濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的調(diào)試技術(shù)探討與研究
摘要: 針對石灰石—石膏濕法脫硫技術(shù)應(yīng)用日益廣泛, 其調(diào)試工作沒有現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)及成熟的理論等問題, 基于陽城電廠二期的脫硫系統(tǒng), 對濕法脫硫系統(tǒng)的調(diào)試過程中各階段的主要工作進(jìn)行研究。分析了各項(xiàng)主要工作的實(shí)施方法, 總結(jié)脫硫調(diào)試工作的注意要點(diǎn)。
關(guān)鍵詞: 濕法石灰石脫硫工藝, 調(diào)試技術(shù), 探討
0 引言
陽城電廠二期2 ×600 MW 燃煤機(jī)組是采用北京博奇電力科技公司總承包的石灰石—石膏濕法煙氣脫硫裝置, 2007 年8 月與主機(jī)同步投產(chǎn), 下面以其為基礎(chǔ)重點(diǎn)分析濕法脫硫系統(tǒng)的調(diào)試工作過程及其要點(diǎn)。
1 脫硫系統(tǒng)的單體調(diào)試
脫硫系統(tǒng)單體調(diào)試的主要工作: 各種設(shè)備自身的聯(lián)鎖(軸承溫度保護(hù)、振動保護(hù)等) 傳動試驗(yàn); 各個閥門的傳動驗(yàn)收; 系統(tǒng)內(nèi)各箱罐注水; 循環(huán)泵、風(fēng)機(jī)、攪拌器等設(shè)備的啟/ 停試驗(yàn)及連續(xù)運(yùn)行, 試運(yùn)過程中測定軸承溫度、振動、噪音等; 系統(tǒng)管道沖洗。
單體調(diào)試工作與發(fā)電機(jī)組鍋爐、汽機(jī)的各設(shè)備單體調(diào)試工作類似, 且此階段的許多工作都是結(jié)合在分系統(tǒng)調(diào)試中完成的, 在此不過多敘述。
2 脫硫系統(tǒng)的分系統(tǒng)的調(diào)試
分系統(tǒng)調(diào)試是對煙氣脫硫FGD ( Flue Gas Desulphurization) 系統(tǒng)的各個組成部分進(jìn)行冷態(tài)模擬試運(yùn)行。此階段的主要工作: 煙氣系統(tǒng)各設(shè)備冷態(tài)試運(yùn)行, 工藝水系統(tǒng)、石灰石漿液系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、漿液回收系統(tǒng)等進(jìn)行清水試運(yùn)行。各管路都要進(jìn)行通水試驗(yàn), 檢驗(yàn)系統(tǒng)的完整性與正確性。除此之外, 還有幾方面工作值得多加重視。
2. 1 聯(lián)鎖保護(hù)及順控系統(tǒng)傳動試驗(yàn)
聯(lián)鎖保護(hù)的傳動試驗(yàn)是FGD 分系統(tǒng)調(diào)試的主要工作, 也最耗時間。相對于電站其他系統(tǒng)的調(diào)試, FGD 控制系統(tǒng)中的順序控制顯得尤為重要。因?yàn)镕GD 各個系統(tǒng)不僅在啟停時需要采用順啟或順停, 而且在正常運(yùn)行過程中也有部分順控程序保持長期連續(xù)循環(huán)運(yùn)行, 如除霧器沖洗程序、石灰石漿液排出系統(tǒng)沖洗程序。
2. 2 各管路沖洗時間的測定
由于FGD 大部分管路里的工質(zhì)為漿液(石灰石漿液或石膏漿液) , 具有容易沉淀、容易粘結(jié)的特性, 容易造成管路堵塞。因此, 在調(diào)試運(yùn)行過程中, 要注意停運(yùn)設(shè)備及相關(guān)管路的及時沖洗。沖洗一般都是由順控實(shí)現(xiàn)的, 因此沖洗時間要給予測定與設(shè)定。沖洗時間過短, 達(dá)不到?jīng)_洗效果; 沖洗時間過長, 費(fèi)水。
一般管路的沖洗時間測定可采用如下方法: 啟動工藝水泵, 打開沖洗閥門, 在要測定管路的沖洗終點(diǎn)打開排放口觀察或用耳聽、手感觸等方法, 測定沖洗水源到達(dá)終點(diǎn)的時間。在順控程序中, 根據(jù)測定時間適當(dāng)延長, 以保證沖洗效果。
