摘要:我國提出要把生態(tài)文明建設放在突出的地位,著力推進經(jīng)濟社會的綠色、循環(huán)和低碳發(fā)展。門前我國大氣污染形勢嚴峻,而燃煤電廠是SO2等大氣污染物的主要排放源,控制燃煤電廠SO2排放對治理大氣污染有舉足輕重的作用。
目前,我國石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝在燃煤電廠煙氣脫硫市場中占有率高達90%以上,但有些電廠煤種含硫量變化大,導致運行當中浪費了大量的電和水。因此,有必要研究提高濕法脫硫系統(tǒng)運行水平。本文通過對江西世龍熱電石灰石-石膏FGD系統(tǒng)運行過程的一些經(jīng)驗進行總結(jié)分析,提出相應的改造措施。
關鍵詞:脫硫系統(tǒng);PH值測量控制;循環(huán)
泵
1脫硫系統(tǒng)概述
江西世龍實業(yè)股份有限公司(2×130t/h)循環(huán)流化床
鍋爐煙氣脫硫EPC工程,為#3、#4兩臺鍋爐加裝脫硫裝置,采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝,副產(chǎn)物為脫硫石膏。一爐一塔配置,全煙氣脫硫,脫硫后效率為≤100mg/Nm3。
煙氣脫硫系統(tǒng)采用噴淋空塔脫硫技術,控制系統(tǒng)采用和利時公司DCS系統(tǒng)。
由#3、#4鍋爐引風機排出的原煙氣經(jīng)新增煙道后進入吸收塔,與布置在吸收塔上部的四個不同高度的噴淋層噴出的循環(huán)吸收漿液滴形成逆向接觸吸收。
凈化后的煙氣繼續(xù)向上流經(jīng)布置在噴淋層上方的除霧器,凈煙氣中夾帶的液滴在除霧器中被除去。離開除霧器的凈煙氣經(jīng)吸收塔塔頂煙囪直接排向大氣。
脫硫所需的石灰石粉外購,經(jīng)密封罐車運至脫硫島。在該脫硫島中設置了1個石灰石粉倉,石灰石粉倉設計有2個錐形下料口。每個下料口都設置了一套旋轉(zhuǎn)下料裝置。粉倉中的石灰石粉經(jīng)星型給料機、沖板流量計后送入石灰石漿液箱。石灰石漿液通過調(diào)節(jié)供漿量,達到需要密度時,經(jīng)石灰石漿液泵(共2臺,一運一備)送入#3、#4吸收塔漿池液面上方,再由循環(huán)泵送入吸收塔噴淋層。脫硫系統(tǒng)設計參數(shù)見表。
2循環(huán)泵的問題
由于業(yè)主購買煤炭含硫量波動比較大,加上鍋爐本身負荷也有相當波動,兩者疊加導致原煙氣含硫量波動在2000-4000mg/Nm3之間波動。運行當中只有保持四臺132KW循環(huán)泵同時運行,才能保證4000mg/Nm3時的排放要求,造成了大的電能浪費。同時,氧化風量也有較大浪費。
運行當中,要保持節(jié)電,只有頻繁啟動循環(huán)泵,循環(huán)管內(nèi)漿液在循環(huán)泵停止時,從噴淋口高度直接回落,導致循環(huán)泵入口過濾網(wǎng)被沖壞,給生產(chǎn)帶來了不穩(wěn)定性。同時,頻繁的啟動大功率電動機,對電動機本身、控制柜和變壓器也造成了不利影響。
漿液循環(huán)泵是脫硫系統(tǒng)里面耗電量最大的設備,本工程FGD系統(tǒng)有四臺循環(huán)泵,總功率528KW,統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明循環(huán)泵的用電量約占系統(tǒng)總用電量的60%,對循環(huán)泵的改造可以達到最大的節(jié)電效果。
本工程循環(huán)泵電控系統(tǒng)原來的啟動是通過軟啟動來實現(xiàn)的,我們把它改成變頻啟動,對應的DCS系統(tǒng)增加一塊8通道模擬量輸出模塊和一塊8通道模擬量輸入模塊,分別來對應量臺爐8臺循環(huán)泵的頻率設定和頻率反饋。每臺爐的#1循環(huán)泵處于工頻常開狀態(tài),其他3臺循環(huán)泵的頻率和開啟狀態(tài)由DCS系統(tǒng)通過入口SO2濃度的大小來控制,當入口SO2濃度增大,循環(huán)泵的輸出頻率增大。
