脱硫运行优化1..

脱硫装置运行优化技术研究西安热工研究院有限公司二○一一年六月主要内容一.问题的提出二.运行优化的准则三.运行优化的内容四.日常管理与运行维护一、问题的提出（1）可靠性差、可用率不高性能指标不高厂用电率高脱硫剂消耗大副产物品质低脱硫装置运行现状设计和安装方面的设计没有留有足够的裕量；设备的质量和可靠性不高；工艺系统设计和布置不合理；建筑、安装和调试质量存在问题。生产管理方面的脱硫剂的品质（纯度、活性、粒径）波动；除尘器不能稳定高效运行；没有合理调配和掺混燃煤；文明生产存在漏洞（杂物进入系统等）。运行方面的运行方式不合理。运行不佳的原因一、问题的提出（2）运行优化的目的运行优化在一定程度上能：节能降耗提高脱硫装置的性能提高可靠性和安全性一、问题的提出（3）脱硫运行的特点经济效益和环保效益在一定程度上是相互为制约的。运行成本是随运行工况（脱硫效率）变化而变化的。二、运行优化的准则（1）脱硫装置运行的标准在环保效益和经济效益相互矛盾的情况下,如何运行脱硫装置？目前，对于脱硫装置应达到的性能指标,现阶段各地的差异较大,一般参考的依据如下：二、运行优化的准则（2）火电厂污染物排放标准。2003版《火电厂大气污染物排放标准》中规定了火电厂锅炉SO2的最高允许排放浓度。有些地方法规制定更严格的最高允许排放浓度。地方政府要求的脱硫效率和投运率。地方政府核定的SO2排放总量。运行优化都有一个标尺。脱硫运行优化也需要一个标尺，为此,提出脱硫相对生产成本(C)的概念。FGD装置的各项成本费用主要包括电费、脱硫剂费用、水费、蒸汽费、财务费用、折旧费、人工费、维修费、运营管理费和保险费等。其中，电费、脱硫剂费用、水费、蒸汽费与运行工况紧密相关；此外,FGD装置的运行方式还会影响SO2的排污缴费和石膏销售收入。将受脱硫运行方式影响的这些因素累加起来，称为相对生产成本。C=C1+C2+C3+C4+C5-C6运行优化的准则二、运行优化的准则（3）脱硫相对生产成本(C)就是脱硫运行的标尺。运行优化的准则就是根据各自的运行标准，以脱硫相对生产成本(C)最低为目标，针对负荷、燃料和脱硫剂的不同情况,找到最优的运行方式。脱硫装置运行优化目标：在保证脱硫效率、副产品品质、脱硫状装置可用率的前提下，电耗最低。可以对脱硫装置吸收系统在不同的负荷、SO2入口浓度进行运行优化,运行优化的内容有：三、运行优化的内容（1）吸收系统的运行优化浆液循环泵的运行优化；pH值的运行优化；氧化风量的运行优化；石灰石（粉）粒径的运行优化；某电厂一300MW机组配套的烟气脱硫装置，设置四台浆液循环泵，从低到高分别为A、B、C、D。入口SO2浓度的正常变化范围为1500-4500mg/m3,习惯运行方式为B、C、D浆液循环泵运行。对脱硫效率没有要求，只需满足400mg/m3出口排放浓度要求，排污费按实际排放量缴纳。脱硫剂为外购石灰石粉，石膏外卖有一定的收益。无蒸汽消耗。（举例说明）浆液循环泵的优化运行三、运行优化的内容（2）300MW负荷,入口SO2浓度为4000mg/m3时循环泵组合运行工况投运循环泵脱硫效率，%出口SO2浓度，mg/m3电耗量,kW石灰石消耗量,t/h石灰石成本,元/h电成本,元/h水成本,元/h排污缴费,元/h石膏收益,元/h总的相对成本,元/h1ABCD95.617645028.132032171116813314039042BCD93.625640817.961989155116819413737653ACD93.028040327.911976153216821213637524ABD92.430439837.851964151416823013537405ABC91.832839297.801951149316824813437266CD88.844836127.551887137316833913036377BD88.147635587.491872135216836012