脫硫串聯塔優化運行研究

蔡子嘉

摘 要：該文以貴州興仁2×660 MW脫硫新建串塔機組項目作為研究基礎，結合目前串塔技術的設計思路，對脫硫串塔如何進行有效的控制運行，并通過系統的優化配置如何達到節能降耗的目的，提出了對整個塔設置可調節手段，對不同情況可采用不同手段進行調節，是保證串塔系統節能優化運行的保證手段。

關鍵詞：串聯吸收塔 聯通管 液位控制 水平衡

中圖分類號：TQ051 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）07（a）-0060-02

1 系統配置介紹

貴州興仁項目為脫硫新建機組，針對云貴地區高硫煤的情況，該項目采用串聯塔方案。設計SO2濃度入口為6 650 mg/Nm3，出口不超過35 mg/Nm3，脫硫效率99.5%。新建系統及塔區主要配置如圖1所示。

2 設計工況各部分耗量

具體數據如表1所示。

3 運行調節

（1）液面控制：根據表1設計工況下水耗量可以看出一級塔的水耗基本上是二級塔水耗的10倍。由于從一級塔出來后為飽和煙氣，煙溫在43 ℃左右，進入二級塔后煙氣蒸發水耗很少，因此二級塔液位比一級塔的液位更難控制，同時又因為二級塔除霧器沖洗水的加入，使得二號吸收塔液位容易較高。該項目設置兩種措施進行二級塔的控制。一級塔和二級塔設置聯通管，二級塔設計液位比一級塔液位高1 m。根據連通器原理，只要二級塔比一級液位高時，漿液將沿連通管道由二級塔流向一級塔，最終達到兩個塔的液面基本保持一致。其次設置倒漿泵，在二級塔排漿同時降低二級塔液位。當二級塔密度達到排漿密度時，開啟倒漿泵往一級塔倒漿，此種強制運行可以加快二級塔液位降低，對二級塔液位控制形成強有力保證。

（2）排漿控制：由于二級塔的石膏排出量遠遠小于一級塔，所以整個系統的石膏由一級塔進行脫水。二級塔的漿液靠連通管道或倒漿泵往一級塔排，二級塔設計的石膏排出泵的出力能力為兩個塔的和。當二級塔無需排漿時，通過連通管控制液位，當二級塔需要排漿時，可以打開倒漿泵往一級塔排漿，再由一級塔脫水。

（3）密度控制：一級塔和二級塔均設置濾液回流的入口，但由于一級塔蒸發量大，石膏產量大，易出現密度偏高的情況，密度太高會造成管道及泵的磨損、腐蝕結垢、泵出力增大、電耗提高。因此，濾液回流管道主要進入一級塔來降低密度，同時濾液回流可以避免頻繁開除霧器沖洗或加入外來工藝水調節密度。而當密度低時可以通過加大供漿量來提高密度。

（4）pH值控制：一級塔和二級塔均設置供漿管道，兩個吸收塔均設置pH計，可以分別獨立控制pH。從脫硫效率上考慮，一級塔將pH值控制低一些，有利于石灰石的溶解，提高石灰石的利用效率，并能促進亞硫酸鈣氧化。一般將一級塔控制在4.5～5.5。而二級塔pH控制在5.6～6，此pH值下促進SO2的吸收，有助于提高脫硫效率。

（5）氧化空氣量控制：一級塔和二級塔分別設置獨立的氧化空氣系統，由于一級塔作為氧化反應比較重要的塔，因此必須保證一級塔正常液位運行，從而保證足夠的氧化空間。

4 節能運行措施

4.1 如何節省水耗

串塔水平衡一直是一個問題，把串塔當作一個整體的塔考慮時，在低負荷下整體的蒸發量會小于加入水量。特別是近兩年入口增加低低溫省煤器，會造成蒸發量進一步減少，水平衡問題更加嚴重。因此通過系統設置減少外加工藝水的水量，而盡量消耗內部水來達到運行要求，是緩解水平衡的思路。措施一：濾液制漿。通過濾液制漿可以減少外界工藝水的加入量，從而節省工藝水水耗。措施二：用濾液沖洗一級塔除霧器。脫硫系統的濾液由3部分組成：（1）石膏旋流器溢流。此部分含固量較高在3%～5%之間，不適合沖洗除霧器。（2）二級脫水系統沖洗水。此部分主要是由沖洗濾布濾餅后收集的水和氣液分離器底流，此部分水的含固量較低，在0.5%左右，可以作為除霧器的沖洗水。（3）廢水旋流器的底流。此部分含水量在10%左右，不適合沖洗除霧器。因此將含固量低的水收集起來可作為除霧器的補充水。此種辦法可以進一步減少外加工藝水的水量。

4.2 如何節省電耗

（1）漿液循環泵運行節能：考慮低負荷下，串塔所有漿液循環泵開啟沒有必要，主要還是減少漿液循環泵的個數達到降低電耗的目的。氧化風機節能：由于二級塔作為污染排放濃度控制的最后防線，故在低負荷下建議減少一級塔循環泵的數量。而一級塔作為氧化反應的主要場所，若低負荷時可以考慮將二級塔氧化風機切除，而保證一級塔的運行。（2）皮帶脫水機節能：皮帶脫水機為間斷運行設備，在皮帶脫水機前設置石膏緩沖箱，用石膏緩沖泵將石膏再排往一級旋流器，這樣可以保證皮帶機滿負荷運行，從而提高脫水機的利用效率，間接減少皮帶機的運行時間，從而降低了運行電耗和沖洗水耗量。（3）由于設置了聯通管，可以通過自流而非倒漿泵來控制液位，因此倒漿泵開啟頻率可減少。

5 存在問題

水平衡問題一直是串塔運行中突出的問題。隨著中國經濟發展速度放緩，第二產業用電量下降，全社會用電量增長速度走低，發電企業產能過剩，發電小時數下降，電廠低負荷運行時間加長。因此導致脫硫入口煙溫下降和煙氣量減少，蒸發量會進一步降低，而對于吸收塔的除塵除霧器的控制，又要求除霧器需要保證沖洗水的沖洗頻率，從而保證除霧器的除霧效率。在“前后夾擊”的情況下，經過計算核實，串塔在低負荷時，系統內水必然需要外排才能解決問題。而目前，吸收塔內水如何外排，需要整個系統甚至整個電廠的協調。而對于脫硫設計來說，如何盡可能地用內部水進行沖洗，減少外加水量是解決問題的關鍵。

6 結語

串塔是對高硫煤脫硫項目的一個有效方案，但由于系統復雜，不僅要分別考慮兩個塔各自的系統運行，還要考慮兩個塔之間的調控關系。對整個塔設置可調節手段，對不同情況可采用不同手段進行調節，是保證串塔系統節能優化運行的保證手段。

參考文獻

[1] 王聰，喬京改.分析影響脫硫效率的各種因素[J].化工管理，2013（24）：110.

[2] 吳紅娜.淺談在脫硫系統中溫度對脫硫效率的影響[J].化工管理，2013（6）：128.

[3]李文祥，肖飛.提高脫硫效率的改造措施[J].燃料與化工，2009（3）：53-54.