跟著環(huán)境局勢的日益嚴峻,國家加大了對燃煤電廠的SO2排放控制要求,相繼出臺了一系列方針,如《火電廠大氣污染物排放標準》、《煤電節(jié)能減排晉級與改造行動計劃(2014-2020年)》、《全面實施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造作業(yè)計劃》等。其中,脫硫抵達超低排放要求(6%O2條件下,SO2濃度<35mg/m3),干流的提效改造技能路程為單塔雙循環(huán)工藝和雙塔雙循環(huán)工藝。根據(jù)數(shù)據(jù)核算,二者中又以單塔雙循環(huán)工藝居多。在實踐作業(yè)進程中,由于燃煤硫分的改動、混煤甚至煤泥摻燒、調(diào)峰導(dǎo)致的負荷驟變等,常常需求改動作業(yè)辦法,這既關(guān)系到SO2的合格排放,也關(guān)系到節(jié)能經(jīng)濟,怎樣合理地作業(yè)各層噴淋就顯得格外的重要。

1單塔雙循環(huán)技能的特征

單塔雙循環(huán)工藝最大的特征是在脫硫塔內(nèi)設(shè)置錐型搜集碗和塔外設(shè)置AFT漿池。脫硫的噴淋系統(tǒng)被錐形碗分為上下兩部分,一級循環(huán)作為預(yù)洗刷、石灰石高效溶解區(qū),二級噴淋作為高效脫硫區(qū)。通過對兩套循環(huán)回路漿液的pH值和漿液密度等參數(shù)的調(diào)控,完結(jié)石灰石的溶解、SO2吸收和脫硫副產(chǎn)物的氧化分區(qū)控制。單塔雙循環(huán)工藝由于功用分區(qū)的規(guī)劃理念,使其具有單循環(huán)工藝所無法比擬的技能優(yōu)勢,首要體現(xiàn)在以下幾個方面:

(1)兩個循環(huán)單獨控制,使溶解、吸收、氧化等不同的工藝進程,在不同的控制參數(shù)下進行,互不攪擾,使每個進程都處于最佳工況點。

(2)吸收劑先從二級循環(huán)進入,再進入一級循環(huán),增加了吸收劑漿液在系統(tǒng)中的停留時刻,使吸收劑的溶解更充沛,使用率更高。

(3)一級循環(huán)漿池中漿液pH值控制較低,一般設(shè)置在4.5～5,有利于亞硫酸鈣的氧化,增加石膏的可結(jié)晶時刻,從一級循環(huán)漿池排出的漿液進行脫水處理,使終究脫硫副產(chǎn)物的質(zhì)量更有保證。

(4)二級循環(huán)漿池中漿液pH值控制較高,一般設(shè)置在5.5～6,保證了較高的漿液堿度,更有利于快速吸收煙氣中殘留的SO2,使出口煙氣SO2濃度滿足超低排放的要求。

(5)一級循環(huán)漿池規(guī)劃脫硫功率80%以上,煙氣通過一次洗刷后,SO2含量已大幅度減小,在二級循環(huán)中,選用較小的液氣比,就能抵達志趣的洗刷效果,并且,由于二級循環(huán)漿液不輸送去脫水處理,對氧化的要求不高,可以減少氧化風(fēng)量的供應(yīng),這就降低了系統(tǒng)的電能耗費。

(6)一級循環(huán)和二級循環(huán)之間設(shè)置了錐型的搜集碗,不只避免了不同pH值和密度的漿液混流,并且對煙氣具有超卓的分配、導(dǎo)流效果,抵達了均布氣流的目的,有效地改進了傳質(zhì)效果,降低了煙氣SO2逃逸的可能性,進一步保證出口排放合格。

2作業(yè)辦法對功用的影響

單塔雙循環(huán)工藝涉及到兩級循環(huán),而每級循環(huán)都設(shè)置了多臺循環(huán)泵,在實踐的出產(chǎn)作業(yè)進程中,由于燃煤煤質(zhì)、負荷等改動,在滿足出口煙氣SO2排放濃度合格的前提下,可以活絡(luò)地選用多種循環(huán)泵組合辦法來作業(yè),但不同的作業(yè)辦法,效果不同,有些作業(yè)辦法不只效果欠好,還存在環(huán)保、安全的危險。

國內(nèi)某330MW鍋爐選用單塔雙循環(huán)脫硫工藝,一、二級循環(huán)泵各裝備3臺(離心式),一級塔氧化風(fēng)機3臺,二級塔氧化風(fēng)機2臺。脫硫設(shè)備的裝備情況見表1,其作業(yè)參數(shù)見表2。

