哈三電廠600 MW機組脫硫系統運行方式優化

邱靜柏

(華電能源股份有限公司哈爾濱第三發電廠，哈爾濱150024)

目前，火電廠煙氣脫硫主要采取石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝，它具有脫硫效率高、投資成本低、運行可靠性好等優點［1-2］，因此，在燃煤電廠得以廣泛應用?；诖?，哈三電廠2×600 MW機組煙氣脫硫系統采用了石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝進行煙氣脫硫，但是在實際運行中發現該工藝存在電耗大、水耗大、石灰石耗量大、運行成本高等問題［3］。對此，為了挖掘哈三電廠2×600 MW 機組煙氣脫硫系統節能降耗潛力，降低成本，本文根據哈三電廠3號、4號機組脫硫系統運行現狀，分析了影響脫硫系統運行維護成本的各項因素，并提出了脫硫系統運行方式優化的原則，采取了相應的優化措施，降低了脫硫系統的電耗、水耗、石灰石耗量及脫硫系統運行維護費用。

1 脫硫系統現狀

哈三電廠2×600 MW機組的煙氣脫硫工程按單元制設計，采用一爐一塔、塔內強制氧化的石灰石-石膏濕法脫硫工藝。其系統主要由石灰石漿液制備系統、煙氣系統、吸收塔系統、工藝水系統、石膏脫水系統、漿液疏排系統、廢水處理系統及壓縮空氣系統等組成。脫硫實際運行狀況，pH值為5.2～5.8，脫硫效率為95%，脫硫耗電率在1.1%左右。

據估算，脫硫裝置投入使用后需要大量的運行維護費用，其中，電費和石灰石粉費用占到50%左右。濕法脫硫系統耗電量一般占全廠發電量的1.1%左右。以2012年為例，哈三電廠2×600 MW機組年發電量為 60×108kW·h，上網電價為0.39元/kW·h，全年僅脫硫耗電量一項費用就達到25.7×106元。由此可見，控制耗電量成為脫硫系統經濟運行主要措施。

脫硫系統中能耗較高的設備有漿液循環泵、氧化風機、磨機等，電機電壓均為6 kV，哈三電廠脫硫系統沒有單獨設置增壓風機，只對鍋爐引風機進行了增容改造，所以脫硫系統運行時必然造成引風機耗電量的增加［4］。而脫硫系統運行方式的優劣直接影響到脫硫設備耗電量大小，因此，在確保環保排放達標的情況下，確定最優的運行工況則成為脫硫系統節能降耗的關鍵。

2 脫硫系統運行方式優化原則

哈三電廠3號機組配置4臺循環泵，銘牌功率分別為710 kW、800 kW、800 kW、900 kW，合計功率為3210 kW，占脫硫裝置系統總功率的56%。4號機組配置3臺循環泵，銘牌功率分別為710 kW、800 kW、800 kW，合計功率為2310 kW，占脫硫裝置系統總功率的65%。

為保證脫硫系統脫硫效率達到90%以上，原設計運行方式為3號機組滿負荷下3臺循環泵運行(1臺備用)，4號機組滿負荷下3臺循環泵運行(不設備用泵)。脫硫系統投運初期采用設計運行方式，機組運行維護費用較大。對此，該廠通過對脫硫系統設計運行方式進行優化，使3號、4號機組在正常情況下只運行2臺循環泵，并由運行人員進行重點監視和控制，在脫硫效率不足90%時，啟動第3臺循環泵。這樣2臺機組每天就可以少運行2臺循環泵，節電效果明顯。此外，通過采取提高除霧器的除霧效果、節約脫硫用水、控制廢水排放和降低脫硫石膏含水量等有效手段，也降低了耗水量。

3 脫硫系統優化措施

3.1 吸收塔循環泵運行方式優化

在保證脫硫系統脫硫效率的前提下，根據3號、4號機組設計和實際運行情況，分別對其采取不同的優化措施，以減少循環泵的運行臺數。

3.1.1 3號脫硫吸收塔循環泵運行方式優化

1)采用3號吸收塔1號、2號循環泵與3號吸收塔2號、3號吸收塔循環泵分別聯合停運方式。

2)每月1日啟動3號吸收塔1號、4號循環泵，停運3號吸收塔2號、3號循環泵。16日啟動3號吸收塔2號、3號循環泵，停運3號吸收塔1號、4號循環泵。

3)脫硫效率不足90%時，3號吸收塔1號、4號循環泵停運期間可首先啟動吸收塔1號循環泵運行，脫硫效率仍不能滿足90%持續1 h或脫硫效率低于88%時，可啟動3號吸收塔4號循環泵運行。

4)脫硫效率不足90%時，3號吸收塔2號、3號循環泵停運期間可首先啟動吸收塔2號循環泵運行，脫硫效率仍不能滿足90%持續1 h或脫硫效率低于88%時，可啟動3號吸收塔3號循環泵運行。

5)上述2種停運情況需要啟動備用循環泵后運行1 h以上，若脫硫效率滿足停運條件時可停運啟動的備用循環泵。

3.1.2 4號脫硫吸收塔循環泵運行方式優化

1)采用吸收塔2號、3號循環泵連續運行，吸收塔1號循環泵備用運行方式。

2)脫硫效率低于90%以下持續1 h或脫硫效率低于88%時，可啟動吸收塔循環泵1號運行，脫硫效率高于95%時，可停運吸收塔1號循環泵運行。

3)每月1日啟動吸收塔1號循環泵，運行24 h后脫硫效率滿足停運條件時可停運吸收塔1號循環泵。每月16日啟動吸收塔1號循環泵，運行24 h后，脫硫效率滿足停運條件時可停運吸收塔1號循環泵。