936248BC87.450435087.431857133316838212836129AD86.753235117.3718421334168403127362110AC86.155634597.3218301314168421126360711AB85.458434087.26181512951684421253595300MW负荷，二氧化硫浓度为4000mg/m3时浆液循环泵的不同组合运行情况3400350036003700380039004000ABCDBCDACDABDABCCDBDBCADACAB浆液循环泵的组合运行方式相对运行成本，元/小时010020030040050060070095.693.693.092.491.888.888.187.486.786.185.4脱硫效率，%出口二氧化硫浓度，mg/m3相对运行成本出口二氧化硫浓度300MW负荷，二氧化硫浓度为3000mg/m3时浆液循环泵的不同组合运行情况2800290030003100320033003400ABCDBCDACDABDABCCDBDBCADACAB浆液循环泵的组合运行方式相对运行成本，元/小时010020030040050060070096.493.893.693.092.489.989.288.687.787.286.5脱硫效率，%出口二氧化硫浓度，mg/m3相对运行成本出口二氧化硫浓度300MW负荷，二氧化硫浓度为2000mg/m3时浆液循环泵的不同组合运行情况22002300240025002600270028002900ABCDBCDACDABDABCCDBDBCADACAB浆液循环泵的组合运行方式相对运行成本，元/小时010020030040050060070097.194.794.293.593.190.690.089.388.488.187.2脱硫效率，%出口二氧化硫浓度，mg/m3相对运行成本出口二氧化硫浓度工况投运循环泵pH值,/脱硫效率，%出口SO2浓度，mg/m3钙硫摩尔比，/石灰石消耗量,t/h电成本,元/h石灰石成本,元/h水成本,元/h排污缴费,元/h石膏收益,元/h总的相对成本,元/h1ABC588.84481.0127.491493187216833912937442ABC5.290.43841.0147.641493191016829113137303ABC5.491.83281.027.801493195116824813437264ABC5.692.62961.0337.971493199316822413737415ABC5.893.42641.0558.21149320531682001413773300MW负荷,入口SO2浓度为4000mg/m3时pH值的优化（举例说明）pH值的优化运行300MW负荷，二氧化硫浓度为4000mg/m3时pH值变化时的运行情况360037003800390055.25.45.65.8pH值相对运行成本，元/小时010020030040050088.890.491.892.693.4脱硫效率，%出口二氧化硫浓度，mg/m3相对运行成本出口二氧化硫浓度运行设定值入口SO2浓度，mg/m34500400030002000机组负荷300MW浆液循环泵ABCDABC/ABDAC/ADAB/ACpH值5.45.45.45.2氧化风机2台2台2台1台240MW浆液循环泵BCD/ACDCD/ABCAB/ACAB/ACpH值5.45.45.35.2氧化风机2台2台2台1台180MW浆液循环泵CD/ABCBC/BDAD/BCAC/ADpH值5.45.35.25.2氧化风机2台2台1台1台最佳运行卡片与习惯运行方式相比，浆液循环泵运行方式优化后各工况相对生产成本/脱硫电耗下降的比例，%入口SO2浓度，mg/m3400030002000机组负荷300MW1/3.75.7/15.48/16.9240MW4.5/12.57.6/18.39.5/18.4180MW6.8/16.49.5/19.711.6/19.9节能效果烟气系统运行成本的特点三、运行优化的内容（3）烟气系统的运行优化运行成本直接与电耗相关，与其它成本基本无关；电耗占脱硫系统电耗比例大，其中最大的耗电设备是脱硫风机；运行优化的核心就是降低烟气系统的阻力和提高增压风机在变负荷时的效率。