煙氣脫硫吸收塔選用噴淋空塔,整個吸收塔系統(tǒng)漿液循環(huán)噴淋系統(tǒng)選用3+3安置,塔體上、下各設(shè)置三層噴淋,中心設(shè)置導(dǎo)流錐、搜集碗,每套脫硫設(shè)備設(shè)置配套的強制氧化系統(tǒng)。從表1可以看出,二級循環(huán)的裝備情況,無論是循環(huán)泵流量,仍是氧化風(fēng)量均小于一級循環(huán),規(guī)劃的工藝處理進程,80%～90%的SO2脫除發(fā)生在一級循環(huán),只需10%～20%的SO2是在二級循環(huán)噴淋中脫除。

從表2可以看出,脫硫在實踐作業(yè)時,與規(guī)劃作業(yè)參數(shù)誤差較大,一級循環(huán)泵只作業(yè)了1臺,而二級循環(huán)泵作業(yè)了2臺;一、二級循環(huán)漿液的pH值均偏高;二級塔漿液密度高于規(guī)劃值;二級氧化風(fēng)量較大。之所以選用這種作業(yè)辦法首要根據(jù)兩點,一是考慮到節(jié)能,盡可能作業(yè)更低功率的設(shè)備;二是由于知道誤差,避免脫除功率抵達100%,出口排放濃度降到0,構(gòu)成外界質(zhì)疑數(shù)據(jù)的實在性。

通過對作業(yè)期間DCS各項數(shù)據(jù)進行比照,結(jié)合吸收劑耗量的核算,漿液、副產(chǎn)物質(zhì)量化驗剖析,發(fā)現(xiàn)此刻二級循環(huán)現(xiàn)已成了主脫硫區(qū)域,脫除SO2占比約70%,而一級循環(huán)只占比約30%。選用這種作業(yè)辦法,在燃煤硫分較低時,短期內(nèi)不會影響脫硫的處理才調(diào),仍然可以保證35mg/m3的排放方針,但長時刻作業(yè),將會對設(shè)備的安全安穩(wěn)作業(yè)和終究的煙氣合格排放帶來一系列的問題。

2.1 安全性的影響

(1)高溫?zé)煔獾挠绊?/p>

脫硫系統(tǒng)作業(yè)規(guī)程要求,在正常出產(chǎn)進程中,循環(huán)泵作業(yè)不小于2臺,并選用邏輯保護,小于2臺時會建議保護。這一規(guī)劃理念首要是考慮到,當僅有作業(yè)的循環(huán)泵缺點跳機時,備用循環(huán)泵因電動閥門開啟時刻較長,難以及時投運,高溫?zé)煔夂喡詫娏芟到y(tǒng)構(gòu)成嚴重的損壞。明顯,電廠雖然作業(yè)了3臺循環(huán)泵,但一級循環(huán)泵只作業(yè)了1臺,2臺二級循環(huán)泵因處于阻隔情況,并不能及時對高溫?zé)煔膺M行降溫,當一級循環(huán)泵呈現(xiàn)缺點跳機時,高溫?zé)煔馊匀粫σ患墖娏芟到y(tǒng)構(gòu)成損壞,這為系統(tǒng)的安全安穩(wěn)作業(yè)留下了較大的危險。

(2)結(jié)垢的影響

SO2的吸收以二級循環(huán)為主,在二級循環(huán)漿液高pH值作業(yè)的情況下,含高濃度SO2的煙氣與石灰石漿液反響,瞬間生成了許多難以氧化的亞硫酸鈣,吸收塔存在結(jié)垢的問題,當結(jié)垢塊掉落時簡略損毀噴淋層的噴嘴等部件,對后續(xù)設(shè)備的正常作業(yè)構(gòu)成負面影響。

2.2 吸收劑耗量的影響

按照單塔雙循環(huán)工藝的規(guī)劃,AFT塔是新鮮漿液的首要供漿點,為了保證煙氣出脫硫吸收塔前,剩余SO2能被高效地吸收,漿液pH值一般控制較高,此刻漿液中有許多未完全溶解的石灰石顆粒,而CaSO4·2H2O和CaSO3·1/2H2O含量并不高,未反響的石灰石會通過AFT旋流器的底流進入一級循環(huán)系統(tǒng)運用。

把二級循環(huán)作為主脫硫區(qū)后,由于煙氣中SO2含量高,與漿液中的石灰石反響后會瞬時發(fā)生許多的CaSO3·1/2H2O和部分CaSO4·2H2O,這些副產(chǎn)物會包裹在未溶解的石灰石顆粒表面,構(gòu)成石灰石被屏蔽,然后導(dǎo)致吸收劑的耗量增加。在出產(chǎn)中,一般選用石灰石單耗來衡量吸收劑用量情況,即去除單位SO2所耗費的石灰石量:

