探究如何保障火力发电厂脱硫吸收氧化系统经济运行

摘要：伴随社会经济的持续化发展，社会用电量大幅增加，这给火电厂运营带来了沉重压力。脱硫吸收氧化系统作为火电厂日常运行中的重要工序，在保证运营中发挥着关键性作用。本文以某火电厂#1机组为例，对其脱硫工艺中的吸收氧化系统的运行方式实施优化，使其运行变得更加经济化，为此领域研究提供一些参考。

关键词：火力发电厂;脱硫系统;氧化风机;经济运行

1.设备概述

某电厂的660MW#1机组所配套的烟气脱硫系统，选用的脱硫工艺方法为石灰石-石膏湿法，各台炉均配有1台脱硫塔。各套脱硫装置能够对锅炉100%的烟气量（BMCR工况下）进行处理，而在脱硫效率上超过96.3%，另外，排放浓度<200mg/Nm3。针对烟气系统而言，采取的是引增合一布置（增压风机与引风机）;对于吸收氧化系统来讲，由喷嘴设备、管道系统、浆液循环泵、管道系统及氧化风机等构成。

2.吸收氧化系统的经济运行分析

2.1浆液循环泵的经济运行

为了能够从理论上推导吸收塔内液气比参数与脱硫效率间所存在的数学关系，需围绕吸收塔中的脱硫情况，给予如下假设：（1）假设充斥于吸收塔当中的气流正处在紊流状态，于气流的扰动与紊流作用下，SO2能够在吸收塔中的任何一个截面上扩散，且呈现均匀分布状态;（2）除了边界层外，吸收塔当中的气流流速被认定是均匀的;（3）假设SO2进入到脱硫吸收塔中后，便能够被完全吸收。

基于上述假设，通过推导计算吸收塔当中的SO2及浆液反应，能够将脱硫效率与脱硫液气比间的数学关系式得出：

在此公式当中，L所表示的是喷淋量（吸收塔内循环浆液）;G代表的是处理烟气流量;（3）L/G代表的是液气比，吸收1m3的烟气所需要的循环浆液体积流量。而借助试验，回归分析#1机组现场数据，能够#1机组脱硫效率与液气比之间的关系式，进而便可对#1号机组的脱硫效率与液气比之间的关系曲线进行绘制，得出伴随烟气流量的持续下降，液气比随之增加，与此同时，脱硫效率同样会隨之升高，且在具体的升高速率上，会伴随液气比的增加而随之下降。

需要指出的是，如果机组负荷出现改变，此时，浆液循环泵在具体的运行数量上，同样需进行恰当的调整，这样不仅能够较好的满足高效脱硫的基本要求，而且还能达到节省系统运行能耗的目的。如果机组保持在一种高负荷运行状态，那么需要全开，或是将较多数量的浆液循环泵开启，以此满足高效脱硫的相关要求。如果机组长期处在一种低负荷运行状态，那么需要结合实况，将1台或多台浆液循环泵关闭，以此满足高效脱硫要求，并且促进设备能耗的有效降低。某电厂#1机组浆液循环泵的经济运行方案是：如果机组负荷≤55%，那么可选择双泵运行，如果机组负荷≥55%，但≤90%，即可选择三泵运行;如果机组负荷≥90%，可选择四泵运行。上述优化运行方案都能够保障脱硫效率超过95%。

2.2氧化风机的经济运行

在脱硫系统当中，氧化风机的主要作用即为将适量氧化空气，向氧化浆液池内（吸收塔底部）鼓入，于氧化气氛支撑下，浆液池当中的亚硫酸盐会发生反应，从而会生成大量的硫酸盐，然后经各项后处理后（如结晶、脱水等），提取硫酸盐。为了消除对脱硫效果所产生的各种不利影响，应合理化控制鼓入氧化风机中的空气量。在围绕氧化风机实施节能降耗时，需对各机组运行工况下所需氧化空气的流量加以明确。

其一，在煤粉锅炉燃烧时，如果空气过量，那么会导致烟气中含有氧;其二，在烟风系统当中，如果各部分存在漏风情况，那么也会使烟气当中的氧量增加。这便会造成石灰石浆液逆流喷淋时，尽管石灰石浆液与烟气之间有着比较短的接触时间，但其中的部分仍会生成亚硫酸盐，并通过接触氧气（烟气中），而最终被氧化。针对亚硫酸盐来讲，当其被氧化时，便会在氧化浆液池中生成大量的硫酸盐，此时，石灰石浆喷淋区反应所生成的亚硫酸盐（没有被烟气氧化），便会与氧化空气（经氧化风机输送），最终氧化成硫酸盐。在对氧化风机鼓入空气量进行实际计算时，需要围绕这两部分展开综合分析。基于上述所给条件，推导SO2与石灰石化学反应式，从中便能够得到数学关系式（所需氧化风量与烟气流量间）：

在此公式当中，CSO2代表的是原烟气SO2的浓度;G代表的是处理烟气流量;代表的是喷淋区氧化率;表示的是氧化浆池内亚硫酸盐的氧化效率。

一般来讲，如果烟气当中的氧含量>6%，此时，吸收塔喷淋区中的亚硫酸盐氧化率区间是50～60%，通常将喷淋区亚硫酸盐相对应的氧化率设定为55%，也就是落入氧化浆液池待氧化风机鼓入的空气氧化亚硫酸盐硫在整个硫量中的占比为40～50%。需要指出的是，鼓入到氧化浆池当中的氧气并不是全部均参与到氧化反应当中，一般设定氧化浆池内亚硫酸盐的氧化效率为27.5%。#1机组氧化风机需输送到吸收塔底部浆液池中的氧化空气数量依据上述公式来计算，结果发现，在现实运行时，氧化风机相对应的能耗与机组负荷之间，呈现出近似成线性变化关系。如果机组运行呈低负荷状态，那么因有着较小的烟气流量，氧气当中会含较少的SO2，此时，1台氧化风机便能够较好的满足鼓入氧化空气量方面的需要，所以，可仅运行1台氧化风机，而另外一台风机则可进行变频调节运行，以此达到节省能耗的目的。

综上，通过本次分析得知，浆液循环泵在具体的运行数量上，需要依据负荷的变化来进行调整。如果机组负荷≤55%，那么可双泵运行，负荷≥55%，但≤90%，可选三泵;若≥90%，可选四泵，这样能够使脱硫效率超过95%。氧化风机的运行需要对应于氧化浆池内氧化亚硫酸盐所需空气量，若机组负荷处于高负荷运行，可选1台氧化风机工频供氧，而另外一台风机则可变频调节运行，以此促进能耗的降低。

参考文献

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[3]杨俊强， 杨晓飞. 燃煤电厂脱硫主塔氧化风完全失去的影响和预控措施[J]. 华电技术， 2019， 41（12）：78-80.

作者简介：

卢冬冬（1994.05-），性别：男，民族：汉族，籍贯：浙江省台州市，当前职务：点检，当前职称：助理工程师，学历：大学本科，研究方向：火力发电厂脱硫废水处理系统应用分析。