平海电厂单台脱硫浆液循环泵运行的节能应用

张晓辉

(广东惠州平海发电厂有限公司，广东惠州 516363)

平海电厂单台脱硫浆液循环泵运行的节能应用

张晓辉

(广东惠州平海发电厂有限公司，广东惠州 516363)

介绍了惠州平海发电厂1000MW机组石灰石/石膏烟气湿法脱硫系统的节能试验，对吸收塔事故喷淋装置的安全可靠性进行了检验，同时探讨了单台浆液循环泵运行的最佳运行工况，进一步完善系统保护逻辑，以提高该运行方式的安全性。

脱硫系统;浆液循环泵;节能

0 引言

随着新的《火电厂大气污染物排放标准》的正式实施，控制烟气S02排放对燃煤电厂运行有着举足轻重的意义。目前，石灰石－石膏湿法烟气脱硫(FGD)技术在燃煤电厂烟气脱硫中有着广泛应用，具有技术成熟、运行可靠、脱硫效率高等优点［1］。随着火电厂装机容量的不断增大，湿法脱硫装置的整体配套单体设备的容量也逐渐增大，耗电量约占整个厂用电的1%甚至更高［2］。因此，对脱硫设备进行节能优化，显得尤为重要。

1 系统概况

平海电厂1、2号机组均为1000MW超超临界燃煤发电机组，分别配备石灰石－石膏湿法烟气脱硫装置，设计处理机组的全部烟气量，脱硫率保证在96%以上，FGD系统设计参数如表1所示。

平海电厂脱硫装置按照燃煤硫分1.7%设计，但实际运行中燃煤硫分较低，2013年度燃煤收到基硫分加权平均值为0.33%，2014年1至6月燃煤收到基硫分加权平均值为0.43%，且日常运行中时有入炉煤硫分低至0.23%～0.3%。另外，当机组在负荷调峰且较长时间低于500MW及以下时，脱硫装置出现“大牛拉小车”现象，即在低负荷、低硫分情况下，为了确保脱硫系统和机组的安全可靠性，目前仍保持2台浆液循环泵运行，虽然吸收塔pH值已控制低限4.8，但脱硫效率一直在99%及以上，SO2排放浓度最低小于5mg/m3，运行经济性效果十分不理想。

表1 FGD系统设计参数(单台机组)

2 节能试验

湿法FGD装置由于系统庞大，其耗电量一般要占电厂发电量的1%左右。因此，控制设备耗电量是脱硫系统经济运行的首要问题。湿法脱硫系统能耗高的设备为6 kV电压等级的增压风机、浆液循环泵、氧化风机、真空泵和球磨机，节能首先应考虑这些设备的经济运行［1］。鉴于平海电厂1、2号机组脱硫装置存在“大牛拉小车”现象，故优先对浆液循环泵进行节能探讨。脱硫系统共设A、B、C、D 4台浆液循环泵，扬程分别为21.8、23.6、25.4、27.2m，额定功率分别为1120、1250、1250、1400 kW，额定电流分别为130.3、143.6、143.6、160.6A。

脱硫浆液循环泵的运行台数(即液气比改变)，会直接影响脱硫效率和SO2排放浓度，但实际运行中，吸收塔系统已保持2台浆液循环泵运行，且已采取节能泵组的配搭措施，因此单台浆液循环泵运行方式将是最后的尝试探索。由于单台浆液循环泵运行的安全风险性较高，所以在单台浆液循环泵节能试验前，必须确认吸收塔事故喷淋冷却系统的安全可靠性，即要求若运行中所有浆液循环泵跳闸后，能保证吸收塔运行温度控制在安全值范围内，而不发生吸收塔内部防腐高温损坏。

2.1 浆液循环泵全停、吸收塔事故喷淋试验

为了检验脱硫浆液循环泵全停情况下，事故喷淋装置能否保证脱硫吸收塔内部防腐材料的安全和为第二台备用浆液泵的启动争取足够时间，并评估试验工况对机组和吸收塔防腐的影响风险。为此，2014年4月平海电厂对脱硫装置进行了浆液循环泵全停、吸收塔事故喷淋试验，该试验分吸收塔事故喷淋装置提前投入和自动投入两部分进行。2014年04月22日进行吸收塔事故喷淋装置提前投入试验，具体过程如下:电动消防水泵启动;消防水母管压力由0.744MPa升至0.915MPa;开启事故喷淋装置;吸收塔事故消防水压力回升至0.3MPa;C浆液循环泵停运;脱硫效率下降，烟囱排放SO2浓度开始上升;吸收塔出口温度从52.4℃降至51.3℃;D浆液循环泵启动;脱硫效率回升，烟囱排放SO2浓度开始下降。试验数据见表2。

表2 吸收塔事故喷淋装置提前投入数据

2014年04月23日进行吸收塔事故喷淋装置自动投入试验，具体过程如下:C浆液循环泵停运;吸收塔事故喷淋阀开启;吸收塔事故消防水压力回升至0.3MPa;吸收塔出口温度开始下降;脱硫效率下降，烟囱排放SO2浓度开始上升;D浆液循环泵启动;吸收塔出口温度下降至46.7℃;脱硫效率回升，烟囱排放SO2浓度开始下降。试验数据见表3。

表3 吸收塔事故喷淋装置自动投入数据

从上述数据可以看出，脱硫浆液循环泵全停后，在事故喷淋装置自动动作正常的情况下，事故喷淋水量能控制吸收塔出口烟温，有效避免触发脱硫MFT及跳闸增、送、引风机的风险。同时也保证了在事故情况下，脱硫吸收塔内部防腐材料的安全和留有充分时间启动第二台备用浆液循环泵。

