大型火力發(fā)電機(jī)組濕法煙氣脫硫系統(tǒng)技術(shù)研究

寧旭紅

（山西漳電蒲洲熱電有限公司，山西運(yùn)城044500）

1 大型火力發(fā)電機(jī)組濕法煙氣脫硫工藝流程

眾所周知，以石灰石、石膏作為原材料的濕法脫硫技術(shù)是目前大型火力發(fā)電機(jī)組煙氣脫硫應(yīng)用最廣泛的技術(shù)，主要包括煙氣系統(tǒng)、煙氣換熱系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)、增壓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)等。通常情況下，石灰石漿液制備系統(tǒng)、脫水系統(tǒng)和廢水處理系統(tǒng)等會成為兩套煙氣脫硫系統(tǒng)的公用系統(tǒng)，以此提升系統(tǒng)的使用率，降低煙氣脫硫工藝的生產(chǎn)成本。在對發(fā)電廠煙氣進(jìn)行脫硫時(shí)，未脫硫的煙氣經(jīng)過相應(yīng)增壓設(shè)備增壓后進(jìn)入換熱器降溫，以減小對吸收設(shè)備內(nèi)部造成的損害。隨后，降溫過后的煙氣進(jìn)入吸收塔和相應(yīng)的石灰石漿液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而去除煙氣中的二氧化硫。

2 大型火力發(fā)電機(jī)組濕法煙氣脫硫重要技術(shù)

2.1 火力發(fā)電廠高壓加熱器內(nèi)部泄漏點(diǎn)檢定技術(shù)

高壓加熱器內(nèi)部泄漏故障是火電廠回?zé)嵯到y(tǒng)主要故障之一，高加系統(tǒng)發(fā)生泄漏時(shí)，如果不能對泄漏點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷并確定位置，不僅事故可能進(jìn)一步擴(kuò)大，搶修時(shí)間還可能延長，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。因此，高加系統(tǒng)內(nèi)部泄漏點(diǎn)檢定技術(shù)就顯得尤為重要，如何結(jié)合電廠實(shí)際情況和高加設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，總結(jié)出針對高壓加熱器內(nèi)部泄漏的檢定技術(shù)是所有發(fā)電廠管理人員必須高度重視的問題。在運(yùn)行過程中，通過對高加泄漏的各項(xiàng)特征進(jìn)行研究和分析，可得出借助于介質(zhì)水和壓縮空氣來查找泄漏點(diǎn)位置的檢定方法。

首先是水側(cè)靜壓注水。高加系統(tǒng)解體后，可通過向水側(cè)管束注水、靜壓來查找明顯的一類泄漏點(diǎn)，如果泄漏大，此U型管中的水就會由泄漏處流入汽側(cè)，泄漏的鋼管中水位會自動(dòng)下降，管內(nèi)水位下降至漏點(diǎn)處水平。當(dāng)存在微漏和滲漏點(diǎn)時(shí)，可通過汽側(cè)壓縮空氣打壓進(jìn)行下一步的泄漏點(diǎn)檢定。在水側(cè)注水的基礎(chǔ)上，利用壓縮空氣打壓的方法對泄漏點(diǎn)進(jìn)行檢定利用了水側(cè)注水類似于放大鏡的功能，它將肉眼不可見的汽側(cè)泄漏壓縮空氣轉(zhuǎn)化為水側(cè)可見的氣泡溢出，氣泡溢出點(diǎn)即為泄漏點(diǎn)位置，可清楚準(zhǔn)確地確定滲漏點(diǎn)部位，如圖1所示。

圖1 壓縮空氣打壓法檢漏示意圖

2.2 水環(huán)式真空泵抽真空技術(shù)

水環(huán)式真空泵抽真空技術(shù)主要是指利用現(xiàn)有的開式循環(huán)水系統(tǒng)通過管式換熱器對空冷抽真空系統(tǒng)管道中熱空氣預(yù)冷卻后，再進(jìn)入水環(huán)真空泵的新型技術(shù)，它能保證夏季高溫期水環(huán)真空泵的運(yùn)行工況穩(wěn)定，達(dá)到相應(yīng)的額定出力，如圖2所示。

