(xiàn)黃字并不斷閃爍，這就代表著運(yùn)行參數(shù)即將或已經(jīng)達(dá)到設(shè)定的上、下限值。若出現(xiàn)紅字報(bào)警，則意味著設(shè)備參數(shù)已經(jīng)超出了設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，操作人員需對(duì)設(shè)備進(jìn)行全面的檢查。其次，為了確保脫硫系統(tǒng)設(shè)備能穩(wěn)定、有序地運(yùn)行，發(fā)電廠還要注重對(duì)工作人員的培訓(xùn)教育，通過(guò)邀請(qǐng)專業(yè)的工程師為工作人員定期授課，讓工作人員掌握氟塑料的使用特點(diǎn)、掌握巡檢工作的要點(diǎn)內(nèi)容，如何通過(guò)補(bǔ)水泵啟停次數(shù)以及壓力情況合理判斷換熱器的運(yùn)行狀況。只有做好上述工作，氟塑料換熱器的實(shí)際運(yùn)行水平才會(huì)大幅提升。

3 實(shí)施效果

3.1 經(jīng)濟(jì)效益

隨著精細(xì)化管理工作的落實(shí)，截至2021年下半年，機(jī)組脫硫廠用電率如表2所示。

表2 2021年7—12月脫硫廠用電率情況

由表2可知，發(fā)電廠1號(hào)機(jī)組脫硫廠用電率得到了明顯降低，2號(hào)機(jī)組脫硫廠用電率也降低了0.05%，2021年7—12月，2臺(tái)機(jī)組的發(fā)電量分別達(dá)到了27.65億kW·h、17.32億kW·h。從整體角度看，發(fā)電廠的用電量大幅降低，依據(jù)上網(wǎng)電價(jià)進(jìn)行計(jì)算，發(fā)電廠可節(jié)約近200萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益可觀。

3.2 社會(huì)效益

2021年，發(fā)電廠脫硫系統(tǒng)設(shè)備的投運(yùn)率達(dá)100%，運(yùn)行效率完成率也超過(guò)了95%，排放達(dá)標(biāo)率為100%[5]。3項(xiàng)大氣污染物環(huán)境稅應(yīng)繳納9 316 857元，期間共計(jì)減免4 183 956元，節(jié)支率在50%左右。這不僅有利于發(fā)電廠日常業(yè)務(wù)的開(kāi)展，還實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排，為當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護(hù)與建設(shè)工作作出了巨大的貢獻(xiàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

發(fā)電廠通過(guò)采用諸多管理措施，不僅降低了機(jī)組脫硫廠用電率，還有效解決了電廠跨專業(yè)存在的管理壁壘與孤島問(wèn)題，不僅突破了以往工作中存在的系統(tǒng)設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督難度大的問(wèn)題，還最大限度地提高了發(fā)電廠脫硫系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行管理能力。采用先進(jìn)科技有效收集并處理相關(guān)信息，再進(jìn)行充分利用，不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的定化、統(tǒng)一化管理，還科學(xué)構(gòu)建了一體化管理平臺(tái)，促進(jìn)了管理工作向智能化、信息化方向發(fā)展。