脱硫系统单台浆液循环泵节能运行研究

王云

摘要：本文分析了脱硫耗电率较高的原因，并提出了通过运行试验、系统优化、逻辑完善、参数调整等手段，实现火电机组低负荷工况下脱硫系统单台浆液循环泵节能运行，开辟了脱硫系统节能运行的新思路和新方法；通过运行验证，脱硫系统耗电率大幅下降，实现了脱硫系统高效节能运行；

关键词：火电机组  耗电率  高效节能  安全运行  逻辑完善  运行试验

引言

在火电机组运行过程中脱硫系统运行所需的电耗、水耗占机组能耗中很大一部分，有效降低脱硫系统运行能耗是保证机组经济节能运行的保障；特别在机组低负荷运行工况下，脱硫系统的能耗高，是长期困扰火电机组经济运行的难题；在保证机组安全稳定运行的前提下，降低脱硫耗电率以有效降低运行成本势在必行；中煤哈密发电有限公司大胆试验、勇敢尝试，在发电运行人员和设备管理人员的共同努力下，克服重重困难，解决一个个技术难题，最终实现了低负荷工况下脱硫系统单台浆液循环泵节能运行方式，极大的降低了脱硫耗电率；

一、系统介绍

中煤哈密发电有限公司一期工程为2*660MW燃煤机组，配备2套100%烟气处理量的脱硫系统（FGD），并于2017年11月份完成超净排放改造；该系统为单塔双区高效脱硫系统，吸收塔内设两层托盘、五层双向高效喷淋层、内置高效环，并装设一级管式除雾器和三级高效除雾器；原烟道安装事故喷淋系统，不设烟气旁路；

二、研究背景

2016年度我厂脱硫厂用电耗电率为1.05%，2017年度脱硫厂用电耗电率为0.98%；2017年度我厂进行超净改造后脱硫效率大幅度提高；另外，煤质变化后煤中含硫量降低，2017年燃煤硫分为0.65%-0.7%，吸收塔入口硫分在1500-2200mg/Nm³，煤质变化后燃煤硫分为0.4%-0.45%吸收塔入口硫分在800-1200mg/Nm³。低负荷（330MW）工况下，运行效率最低的两层浆液循环泵且吸收塔PH维持在5.0-5.2之间时，吸收塔出口净烟气SO2含量在15 mg/Nm³以下，远低于国家排放标准35 mg/Nm³，导致脱硫系统设备利用率下降，发生能耗升高问题。如果采用单台浆液循环泵运行的方式，一旦发生浆液循环泵异常跳闸，将直接导致机组停机或除雾器烧损事件，严重影响机组安全稳定运行；那么，如何才能做到机组安全稳定运行和节能环保运行呢？

三、前期试验

1、事故喷淋可靠性试验

吸收塔原烟道事故喷淋系统是在吸收塔浆液循环泵全部跳闸或原烟气温度超温（180℃）后，启动该系统以降低原烟气温度从而保证吸收塔内除雾器、喷淋层、防腐层免受高温损伤的保护装置；单台浆液循环泵运行过程中，发生浆液循环泵全部跳闸的几率大大提高，事故喷淋系统的高可靠性是实现单台浆液循环泵运行的前提保障；按照联锁条件进行联锁试验，保证原烟道事故喷淋装置动作有效即可；

2、除雾器耐温实验

除雾器是吸收塔内最容易受到高温损坏的设备，要保证吸收塔系统安全，必须使除雾器在其安全温度内运行，一旦除雾器发生高温损坏，将严重影响其除雾效率，甚至除雾器坍塌事故；将除雾器板切片，分别置于不同温度下恒温，观察除雾器片的变形情况；恒温时间根据浆液循环入口电动门开启时间确定，我厂浆液循环泵入口电动门开启时间为50s，为充分保证设备安全，实验恒温时间设为5-10min；恒温温度根据吸收塔入口温度确定，我厂吸收塔入口温度为95℃以下，故恒温至100℃；

经除雾器材料耐温实验验证：我厂使用的除雾器片在100℃环境下，恒温10min，无明显变形和损伤；

3、浆液循环泵入口电动门开关试验

进行浆液循环泵入口电动门开、关试验，确定入口门开启和关闭动作时间，后期逻辑修改置入时使用；经试验验证，浆液循环泵入口电动门开关时间为35S。

四、系统完善

1、增加备用浆液循环泵联锁逻辑

单台浆液循环泵运行期间，保证备用浆液循环泵处于热备用状态（冷却水开启等），若运行浆液循环泵跳闸，备用泵自动联锁投入；例如：A浆液循环泵为联锁备用泵，选择A浆液循环泵备用联锁投入；运行浆液循环泵异常跳闸后，A浆液循环泵入口门自动开启，浆液循环泵启动；（逻辑说明：每台浆液循环泵增加手动投备按钮；手动投备后，其余四台浆液循环泵全部跳闸，备用泵入口门联锁开启；备用投入后，其余四台浆液循环泵全跳且入口电动门开到位，联锁启动备用浆液循环泵；浆液循环泵炼器信号发60s脉冲，保证入口门开到位）；

