專業(yè)丨超低排放燃煤電廠WFGD系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行探討
隨煙氣蒸發(fā)所帶走的吸收塔內(nèi)水分,約占WFGD系統(tǒng)耗水量90%,減少煙氣攜帶水分是控制WFGD水耗的關(guān)鍵。常規(guī)做法有調(diào)節(jié)爐膛燃燒和配風(fēng),或安裝低溫省煤器等,來(lái)降低過(guò)量空氣系數(shù)或吸收塔入口煙溫,從而減少水分蒸發(fā)。超低排放下,不少電廠使用MGGH或低低溫除塵技術(shù),以降低WFGD系統(tǒng)入口煙溫,減少水分蒸發(fā)。還有一些單位積極研發(fā)零補(bǔ)水技術(shù)或相變凝聚器技術(shù),降低WFGD系統(tǒng)出口煙溫,使煙氣中水分過(guò)飽和后凝結(jié)收集利用,以實(shí)現(xiàn)WFGD的節(jié)水。此外,其他一些常規(guī)方法也有利于超低排放WFGD系統(tǒng)的節(jié)水。如合理回收利用石膏濾液水和石膏旋流器分離出的溢流水,減少工藝水補(bǔ)充,最大程度實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)利用;加強(qiáng)閥門狀況監(jiān)控,減少泄露;確保石膏旋流器和真空皮帶機(jī)的脫水性能,降低石膏含水率等。
除了上述方法能幫助超低排放WFGD系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗外,使用脫硫添加劑,也是文獻(xiàn)報(bào)道的節(jié)能降耗的有效方法。添加劑能夠促進(jìn)SO2吸收和石灰石溶解,提高石灰石漿液反應(yīng)活性,為漿液循環(huán)泵優(yōu)化組合提供條件,對(duì)石灰石和水耗量的降低均起到一定作用。但實(shí)施超低排放之前,WFGD系統(tǒng)對(duì)添加劑的使用并不多,而超低排放背景下,面對(duì)低排放限值和高脫硫效率,需適當(dāng)加強(qiáng)其使用。
2.2 脫硫效率及SO2排放濃度優(yōu)化
運(yùn)行中WFGD系統(tǒng)脫硫效率的優(yōu)化,首先需調(diào)整石灰石漿液投入量,控制好吸收塔漿液pH值和鈣硫比,其次,考慮漿液循環(huán)泵的運(yùn)行數(shù)量,控制好液氣比。另外,優(yōu)先使用揚(yáng)程高的漿液循環(huán)泵,使?jié){液有充分停留時(shí)間;保證充足的氧化風(fēng)量,使SO32-充分氧化;控制吸收塔液位,確保足夠氧化區(qū)及石膏生成空間;避免吸收塔漿液起泡,這些都是進(jìn)一步優(yōu)化脫硫效率的手段。超低排放下,SO2的排放限值更低,而設(shè)計(jì)脫硫效率更高,需聯(lián)合運(yùn)用多種方法才有效。另外,投加脫硫添加劑、控制合適的煙溫、較低的入口煙塵濃度或使用CFD優(yōu)化噴淋工藝合理布局噴嘴,對(duì)脫硫效率的優(yōu)化調(diào)整均有積極作用。需要注意的是,盡管優(yōu)化脫硫效率的手段眾多,但優(yōu)化的同時(shí)要確保物耗能耗等最優(yōu)。關(guān)于SO2排放濃度的優(yōu)化,首先要降低入口SO2濃度,可通過(guò)燃燒或摻燒低硫煤、爐內(nèi)噴堿等方式控制,然后經(jīng)過(guò)脫硫效率的優(yōu)化調(diào)整,在考慮排放限值和成本最優(yōu)的前提下,使SO2排放濃度穩(wěn)定且大小合適。超低排放下,排放限值為35mg/m3,建議將SO2排放濃度控制在25mg/m3左右。
2.3 控制系統(tǒng)及運(yùn)行管理優(yōu)化
常規(guī)的WFGD控制系統(tǒng),采用PID控制方法,根據(jù)優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)制定系統(tǒng)過(guò)程控制策略,但機(jī)組實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,工況、煤質(zhì)和煙氣參數(shù)是經(jīng)常變化的,與優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)存在一定的偏差,致使控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)速度較慢,收斂效果較差,有時(shí)出現(xiàn)振蕩失穩(wěn),使運(yùn)行調(diào)整結(jié)果較差。超低排放下,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)WFGD相關(guān)設(shè)備及參數(shù)控制邏輯和控制策略的優(yōu)化,使設(shè)備響應(yīng)更為及時(shí),參數(shù)波動(dòng)范圍更小。