脱硫氧化风量的研究与调节利用

脱硫氧化风量的研究与调节利用

徐杨杨学良霍广文罗路青邵会君

（大唐国际发电股份有限公司陡河发电厂河北省唐山市063028）

摘要：根据运行工况调节氧化风量，可以减少吸收塔浆液内气泡、提高脱硫效率、减少循环泵的运行台数、降低脱硫系统用电率。

关键词：氧化风量；脱硫用电率；脱硫效率

陡河发电厂#3~#8号机组烟气脱硫装置采用石灰石—石膏湿法烟气脱硫一炉一塔脱硫装置，6套脱硫系统分别设置单独的烟气系统、吸收塔系统和氧化空气系统，同时采用公共的吸收剂供应系统、FGD石膏浆液处理系统、工艺水系统、废水排放系统等。

2014年8月-12月陡河发电厂先后对6台机组进行了增容改造，增加一台循环泵并提高吸收塔入口烟道位置，提升吸收塔浆液液位，氧化风机由原来的罗茨风机改造为离心风机。出口压差由原来的98kpa提升到120kpa，流量分别提升到7450Nm3/h（250MW机组）和5920Nm3/h（200MW机组）。

随着环保要求的逐步提升，陡河发电厂在2015年9月-12月先后完成了6台机组的超低排放改造，氧化风机未做改动。脱硫超低排放改造完成后，脱硫系统存在循环泵运行台数多、出口二氧化硫浓度高、脱硫效率低的问题。尤其是#5机组脱硫长期四台循环泵运行，仍存在当入口二氧化硫在3000mg/m3左右时，出口超标需添加脱硫增效剂的现象。

通过对#3-#8机脱硫运行参数的统计、对比、分析及吸收塔浆液的取样分析，发现脱硫循环泵电流波动较大，直接影响到循环泵的出力下降，导致吸收塔内液气比的下降，造成脱硫效率的下降。分析现象产生的原因是吸收塔浆液内气泡多，造成浆液密度下降，使脱硫浆液循环泵运行电流下降，泵出力降低，即：有效参与脱硫吸收反应的浆液量下降，造成脱硫效率的下降。

通过对脱硫吸收塔浆液气泡产生因素进行剖析，主要有：有机物增加、重金属含量增加、镁离子含量增加、飞灰增加及废水排放不及时等原因，通过对吸收塔浆液进行化验可以逐步排除影响因素，由于脱硫氧化空气使用氧化风管投入吸收塔搅拌器前方进行强制氧化，富余的空气以气泡的形式从吸收塔底部溢至浆液表面，从而造成浆液内气泡的增加，经过短期停止氧化风机运行试验，发现循环泵运行电流明显升高，且无电流大幅度波动现象。陡河发电厂设备部决定成立攻坚小组从氧化风量的调整入手，根据运行工况调节氧化风量，降低吸收塔浆液内气泡含量、提高脱硫效率、减少循环泵的运行台数、降低脱硫系统用电率。

陡河发电厂氧化风机风量采用入口调节阀控制，离心风机采用的武汉格瑞拓机械有限公司提供的进口格瑞拓离心风机，为确保离心风机使用安全，入口调节门开度下限为20%。原氧化风机设计使用满负荷、入口二氧化硫浓度3400mg/Nm3、吸收塔液位11米进行核算的氧化风量，由于负荷变化、煤种变化及瞬时超标的控制，陡河发电厂实际运行平均负荷约为80%，吸收塔平均液位9米，入口二氧化硫平均浓度约为1500mg/Nm3（250MW机组）、2400mg/Nm3（200MW机组）。

通过对实际运行参数的统计，结合计算公式推导可以得出陡河发电厂实际运行所需平均氧化风量为：3000Nm3/h（250MW机组）、3500Nm3/h（200MW机组），氧化风机为确保使用安全设置了喘振流量保护，入口门开度越大保护定值越大，在入口门开度最小状态20%情况了保护定值分别为4939Nm3/h（250MW机组）、5069Nm3/h（200MW机组），由于运行中的液位波动为确保氧化风机正常运行，实际流量需要比喘振流量大300Nm3/h，即通过调节入口门、压出口门等常规调节方法只能将氧化风机的流量降低到5239Nm3/h（250MW机组）、5369Nm3/h（200MW机组），仍远大于所需的氧化风量。

氧化风机的常规调节方法已经不能降低氧化风量，经过技术人员的讨论决定在氧化风管管道上增加放空调节管道及调节阀门。在日常负荷及煤种情况下适当打开调节阀门，将多余氧化风排入烟道，在长期高硫煤种、高负荷情况下适当关闭调节阀门。通过调节阀门的开度及对脱硫浆液品质的化验保证塔内浆液亚硫酸钙不超标的前提下，减少塔内氧化风量，从而减少塔内浆液气泡的产生量，保证脱硫循环泵的出力及塔内液气比稳定，从而提高脱硫效率。

2017年3月-4月，组织检修人员分别对6台脱硫吸收塔的氧化风管进行增加放空调节管道及调节阀门改造，调节阀门安装后先后投入运行，经过几天的阀门调节及浆液化验，最终确定阀门开度。

调节阀门投入运行后对脱硫吸收塔循环泵电流进行统计分析，发现循环泵电流波动次数明显较少，波动范围明显减少。调节阀门已经使用超过6个月，统计机组发电量、脱硫用电率等参数如下：

通过上表可以直观的看出调节阀门投运前后数值对比，投运后在脱硫入口二氧化硫浓度上涨22.47%，脱硫用电率降低了0.15%。

氧化风管调节管道及调节阀门安装并使用的6个月陡河发电厂6台机组共发电33.86亿度，较2016年同期脱硫用电率这6个月脱硫系统已经节约用电500万度，考虑脱硫入口二氧化硫浓度对脱硫用电率的影响实际节约用电量远大于500万度。

结论

通过理论分析及实践应用，证实氧化风量过大将导致脱硫浆液内气泡增加，进而导致浆液密度下降，脱硫浆液循环泵运行电流下降，泵出力降低，即：有效参与脱硫吸收反应的浆液量下降，致使脱硫效率下降。实践证明通过增加氧化风管调节管道及调节阀门将过多的氧化空气排出可以有效减少吸收塔浆液内气泡含量，提升循环泵运行电流，减少运行中循环泵运行台数，大大降低脱硫系统用电率，陡河发电厂氧化风量调节后节电效果显著。

参考文献：

［1］徐耀鹏、吕宏俊，强制氧化风量对湿法脱硫系统的影响分析，电站系统工程，2011年5月第27卷第3期；

［2］顾圣秋、俞利强，石灰石-石膏湿法脱硫中吸收塔浆液泡沫过多问题探讨，上海电气技术，2010年12月第三卷第4期；

［3］朱艳丽、刘泸红，离心通风机常用调节方法及经济性比较，风机技术，2011年01月；