2、优化事故喷淋装置

事故喷淋装置由顶部喷淋改为断面式整体喷淋，保证更好的喷淋效果，以有效降低烟温，保护设备安全；事故喷淋水源由消防水供应，已保证水源的可靠性和喷淋水压力，保证喷淋效果；

3、优化浆液循环泵跳闸逻辑

排查浆液循环泵跳闸逻辑和相关保护，保证设备运行可靠性；防止发生运行设备误跳闸风险，增强系统运行安全可靠性；

五、运行方式

1、根据负荷、硫分、环保参数、浆液品质、脱硫效率等参数情况分析判断单台浆液循环泵是否满足投运条件，具备投入条件是方可投入单泵运行，否则严禁盲目冒险单台浆液循环泵运行；

2、单台浆液循环泵运行必须满足事故喷淋可靠投入、低温省煤器正常投运、入口烟温100℃以内，不满足以上任一条件，不可投入单泵运行；

3、五台浆液循环泵均具备联锁启动条件，需投入/切除某台浆液循环泵联锁时，点击“联锁投入”按钮，进入“投入”/“切除”对话框，点选相应按钮后，该泵投入/切除联锁状态；

4、投入联锁的浆液循环泵需处于热备状态，该设备机封水、冷却水等应保持常开，排污门、冲洗水门应处以关闭状态，各阀门状态、设备状态、测点参数显示正常；

5、正常情况下，五台浆液循环泵只允许投入一台联锁；防止两台6KV设备同时联锁启动，增加厂用电供电压力；

6、联锁投入的浆液循环泵选择与运行浆液循环泵不在同一段电源的设备；

7、机组启动时，点火前投入一台浆液循环泵，并投入另一台浆液循环泵联锁；

8、机组启动后，根据运行参数情况进行浆液循环泵运行调整；

9、机组解列后，保持单台浆液循环泵运行，并投入另一台浆液循环泵联锁，至烟温降低后，根据需要停运浆液循环泵运行；

10、机组检修时，浆液循环泵挂“禁操”并切除所有浆液循环泵联锁，防止设备误联锁启动；

11、为保证事故喷淋可靠性，防堵试验每天进行一次，试验时间保证在5min以上；

12、低负荷时，吸收塔浆液PH维持在5.0-5.8之间，单台浆液循环泵运行，保证出口SO2含量在35 mg/Nm³以内；

六、注意事项

1、备用浆液循环泵应保持良好的热备用状态，巡检时做好备用泵的巡检工作，防止设备失备无法联锁启动或启动后设备损坏；

2、保证事故喷淋联锁投入的可靠性，相关试验严格按照要求进行，防止事故喷淋堵塞或异常无法正常投入，造成设备损坏；

3、单台浆液循环泵运行，加强参数监督控制，发现异常及时进行运行调整，严格控制净烟气环保参数，严防超标现象发生；

4、加强浆液品质监督，防止浆液品质恶化，造成脱硫效率下降致使环保超标；

5、加强吸收塔入口原、净烟气参数监督，发现参数异常升高应及时进行运行调整；

6、注意吸收塔净烟气温度变化，烟温超过65℃应及时启动备用浆液循环泵；

7、加强设备运行监督，设备跳闸后除联锁启动外应进行手动干预，开启其他浆液循环泵入口门，保证联启失败后，可及时手动启动设备；

七、改造效果

我厂自2018年6月28日2号机组启动后，执行低负荷浆液循环泵单泵运行方式；浆液循环泵单泵运行后，脱硫节能效果明显，对2018年3月26日48.13%负荷工况、7月10日43.68%负荷工况下脱硫耗电率进行对比；

2018年3月26日2号机组负荷48.13%，燃煤全硫含量为0.35%，2号机组脱硫耗电率为0.84%；7月10日2号机组负荷43.68%，燃煤全硫含量为0.38%，2号机组脱硫耗电率为0.67%；由此可见，相同工况下，脱硫耗电率下降0.17%；

单台浆液循环泵运行的顺利实施，降低了脱硫系统运行电耗，为我厂的节能降耗工作做出了极大的贡献；

参考资料：

1、《火电厂烟气脱硫设备及运行维护》

2、《燃煤电厂超低排放改造典型案例》

3、《防止电力生产事故的二十五项重点要求(2016版)》

4、《中煤哈密发电有限公司脱硫运行规程》