引言

1某電廠脫硫系統(tǒng)概況

根據(jù)《山西省人民政府辦公廳關(guān)于推進(jìn)全省燃煤發(fā)電機(jī)組超低排放的實(shí)施意見(jiàn)》(晉政辦發(fā)[2014] 62號(hào)、《山西省現(xiàn)役燃煤發(fā)電機(jī)組超低排放改造提速3年推進(jìn)計(jì)劃》等要求，全省現(xiàn)役單機(jī)300 MW及以上燃煤發(fā)電機(jī)組2017年底前完成超低排放改造任務(wù)。在基準(zhǔn)氧含量6%條件下，SO₂排放濃度低于35mg/m³。由于該電廠原有脫硫裝置無(wú)法滿足新的排放要求，因此進(jìn)行了超低排放改造。經(jīng)過(guò)改造后，每臺(tái)機(jī)組脫硫系統(tǒng)配置4臺(tái)流量為13500m³/h的漿液循環(huán)泵加1臺(tái)設(shè)計(jì)流量為6000m³/h的輔助漿液循環(huán)泵，吸收塔內(nèi)設(shè)置4層噴淋層加2層輔助噴淋層。各漿液循環(huán)泵的設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。

表1漿液循環(huán)泵設(shè)計(jì)參數(shù)

2脫硫效果分析

2.1 脫硫效率計(jì)算方式

脫硫系統(tǒng)入口、出口SO₂濃度均來(lái)自于在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，SO₂質(zhì)量濃度均折算成基準(zhǔn)含氧量為6%下的濃度。脫硫效率η按式（1）計(jì)算。

η=[（C₁-C₂）/C₁] x 100%    （1）

式中：

C₁-脫硫入口SO₂濃度；

C₂-脫硫出口SO₂濃度。

2.2 脫硫效率分析

脫硫系統(tǒng)漿液循環(huán)泵雙泵運(yùn)行時(shí)，采取的組合方式有A+D, B+D, C+D3種運(yùn)行方式，原煙氣SO₂濃度在500～1000 mg/m³之間變化，脫硫效率變化如圖1所示。圖1中虛線為排放限值35mg/m³（含氧量6%)時(shí)的換算脫硫效率曲線。

圖1  2臺(tái)循環(huán)泵不同組合方式下的脫硫效率

從圖1可以看到，隨著原煙氣SO₂濃度升高，3種運(yùn)行方式下系統(tǒng)的脫硫效率均呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)，這是由于SO₂濃度上升的同時(shí)漿液流量維持不變，導(dǎo)致鈣硫比下降，從而引起脫硫效率下降。

整體脫硫效率A+D>B+D>C+D，在SO₂濃度小于700mg/m³時(shí)，3種運(yùn)行方式的脫硫效率均能滿足排放要求。

在SO₂濃度大于750mg/m³時(shí)，C+D已經(jīng)不能滿足排放限值要求，B+D也已經(jīng)逼近限值，需要增加循環(huán)泵運(yùn)行數(shù)量。而A +D泵的脫硫效率最高從99.4%開(kāi)始，直到SO₂濃度為1000mg/m³時(shí)，脫硫效率仍然能達(dá)到97.3%，能夠達(dá)到排放要求，所以可以作為漿液循環(huán)泵雙泵運(yùn)行時(shí)的首選方式。

漿液循環(huán)泵有3臺(tái)泵運(yùn)行時(shí)，采取的組合方式有A+B+D, C+B+D, A+C+D 3種運(yùn)行方式，脫硫效率如圖2所示。

圖2 3臺(tái)循環(huán)泵不同組合方式下的脫硫效率

從圖2中可以看到，當(dāng)采用A+B+D運(yùn)行方式時(shí)，脫硫效果較差，最高98.6%，隨著原煙氣SO₂濃度增加至1400mg/m³，脫硫效率低至97.7%，已經(jīng)達(dá)不到限值要求。而采用B+C+D和A+C+D兩種運(yùn)行方式時(shí)，原煙氣SO₂濃度在1000-1600mg/m³之間變化時(shí)，脫硫效果均能夠滿足要求，兩種方式的脫硫效率互有高低，相差值在0.3%左右，脫硫效率基本一致。在原煙氣SO₂濃度為1000～1600mg/m³時(shí)，B+C+D和A+C+D組合均可作為漿液循環(huán)泵的運(yùn)行方式。

圖3 4臺(tái)以上循環(huán)泵不同組合方式下的脫硫效率

3能耗分析

漿液循環(huán)泵屬于高耗能設(shè)備，在整個(gè)FGD系統(tǒng)中的用電量可占到50%以上。2號(hào)機(jī)組脫硫裝置共配置5臺(tái)漿液循環(huán)泵，在脫硫入口SO₂濃度變化不大，煙氣量穩(wěn)定的情況下，投入運(yùn)行的循環(huán)泵數(shù)量越多，脫硫效率越高，但此時(shí)的耗電量也隨之增大。因此，在脫硫系統(tǒng)保證可靠運(yùn)行的前提下，調(diào)節(jié)循環(huán)泵運(yùn)行數(shù)量，優(yōu)化循環(huán)泵的運(yùn)行組合方式，能夠降低耗電量。

圖4 不同運(yùn)行方式下的循環(huán)泵總電流

漿液循環(huán)泵的輸出功率尸可由式（2）得出。

式中:

U-循環(huán)泵電壓，常量;

I-循環(huán)泵運(yùn)行電流，A;

cosφ-功率因數(shù)，常量。

由式（2）可知，電流I為實(shí)際運(yùn)行值。因此，可以用循環(huán)泵運(yùn)行電流I作為分析能耗的指標(biāo)。圖4為漿液循環(huán)泵不同組合方式運(yùn)行下的總電流值。雙泵A+D運(yùn)行總電流在250A左右，而5臺(tái)泵A+B+C+D+E全部開(kāi)啟時(shí)運(yùn)行總電流可達(dá)到500A左右，是A+D的兩倍。在脫硫效果能滿足排放要求的前提下，投入運(yùn)行的循環(huán)泵數(shù)量越少，能耗電量越低。

在脫硫入口SO₂濃度小于1000mg/m³時(shí)，最佳運(yùn)行方式為A+D；

在脫硫入口SO₂濃度介于1000-1600mg/m³時(shí)，B+C+D運(yùn)行電流約340A，A+C+D運(yùn)行電流約350 A，所以最佳運(yùn)行方式為B+C+D；

在脫硫入口SO₂濃度介于1600～2300mg/m³時(shí)，最佳運(yùn)行方式為A+B+C+D；

4結(jié)論

在FGD系統(tǒng)中，對(duì)漿液循環(huán)泵運(yùn)行方式的優(yōu)化主要考慮兩個(gè)方面。

一是凈煙氣SO₂濃度低于35mg/m³(含氧量6%)，滿足超低排放要求；二是漿液循環(huán)泵的運(yùn)行總功率越小能耗越低，因此能夠降低整個(gè)FGD系統(tǒng)的能耗。

合理地優(yōu)化脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行方式需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐和研究。在實(shí)際運(yùn)行中，F(xiàn)GD脫硫效率及運(yùn)行功率受漿液密度、液位、pH值等多種因素的影響，需要長(zhǎng)期全面的驗(yàn)證才能完善最佳運(yùn)行模式。

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