2.2 单台浆液循环泵运行试验

在确认吸收塔事故喷淋装置安全可靠后，为进一步检验单台浆液循环泵运行时是否能满足脱硫效率≥96%和净烟气SO2浓度＜200mg/m3的环保要求，及确定该运行方式下的最佳允许工况条件。为此，2014年4月平海电厂对脱硫装置进行了单台浆液循环泵运行试验，试验数据如表4所示。

表4 吸收塔事故喷淋装置自投投入数据

从上表试验数据可以得出，单台浆液循环泵运行方式的基本允许工况条件为:机组负荷≤450MW且原烟气SO2浓度≤700mg/m3。否则脱硫效率无法满足环保要求。

3 逻辑优化

3.1 原脱硫系统保护逻辑

(1)脱硫MFT及跳闸增、送、引风机条件

原烟气温度高高(≥165℃，三取二)且吸收塔出口温度≥70℃(三取二)，延时2 s;4台浆液循环泵全停且吸收塔出口温度≥70℃(三取二)，延时10 s。

(2)脱硫事故喷淋阀联锁关条件

任一台浆液循环泵运行且机组原烟气温度≤150℃;浆液循环泵全停且机组原烟气温度≤60℃(三取二)。

(3)浆液循环泵部分保护停条件

浆液循环泵入口电动阀无开反馈;浆液循环泵排污阀无关反馈。

3.2 逻辑优化方案

为了提高低负荷期间单台浆液循环泵运行的安全性，对浆液循环泵现有的保护逻辑进行修改优化。

(1)关于吸收塔事故喷淋阀的逻辑修改

原事故喷淋阀联锁关条件“任一台浆液循环泵运行且机组原烟气温度≤150℃”添加延时功能，定值120 s;新增1、2号吸收塔事故喷淋水压力二级低报警，设定值为0.65MPa。

(2)关于脱硫浆液循环泵的逻辑修改

删除原浆液循环泵的保护跳闸条件:“浆液循环泵入口电动阀无开反馈”和“浆液循环泵排污阀无关反馈”，新增以下内容:保护跳闸条件“浆液循环泵入口阀已关且无开反馈信号”和DCS二级声光报警条件“浆液循环泵已运行且入口电动阀无开反馈或排污阀无关反馈”。

将原逻辑“浆液循环泵排污阀无关反馈信号，联锁关闭泵入口阀”修改为“浆液循环泵已停且排污阀无关反馈信号，联锁关闭泵入口阀”。

新增一级声光报警逻辑:“当4台浆液循环泵全停且原烟气入口温度≥70℃”时，DCS发一级声光报警，且保持声光报警动作直到该条件消失。

新增B、C、D浆液循环泵互为联动逻辑，DCS画面增设“备用”投入/切除按钮:具体为在单台浆液循环泵运行方式(仅限C、D浆液循环泵)下，例若C泵作为运行泵，D泵作为紧急备用泵，B泵作为后备泵，检测到4台浆液循环泵全停且D泵“备用”已投入，联锁打开B、D泵入口电动阀。当D泵入口阀全开后，自启D泵运行(该情况下直接将浆液循环泵的启允许条件置为“1”)。

4 结语

根据上述试验结果，在低负荷期间采用单台浆液循环泵运行方式，若停运A浆液循环泵，节约浆液循环泵运行电流约100A，每日可减少脱硫电量约6500(kW·h)，折合节省煤耗约0.39 g/(kW·h)，厂用电率降低约0.13%，在一定程度上节省了脱硫单耗，为企业带来了良好的经济效益，同时也为国内其它百万机组电厂在如何深度降低脱硫厂用电耗上提供经验借鉴。

［1］余鹏，高小春，何德明，等.石灰石－石膏湿法脱硫系统的经济运行［J］.热力发电，2007(7):34－36.

［2］董传深，邱振波.600MW机组脱硫系统的优化运行及节能改造［J］.电力科学与工程，2010，26(11):69－72.

［3］李皎，廖国权，马殿学.石灰石－石膏湿法脱硫系统节能降耗探讨［J］.电力科学与环保，2014，30(3):51－54.

［4］周祖飞.燃煤电厂烟气脱硫系统的运行优化［J］.浙江电力，2008(5):39－42.

［5］杜振，朱跃，何胜，等.石灰石一石膏法烟气脱硫系统厂用电率的分析与优化［J］.华电技术，2012，34(5):63－66.

［6］王树东，胡三高，刘玲，等.600MW机组脱硫系统中循环浆液泵的运行优化与改造研究［J］.中国电力，2010，43(11):46－49.

［7］邵炜，赵培毅.600MW机组湿法脱硫系统运行优化研究［J］.电力科技与环保，2011，27(4):57－59.

Application of energy－saving under condition of single slurry－recirculating pump operating of desulfurization system in PingHai Power Plant

It introduces the energy－saving testof Huizhou PingHaiPower Station 1000MW unit limestone－plaster wet flue gas desulfurization system，test the security and reliability of emergency showers in the absorption tower，and discusses the optimum condition of single slurry－recirculating pump operation，makes further perfection of the protection logic of the system，in order to im prove safety of the operation mode.

desulphurization system;slurry－recirculating pump;energy－saving

X701.3

:B

:1674－8069(2016)01－045－03

2015-09-27;

:2015-10-22

张晓辉(1986-)，男，广东开平人，助理工程师，主要从事火力发电厂烟气脱硫、脱硝技术管理工作。E－mail:skylinehealthy@126.com