3.2 漿液制備系統運行方式優化

1)脫硫系統采用石灰石作為吸收劑，嚴格控制進貨渠道，保證所購石灰石的品質符合設計要求，其中要求CaO含量大于50%，MgO含量小于2%。采購塊料，粒度在5～20 mm(含水量小于1%)［5］。

2)定期檢查維護，保證上料系統完好，使石灰石倉、干粉倉有足夠的石灰石及干粉。

3)加強對2套磨機系統的維護，確保2套磨機運行可靠性，2臺機組脫硫吸收劑首選為2套磨機制漿提供，在2套磨機出力或存在缺陷不能投運石灰石漿液、不能滿足2臺機脫硫要求的情況下，方可投入干粉系統。

4)加強對2套制漿系統的調整，保證磨機漿液密度在1350～1400 kg/nm3運行，石灰石漿液細度為95%［6］。

5)磨機電流低于17.5A應及時補加鋼球，提高磨機出力，降低磨機單耗。

6)石灰石漿液箱漿液接近高液位時，應及時停止一套或雙套制漿系統運行，嚴禁采用降低磨機出力運行方式，增加磨機耗電及設備磨損。

7)制漿時，應一次性將漿液密度提升至1350 kg/nm3、液位5.5 m后再停止制漿，防止頻繁啟動制漿設備，吸收塔漿液pH值保持在5.2～5.8，在滿足脫硫效率的前提下，盡可能降低石灰石粉用量，長時間不用供漿時可停運石灰石漿液泵。

8)各地坑低液位運行，盡量停止地坑泵及攪拌器運行。如地坑內為清水時，視情況可不啟動攪拌器運行。

9)停運及備用吸收塔必須排空，停運吸收塔所有攪拌器。

3.3 脫硫其它系統的運行方式優化

1)加強對電除塵器的維護檢修，提高電除塵效率，降低脫硫入口粉塵含量，減少粉塵對脫硫漿液、脫硫系統的影響。

2)通過采取控制除霧器的沖洗水壓、沖洗水量及沖洗周期等有效手段，提高除霧器的除霧效果，減少煙氣的帶水量，節約脫硫用水。

3)加強石膏漿液的化學監督化驗，石膏漿液Cl-含量超過3200 mg/L時，投入脫硫廢水排放系統;石膏漿液Cl-含量低于2800 mg/L時，停止脫硫廢水排放，以減少脫硫水耗量及石膏漿液耗量;特殊情況下石膏漿液若出現中毒冒沫方可增加廢水排放次數。

4)做好對脫硫石膏的品質監督，降低脫硫石膏含水量。若石膏含水量大，應及時分析調整，以減少石膏脫水系統的耗水量及耗電量。

4 脫硫運行方式優化效果

哈三電廠2013年通過挖掘脫硫系統內部節能潛力，優化運行方式，有效降低了電耗、水耗、石灰石耗，節省脫硫裝置運行維護費用1.06×106元，經濟效益十分可觀。

1)降低電耗0.08%，2×600 MW機組年發電量為 54×108kW·h，年節約電量為 1.68× 106kW·h，上網電價0.39元/kW·h，年節約費用約6.5×105元。

2)降低水耗0.02 kg/kW·h，年節約新鮮水10.8×104t，按水價格0.3元/t計算，年節約費用約3.2×104元。

3)降低石灰石耗0.42 t/h，2×600 MW機組年運行6932 h，年節約石灰石2911 t，按石灰石價格130元/t計算，年節約費用約3.78×105元。

5 結論

哈三電廠通過優化脫硫系統運行方式，保證了脫硫系統的脫硫效率，使脫硫系統多項經濟指標優于設計值，成效顯著。

1)有效減輕脫硫裝置高額運行維護費用對企業經濟指標及利潤造成的壓力。

2)在保證脫硫效率前提下，優化漿液循環泵運行方式，節電效果顯著，降低年運行維護費用6.5× 105元。

3)優化漿液制備設備和其他經濟運行方式，節省水耗和石灰石耗，降低年運行維護費用4.1× 105元。

［1］王志才.脫硫系統經濟運行方式優化［M］.全球品牌網，2013(1):1-2. WANG Zhicai.Optimization of economic operation mode for desulphurization system［M］.Globrand，2013(1):1-2.

［2］武文江.石灰石-石膏濕法煙氣技術［J］.北京:中國水利水電出版社，2005(1):1-2. WU Wenjiang.Limestone-gypsum wet desulphurization technology［J］.Beijing:China Water Power Press，2005(1):1-2.

［3］曾庭華，楊華，馬斌，等.濕法煙氣脫硫系統安全性及優化［M］.北京:中國電力出版社，2003(2):75-77. ZENG Tinghua，YANG Hua，MA Bin，et al.Wet flue gas desulphurization system security and its optimization［M］.Beijing:China Electric Power Press，2003(2):75-77.

［4］劉向東.濕法脫硫增壓風機運行控制分析［J］.電力環境保護，2009，25(5):28-29. LIU Xiangdong.Analysis of BUF operation control in wet flue gas desulphurization system［J］.Electric Power Environmental Pprotection，2009，25(5):28-29.

［5］孫克勤，鐘秦.火電廠煙氣脫硫系統設計、建造及運行［M］.北京:化學工業出版社，2005. SUN Keqin，ZHONG Qin.Design，construction and operation of flue gas desulphurization system in thermal power plant［M］.Beijing:Chemical Industry Press，2005.

［6］廖永進，曾庭華，郭斌.廣東省煙氣脫硫裝置運行情況分析［J］.電力環境保護，2009，25(6):27-28. LIAO Yongjin，ZENG Tinghua，GUO Bin.Analysis of operation situation of flue gas desulphurization device in Guangdong province［J］.Electric Power Environmental Protection，2009，25(6): 27-28.