此外,應(yīng)完善專家模糊控制技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用,該技術(shù)制定的控制策略,在WFGD系統(tǒng)運(yùn)行中根據(jù)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整,其動(dòng)態(tài)性與穩(wěn)定性相對(duì)PID技術(shù)得到較大提高,尤其是波動(dòng)較大時(shí)能快速穩(wěn)定。至于運(yùn)行管理的優(yōu)化,應(yīng)強(qiáng)調(diào)部門之間溝通協(xié)作,加強(qiáng)參數(shù)監(jiān)控和設(shè)備巡檢,嚴(yán)格設(shè)備消缺管理與考核,完善WFGD系統(tǒng)指標(biāo)考核體系,加強(qiáng)員工技能培訓(xùn)和職業(yè)道德教育,保證良好的運(yùn)行管理水平。
2.4 污染物協(xié)同脫除能力優(yōu)化
目前,對(duì)于WFGD系統(tǒng)的污染物協(xié)同脫除大多停留在研究階段,而實(shí)際運(yùn)行中WFGD的協(xié)同脫除效果則較低。研究表明,WFGD對(duì)總顆粒物的脫除率低于75%,而對(duì)PM2.5的脫除率則更低,甚至出現(xiàn)PM2.5濃度升高的現(xiàn)象;Hg的脫除則因不同價(jià)態(tài)出現(xiàn)分化現(xiàn)象,煙氣中Hg2+獲得較好脫除效果,而Hg0去除率則較低;而SO3的去除率一般在50%以下。超低排放下,需加強(qiáng)WFGD系統(tǒng)多污染物協(xié)同脫除能力的優(yōu)化,加快此類技術(shù)的研發(fā)、推廣與應(yīng)用。
己知的WFGD多污染協(xié)同脫除技術(shù)有如下幾種:石灰石漿液中投加添加劑,促進(jìn)Hg0向Hg2+的氧化;優(yōu)化噴淋效果,促進(jìn)SO3和PM2.5細(xì)顆粒物的凝聚長(zhǎng)大,方便捕集;使用組合式除霧器,增加除霧器沖洗水頻次,提高多污染物的協(xié)同捕集效率。超低排放下,WFGD系統(tǒng)有一些新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,取得了較好的多污染物協(xié)同脫除效果。
如清新環(huán)境的SPC-3D脫硫除塵一體化技術(shù),采用旋匯禍合技術(shù)和改進(jìn)的管式除霧器,增加了煙塵、PM2.5、液滴及SO3等的脫除率;類似的還有中電遠(yuǎn)達(dá)的沸騰式泡沫脫硫除塵一體化技術(shù);另外,一些單位研發(fā)的相變凝聚技術(shù),在節(jié)水的同時(shí),也能夠?qū)崿F(xiàn)多污染物的協(xié)同脫除。
3 結(jié)束語(yǔ)
燃煤電廠WFGD系統(tǒng)經(jīng)過(guò)超低排放改造,設(shè)備發(fā)生了一些變化,較低的SO2排放限值和嚴(yán)格的超低排放電價(jià)考核政策,對(duì)其系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)高效運(yùn)行提出了更高要求。超低排放WFGD系統(tǒng),大多是在原有空塔噴淋系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造,除了取消GGH和施行“引增合一”之外,主要設(shè)備的組成未發(fā)生本質(zhì)性變化。因此,常規(guī)的針對(duì)WFGD系統(tǒng)節(jié)能降耗、脫硫效率與SO2排放濃度、控制系統(tǒng)與運(yùn)行管理及污染物協(xié)同脫除能力等的優(yōu)化方法,根據(jù)超低排放下的實(shí)際情況,經(jīng)過(guò)適當(dāng)改進(jìn)或調(diào)整后依然適用。但在應(yīng)用過(guò)程中,一些優(yōu)化方法需提高要求或強(qiáng)化應(yīng)用,例如漿液循環(huán)泵的組合運(yùn)行、脫硫效率的調(diào)整和添加劑的投加等。此外,除了充分吸取利用舊方法外,應(yīng)加強(qiáng)新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,例如,節(jié)水技術(shù)和系統(tǒng)控制技術(shù)。特別是在當(dāng)前人們對(duì)大氣環(huán)境問(wèn)題日益重視和排放標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格的背景下,應(yīng)加強(qiáng)WFGD系統(tǒng)多污染協(xié)同脫除技術(shù)方面的研究與應(yīng)用。

責(zé)任編輯:售電小陳
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