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【技术汇】大型火力发电机组湿法烟气脱硫系统技术研究

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【技术汇】大型火力发电机组湿法烟气脱硫系统技术研究

发布日期:2018-12-14 作者:张成刚 点击:

【技术汇】大型火力发电机组湿法烟气脱硫系统技术研究


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摘要:重点分析了的工艺流程及其关键技术,并进一步讨论了大型火力发电机组湿法脱硫系统的实际应用及其经济效益,旨在给我国大型火力发电机组脱硫技术的进一步发展和创新带来一定的思考和启迪。

1 大型火力发电机组湿法烟气脱硫工艺流程

众所周知,以石灰石、石膏作为原材料的是目前大型火力发电机组烟气脱硫应用广泛的技术,主要包括烟气系统、烟气换热系统、吸收系统、增压风机系统、废水处理系统等。通常情况下,石灰石浆液制备系统、脱水系统和废水处理系统等会成为两套烟气脱硫系统的公用系统,以此提升系统的使用率,降低烟气脱硫工艺的生产成本。在对发电厂烟气进行脱硫时,未脱硫的烟气经过相应增压设备增压后进入换热器降温,以减小对吸收设备内部造成的损害。随后,降温过后的烟气进入吸收塔和相应的石灰石浆液发生化学反应,从而去除烟气中的二氧化硫。

2 大型火力发电机组湿法烟气脱硫重要技术

2.1 火力发电厂高压加热器内部泄漏点检定技术

高压加热器内部泄漏故障是火电厂回热系统主要故障之一,高加系统发生泄漏时,如果不能对泄漏点进行准确的判断并确定位置,不仅事故可能进一步扩大,抢修时间还可能延长,造成不必要的经济损失。因此,高加系统内部泄漏点检定技术就显得尤为重要,如何结合电厂实际情况和高加设备的结构特点,总结出针对高压加热器内部泄漏的检定技术是所有发电厂管理人员必须高度重视的问题。在运行过程中,通过对高加泄漏的各项特征进行研究和分析,可得出借助于介质水和压缩空气来查找泄漏点位置的检定方法。

先是水侧静压注水。高加系统解体后,可通过向水侧管束注水、静压来查找明显的一类泄漏点,如果泄漏大,此U型管中的水就会由泄漏处流入汽侧,泄漏的钢管中水位会自动下降,管内水位下降至漏点处水平。当存在微漏和渗漏点时,可通过汽侧压缩空气打压进行下一步的泄漏点检定。在水侧注水的基础上,利用压缩空气打压的方法对泄漏点进行检定利用了水侧注水类似于放大镜的功能,它将肉眼不可见的汽侧泄漏压缩空气转化为水侧可见的气泡溢出,气泡溢出点即为泄漏点位置,可清楚准确地确定渗漏点部位,如图1所示。

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图1 压缩空气打压法检漏示意图

2.2 水环式真空泵抽真空技术

水环式真空泵抽真空技术主要是指利用现有的开式循环水系统通过管式换热器对空冷抽真空系统管道中热空气预冷却后,再进入水环真空泵的新型技术,它能保证夏季高温期水环真空泵的运行工况稳定,达到相应的额定出力,如图2所示。

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图2 水环式真空泵抽真空技术示意图

真空泵在工作过程中会由于做功而产生热量,使工作水环发热,造成部分水和气体一起被排走。因此,在工作过程中,必须不断地给泵供水,以降低泵内水的温度和补充泵内消耗的水,满足泵的工作要求。在夏季,由于环境温度高,换热器实际运营效果明显下降,真空管中空气温度明显升高,使真空泵水环温度升高,造成水汽化,导致真空泵工况恶化、出力不足或超负荷工作。因此,大型火力发电厂必须根据机组实际运营的各项指标和现象深入分析和探讨机组故障的原因,并采取相应措施使夏季高温环境下真空泵的入口空气温度下降至泵的设计要求值,从而维持真空泵水环稳定的工作状态,以保证机组在良好的真空环境中运行。

3 大型火力发电机组湿法烟气脱硫系统重要技术的应用与评价

3.1 实际应用

为进一步了解水环式真空泵抽真空技术中空气冷却器在大型火力发电机组中的作用,目前山西漳山电厂、漳电蒲洲发电公司已进行技术改进,经济效果明显,并在蒲洲热电2×350MW基建项目予以应用。在实际应用过程中,有效解决了抽气量不够、真空度降低、轴承发热、启动困难等一系列难题。对前述故障原因逐一进行了分析探讨,了解到造成夏季真空泵工况恶化的主要原因是抽汽量不足和机组真空度升高。

经深入研究和分析,发现夏季高温时期,空冷抽真空系统管道中干空气温度高达75℃,直接进入真空泵,是造成真空泵工作水环温度高的主要原因之一。因此,如果能有效降低真空泵入口介质温度,确保泵的工作环境达到设计值,就可以降低真空泵水环温度,保持泵的经济出力,提高泵的工作效率。在系统实际运行过程中,可通过在水环式真空泵入口设置汽水冷却器,降低真空泵入口的介质温度,保障水环式真空泵的高效运行,从而改善真空泵的工作环境,降低机组运行真空度,提高机组经济性。

3.2 经济效益评价

总之,凝汽器真空度越高,汽轮机排汽温度就越低,凝结水温度也随之降低,冷端损失因此减少,冷却器带走的热量大幅降低。通过试验可知,真空度提高1%,机组工作效率约提高2%,发电厂煤矿资源消耗量也就随之下降。以300MW机组为例,真空每升高100Pa煤耗降低0.24g/kW·h。夏季以3个月统计:空气冷却器投用后,真空度同比上升5kPa,换算煤耗降低12g/kW·h(标煤7000kcal/kg,原煤4500kcal/kg)。

300000×24×30×3×12÷1000÷1000=7776 t标煤

换算成原煤:7776×7000÷4500=12096t,年节省机组燃煤采购费用约483.8万元。

由此可知,真空度的提高,可大幅度降低空冷风机电机的工作频率,从而降低空冷风机在高背压工况下运行的耗能量,降低系统的工作成本。

4 结语

总之,随着我国经济社会的快速发展和人们对环保要求的不断提高,火力发电企业应逐渐加大对脱硫系统有关技术工艺的重视程度,在密切联系企业自身实际生产情况的基础上,不断加强对脱硫系统有关工艺的探讨和研究,逐步完善并创新大型火力发电机组湿法烟气脱硫工艺流程,进一步提高湿法脱硫系统的工作效率,为我国大型火力发电机组湿法烟气脱硫技术的发展做出一定的贡献。


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