烟气系统运行优化的内容维持烟气系统的阻力在正常范围。尤其是降低和缓解GGH和除雾器结垢和堵塞引起的阻力增加；包括吹扫周期、高压水投入频率、水平衡等的优化。提高增压风机工作效率。对脱硫电耗影响很大。设计阶段尽量选高效区宽的风机、根据实际情况合理选择风机的裕量；取消增压风机，与引风机合二为一；运行后更多的是进行风机本体改造和加变频改造。增压风机与引风机串联运行优化；其它措施。如加强锅炉运行调整,使排烟温度和氧量在设计范围内。维持烟气系统的阻力在正常范围三、运行优化的内容（4）GGH和除雾器结垢堵塞是普遍现象。经过对GGH积灰成分分析,可以判断黏附着的结垢由两部分组成：一部分是烟气携带的浆液滴粘附在换热元件上；另一部分是烟灰粘附在换热元件的低温部。除雾器堵塞结垢原因很多，但主要原因是水平衡被破坏。系统水平衡的调节是系统稳定运行的一个重要方面。要维持吸收塔液位稳定，需要通过调节除雾器冲洗水来实现。除雾器冲洗水主要用来冲洗除雾器，因此必须保证有足够的冲洗水量，如系统水平衡被破坏，就会影响到除雾器的水冲洗，长期以往将会造成除雾器结垢堵塞甚至引起坍塌。缓解和改善GGH和除雾器堵塞的措施：（1）加强煤质管理，控制高灰分和高硫分煤进入电厂，必要时采取配煤措施，从源头上控制燃烧产生的粉尘，从而减少进入脱硫系统的粉尘浓度。（2）加强除尘器的运行管理，保证除尘器的除尘效率，确保进入脱硫系统的烟气粉尘浓度不超标。（3）加强GGH运行中的吹扫和定期在线高压水冲洗，有条件时可利用停运检修的机会，对GGH进行人工高压水清洗，彻底清理换热片之间的积灰，确保其在一个小修周期内，能在较低的阻力下运行。（4）可根据情况在GGH低温端加装高压清洗吹灰器。（5）空气吹扫改用蒸汽吹扫，因为GGH积灰多为粘性灰，用蒸汽吹灰射流刚度远、可加热灰层，降低粘附力，效果远远好于压缩空气吹灰。（6）当传热元件污垢板结无法通过吹扫降低阻力时，只能停运抽出换热元件进行酸碱清洗。（7）迫不得已时也可抽出部分换热元件降低阻力。（8）烟囱根部引入热空气（8）加强脱硫系统水平衡的管理，保证除雾器的正常冲洗，防止由于其它系统进入吸收塔的水量过大，除雾器冲洗水量减少引起其板片结垢和堵塞。*控制各类泵的轴封水水量（对开式系统）；*最大限度地利用石膏过滤水进行石灰石浆液制备；*防止和减少系统外水如雨水、清洁用水的流入等。*由于湿法脱硫系统的冲洗阀、补水阀数量多,易出现阀门关闭不严和内漏的故障。这不但给各箱罐的液位调整带来困难,也会增大水耗。因此,在运行中要对这些阀门状况加强监控。（举例说明）增压风机与引风机串联运行优化三、运行优化的内容（5）增压风机与引风机为串联运行方式，两风机共同克服锅炉烟气系统加脱硫烟气的阻力。要避免出现一个风机在高效区运行，而另一个风机在低效区运行的情况。应通过试验，在机组和脱硫系统安全运行的前提下，找出两风机最节能的联合运行方式（增压风机和引风机电流之和为最小值）。原烟气挡板处压力增压风机电流增压风机动叶开度A引风机电流B引风机电流A引风机变频器赫兹比B引风机变频器赫兹比增压风机与引风机电流之和kPaA%AA%%A-0.25279.282.71221179191518.2-0.20272.4801241169292512.4-0.1526979.71221169393507-0.10262.577.61231179393502.5-0.0525878.112511694944990.0025475.81251189393497脱硫增压风机与引风机的运行优化05010015