為了保持噴淋層的覆蓋面,循環(huán)泵的最小運行頻率為25赫茲。低于25赫茲,循環(huán)泵走停機程序。通過對系統(tǒng)的升級改造,4臺循環(huán)泵的運行功率從原來的500KW左右,降到350KW左右,效益明顯。
原先循環(huán)泵停機時,有大量的漿液從20多米的高處回流進入吸收塔,對循環(huán)泵入口濾網(wǎng)造成了很大的沖擊。我們通過設置變頻器的停機曲線和DCS程序,完成了循環(huán)泵的停機步驟。當根據(jù)入口SO2濃度反饋計算出來的頻率小于25赫茲時,循環(huán)泵進入停機程序,使得循環(huán)泵頻率慢慢變小,在漿液的重力和離心力達到平衡時,停留30秒,再慢慢減小頻率,直至停機,完全杜絕了漿液對濾網(wǎng)的沖擊,使得系統(tǒng)能長期穩(wěn)定運行。
3PH值測量控制
PH值的測量方法是吸收塔漿液引入PH計測量杯后,再送回吸收塔,即可測得漿液PH值。本工程PH計漿液來自吸收塔漿液循環(huán)泵出口,沖洗水取自工藝水系統(tǒng)。運行中PH計的測量管容易堵塞,測量電極容易磨損。無論是吸收塔漿液還是沖洗水,均自下往上流經(jīng)PH計測量杯,PH計電極球泡在高流速、高壓力。
高含固量的液體沖刷下,容易破碎。本工程的PH電極更換頻繁,極端情況下,十余天時間就得更換一次,后來不得不棄之不用。在線PH計退出運行后,只能靠人工采樣,進行離線分析,并據(jù)此調(diào)整吸收塔進漿液時間,導致漿液PH值大幅波動,給脫硫效率、石膏品質(zhì)、除霧器清潔造成一定影響。
我們改用測量低壓漿液的方法來解決上述問題,為此,在吸收塔漿液區(qū)的塔壁上開孔去漿,引入在線PH計,測量后的漿液排入吸收塔區(qū)域地坑,由地坑泵再打回吸收塔。取漿的開孔位置有兩個,分別位于漿液循環(huán)泵入口上部、距吸收塔塔底4米左右的位置,這里的漿液循環(huán)較為充分,無固體沉積,代表性強。
采樣管粗細要合適,以有漿液連續(xù)流出、不沉積在管內(nèi)為宜,以達到
節(jié)能的目的。在線PH計測量杯進漿方式為測進底出,采用這樣的方式,既可避免沖破玻璃球泡,又可防止?jié){液沉積。
PH電極采用人工取出清洗的方式,清洗頻率視在線PH計與離線PH計的差值而定,當二者相差達到0.2PH以上時,馬上取出PH計電極清洗。當在線PH計退出運行時,應先取出PH電極,再沖洗管路,防止電極損壞。
4除霧器噴淋水系統(tǒng)
除霧器的作用是除去煙氣夾帶物,運行中出現(xiàn)了一級除霧器大面積堵塞,并因局部過流煙氣流速激增導致折流板被擠出卡槽,造成多組除霧器板片散亂;煙道疏排管堵塞,含有一定漿液的冷凝水無法排出,除霧器壓差變送器長期缺陷,上位機顯示不準確。
分析原因為系統(tǒng)沖洗流量、持續(xù)時間及周期不能按要求進行。對于垂直除霧器沖洗周期,一般設定值為:一級正面沖洗周期為30分鐘,持續(xù)時間45-60秒,一級背面沖洗周期30-60分鐘,持續(xù)時間45-60秒,二級沖洗周期60分鐘,持續(xù)時間45-60秒。這個要求電廠一般未能做到,尤其是沖洗水量與液位的矛盾關系,做聯(lián)鎖的條件下,液位高不允許沖洗。
同時,水壓運行和沖洗過程中應保證沖洗母管壓力在0.3-0.4MPa,噴嘴處壓力應達到0.25MPa。調(diào)取曲線發(fā)現(xiàn),沖洗間隔周期較設置長,沖洗壓力也達不到要求。對于上述問題,我們更換了壓差變送器,保證了測量的正確性,對于沖洗周期的觸發(fā),實現(xiàn)了壓差強制觸發(fā),當壓差達到設定值時,沖洗程序觸發(fā),有效的解決了除霧器堵塞問題。
5結(jié)語
石灰石-石膏濕法FGD系統(tǒng)龐大復雜,既有為實現(xiàn)SO2脫除反應的大量機械設備,又有為提高自動化程度的大量在線監(jiān)控儀表,設備和測量儀表間邏輯聯(lián)鎖復雜,每個個項目又有它自己的特殊性,對設計調(diào)試人員和運行人員均有較高要求。在日常的運行中操作中,要懂得原理,發(fā)現(xiàn)問題全面考慮,才能保證系統(tǒng)穩(wěn)定有效的工作。
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