圖2 水環(huán)式真空泵抽真空技術(shù)示意圖

真空泵在工作過程中會由于做功而產(chǎn)生熱量，使工作水環(huán)發(fā)熱，造成部分水和氣體一起被排走。因此，在工作過程中，必須不斷地給泵供水，以降低泵內(nèi)水的溫度和補(bǔ)充泵內(nèi)消耗的水，滿足泵的工作要求。在夏季，由于環(huán)境溫度高，換熱器實(shí)際運(yùn)營效果明顯下降，真空管中空氣溫度明顯升高，使真空泵水環(huán)溫度升高，造成水汽化，導(dǎo)致真空泵工況惡化、出力不足或超負(fù)荷工作。因此，大型火力發(fā)電廠必須根據(jù)機(jī)組實(shí)際運(yùn)營的各項(xiàng)指標(biāo)和現(xiàn)象深入分析和探討機(jī)組故障的原因，并采取相應(yīng)措施使夏季高溫環(huán)境下真空泵的入口空氣溫度下降至泵的設(shè)計(jì)要求值，從而維持真空泵水環(huán)穩(wěn)定的工作狀態(tài)，以保證機(jī)組在良好的真空環(huán)境中運(yùn)行。

3 大型火力發(fā)電機(jī)組濕法煙氣脫硫系統(tǒng)重要技術(shù)的應(yīng)用與評價(jià)

3.1 實(shí)際應(yīng)用

為進(jìn)一步了解水環(huán)式真空泵抽真空技術(shù)中空氣冷卻器在大型火力發(fā)電機(jī)組中的作用，目前山西漳山電廠、漳電蒲洲發(fā)電公司已進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效果明顯，并在蒲洲熱電2×350 MW基建項(xiàng)目予以應(yīng)用。在實(shí)際應(yīng)用過程中，有效解決了抽氣量不夠、真空度降低、軸承發(fā)熱、啟動(dòng)困難等一系列難題。對前述故障原因逐一進(jìn)行了分析探討，了解到造成夏季真空泵工況惡化的主要原因是抽汽量不足和機(jī)組真空度升高。

經(jīng)深入研究和分析，發(fā)現(xiàn)夏季高溫時(shí)期，空冷抽真空系統(tǒng)管道中干空氣溫度高達(dá)75℃，直接進(jìn)入真空泵，是造成真空泵工作水環(huán)溫度高的主要原因之一。因此，如果能有效降低真空泵入口介質(zhì)溫度，確保泵的工作環(huán)境達(dá)到設(shè)計(jì)值，就可以降低真空泵水環(huán)溫度，保持泵的經(jīng)濟(jì)出力，提高泵的工作效率。在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程中，可通過在水環(huán)式真空泵入口設(shè)置汽水冷卻器，降低真空泵入口的介質(zhì)溫度，保障水環(huán)式真空泵的高效運(yùn)行，從而改善真空泵的工作環(huán)境，降低機(jī)組運(yùn)行真空度，提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益評價(jià)

總之，凝汽器真空度越高，汽輪機(jī)排汽溫度就越低，凝結(jié)水溫度也隨之降低，冷端損失因此減少，冷卻器帶走的熱量大幅降低。通過試驗(yàn)可知，真空度提高1%，機(jī)組工作效率約提高2%，發(fā)電廠煤礦資源消耗量也就隨之下降。以300 MW機(jī)組為例，真空每升高100 Pa煤耗降低0.24 g/kW·h。夏季以3個(gè)月統(tǒng)計(jì)：空氣冷卻器投用后，真空度同比上升5 kPa，換算煤耗降低12 g/kW·h（標(biāo)煤7 000 kcal/kg，原煤4 500 kcal/kg）。

300 000×24×30×3×12÷1 000÷1 000=7 776 t標(biāo)煤

換算成原煤：7 776×7 000÷4 500=12 096 t，年節(jié)省機(jī)組燃煤采購費(fèi)用約483.8萬元。

由此可知，真空度的提高，可大幅度降低空冷風(fēng)機(jī)電機(jī)的工作頻率，從而降低空冷風(fēng)機(jī)在高背壓工況下運(yùn)行的耗能量，降低系統(tǒng)的工作成本。

4 結(jié)語

總之，隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展和人們對環(huán)保要求的不斷提高，火力發(fā)電企業(yè)應(yīng)逐漸加大對脫硫系統(tǒng)有關(guān)技術(shù)工藝的重視程度，在密切聯(lián)系企業(yè)自身實(shí)際生產(chǎn)情況的基礎(chǔ)上，不斷加強(qiáng)對脫硫系統(tǒng)有關(guān)工藝的探討和研究，逐步完善并創(chuàng)新大型火力發(fā)電機(jī)組濕法煙氣脫硫工藝流程，進(jìn)一步提高濕法脫硫系統(tǒng)的工作效率，為我國大型火力發(fā)電機(jī)組濕法煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展做出一定的貢獻(xiàn)。