式中:A石灰石耗費量,kg;ESO2脫SO2脫除量,kg。

式中:ESO2產(chǎn)為發(fā)電機組SO2發(fā)生量,t;M為機組發(fā)電煤炭耗費量,t;α為SO2產(chǎn)污系數(shù);ESO2排為SO2排放量,t。

根據(jù)連續(xù)5m實踐作業(yè)數(shù)據(jù)核算,吸收劑單耗遠遠高于理論的核算值,見圖1。

從圖1可以看出,SO2去除單耗實踐值抵達了2.04,遠高于理論核算值1.76,通過調(diào)整后,SO2去除單耗下降至1.83。按照全年核算,每年的石灰石耗量將比理論用量多出約9200t?？梢?石灰石的使用率非常低。

2.3 漿液與副產(chǎn)物質(zhì)量的影響

按照單塔雙循環(huán)工藝的規(guī)劃,一級循環(huán)漿池作為首要的氧化區(qū)域,CaSO3·1/2H2O被充沛氧化為CaSO4·2H2O,漿液通過一級塔排漿泵輸送至脫水處理系統(tǒng),出產(chǎn)的石膏完全抵達商業(yè)質(zhì)量,石膏成分規(guī)劃值見表3。

實踐作業(yè)進程中,一級循環(huán)漿液量很小,吸收的SO2較少,CaSO4·2H2O的生成量很低,漿液中的固體物質(zhì)首要來自AFT塔旋流器的底流,而底流含有許多CaSO3·1/2H2O和被屏蔽的石灰石顆粒,副產(chǎn)物的質(zhì)量完全達不到規(guī)劃要求,CaSO4·2H2O和CaSO3·1/2H2O的含量不堅定很大,而CaCO3含量和含水率均跨越規(guī)劃值。

根據(jù)連續(xù)5m的石膏化驗剖析數(shù)據(jù)核算,石膏含水率和CaCO3含量的情況見圖2。

從圖2可知,石膏含水率最低14.09%(一月),最高16.13%(五月),平均值抵達15%以上,比規(guī)劃值高了約5%。石膏中的CaCO3含量平均值為3%以上,也比規(guī)劃值高了1%。

3作業(yè)優(yōu)化需注意的問題

單塔雙循環(huán)工藝因自身分區(qū)控制的特征,比單塔單循環(huán)工藝的控制辦法更細化,使作業(yè)人員有了更多的作業(yè)調(diào)整空間,但由于各地環(huán)保要求、機組負荷特性、脫硫設(shè)備選型等的差異,所以在挑選作業(yè)辦法時既要根據(jù)實踐情況活絡(luò)處理,也要充沛發(fā)揮單塔雙循環(huán)的技能優(yōu)勢,首要有以下幾點:

(1)在出產(chǎn)進程中,應(yīng)按照規(guī)劃要求,以一級循環(huán)為主脫硫區(qū)域,二級循環(huán)為輔脫硫區(qū)域,一級循環(huán)脫除率應(yīng)抵達總脫除率的80%～90%為宜。

(2)充沛使用分區(qū)控制的優(yōu)勢,嚴格控制不同區(qū)域漿液的pH值和密度,使各功用區(qū)都處于最佳作業(yè)工況。

(3)不同負荷,不同硫分下,系統(tǒng)均應(yīng)在“2+n”或“3+n”的形式下作業(yè),即一級循環(huán)泵不該小于2臺,根據(jù)負荷和燃煤硫分的情況,挑選二級循環(huán)泵的作業(yè)臺數(shù),如規(guī)劃硫分下,低負荷時,選用“2+1”辦法,中負荷時選用“2+2”辦法,高負荷時選用“3+1”或“3+2”辦法。

(4)關(guān)于調(diào)峰機組,呈現(xiàn)既是低負荷、又是低硫分的工況時,假設(shè)需求控制出口濃度值不挨近0,應(yīng)通過調(diào)理一級循環(huán)漿液的pH值來控制,不該通過停運部分一級循環(huán)泵來控制。

(5)供認節(jié)能辦法應(yīng)以整個系統(tǒng)的能耗核算為基礎(chǔ),并結(jié)合一切相關(guān)設(shè)備的安全性、健康性等方針通盤考慮,不該只局限于大型設(shè)備的能耗比較。

4結(jié)語

綜上所述,單塔雙循環(huán)脫硫工藝是近幾年發(fā)展起來的高效脫硫技能,在執(zhí)行超低排放后,無論是在新建仍是原有機組的提效改造進程中,都已成為干流的選用技能。由于工藝自身的特殊性,以及不同電廠改造的差異性,使每個電廠的控制辦法都不盡相同,只需根據(jù)自身實踐情況,合理挑選作業(yè)辦法,才調(diào)實在發(fā)揮出單塔雙循環(huán)工藝的技能優(yōu)勢,使脫硫系統(tǒng)長時刻安穩(wěn)作業(yè)。