吸收塔循環(huán)泵及其出口管路的沖洗時間測定: 循環(huán)泵停運(yùn)后, 首先關(guān)閉入口門、打開管路排放門, 根據(jù)泵入口壓力的變化測定排放時間; 打開沖洗閥門充水至泵入口壓力達(dá)到100 kPa 左右(使管路水位與吸收塔正常液位接近) 測定沖水時間, 將沖、放時間設(shè)定于循環(huán)泵順停程序中。
2. 3 噴淋層噴淋試驗(yàn)
結(jié)合吸收塔循環(huán)泵的清水試運(yùn)進(jìn)行吸收塔噴淋層的噴淋試驗(yàn)。試驗(yàn)時同一時間只啟動1 臺循環(huán)泵, 觀察對應(yīng)噴淋層的噴淋情況, 主要是噴嘴霧化效果與截面噴淋狀況, 保證各噴嘴都能正常噴淋。
2. 4 除霧器沖洗試驗(yàn)
啟動除霧器沖洗水泵, 打開沖洗總電動門, 逐一打開除霧器沖洗氣動閥對除霧器進(jìn)行沖洗, 觀察沖洗噴嘴的工作情況, 對可能出現(xiàn)的個別噴水不暢或堵塞的噴嘴進(jìn)行疏通或更換。保證除霧器的各個部位都能沖洗到并達(dá)到要求的沖洗效果。
2. 5 煙氣系統(tǒng)冷態(tài)試驗(yàn)
煙氣系統(tǒng)冷態(tài)調(diào)整試驗(yàn)是在煙氣系統(tǒng)各設(shè)備試運(yùn)完畢, FGD 正式通煙氣前, 在鍋爐停運(yùn)情況下進(jìn)行的FGD 冷態(tài)通風(fēng)試驗(yàn)。
2. 6 試驗(yàn)?zāi)康腫1 ]
獲取冷態(tài)下FGD 系統(tǒng)的正常啟停及事故停運(yùn)對鍋爐負(fù)壓影響的數(shù)據(jù); 進(jìn)行冷態(tài)下增壓風(fēng)機(jī)壓力閉環(huán)控制試驗(yàn); 驗(yàn)證煙風(fēng)系統(tǒng)各設(shè)備順控啟停的正確性, 并根據(jù)鍋爐爐膛壓力的變化對個別步序進(jìn)行優(yōu)化。
a) 試驗(yàn)條件。鍋爐的送、引風(fēng)機(jī)能正常啟停, 自動能投入; 爐膛負(fù)壓監(jiān)測能正常投入; FGD 煙氣系統(tǒng)靜態(tài)聯(lián)鎖及煙氣系統(tǒng)順控啟停經(jīng)傳動試驗(yàn)驗(yàn)收合格; FGD 煙氣系統(tǒng)各設(shè)備冷態(tài)試運(yùn)完畢, 具備投用條件。
b) 試驗(yàn)內(nèi)容。試驗(yàn)FGD 程控啟動時對爐膛負(fù)壓的影響; 進(jìn)行冷態(tài)試驗(yàn)增壓風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉的閉環(huán)調(diào)節(jié); 試驗(yàn)FGD 程控停運(yùn)時對鍋爐負(fù)壓影響; 試驗(yàn) FGD 系統(tǒng)事故停運(yùn)(如增壓風(fēng)機(jī)跳閘) 對鍋爐負(fù)壓影響。
c) 試驗(yàn)結(jié)果及分析？偨Y(jié)各項(xiàng)試驗(yàn)過程中鍋爐爐膛壓力變化情況, 對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行危險性分析; 如果試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)爐膛壓力變化過大, 給兩鍋爐的安全運(yùn)行帶來危害, 需要對FGD 煙氣系統(tǒng)的啟停順控進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)整, 主要是調(diào)整增壓風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉開度與旁路擋板的開、關(guān)配合方法; 觀察增壓風(fēng)機(jī)入口壓力閉環(huán)控制特性, 并適當(dāng)調(diào)整設(shè)定參數(shù)。
d) 石灰石漿液制備。在FGD 準(zhǔn)備通煙氣前, 首先進(jìn)行石灰石漿液的制備, 啟動石灰石漿液箱攪拌器與石灰石漿液泵, 漿液走自循環(huán)回路, 不進(jìn)入吸收塔。在石灰石漿液箱中石灰石粉與水混合生成石灰石漿液, 石灰石漿液密度達(dá)到1 250 kg/ m3 后, 系統(tǒng)處于熱備用狀態(tài)。
如果吸收塔內(nèi)的液體為水而非漿液, 則啟動石灰石漿液排出系統(tǒng)向吸收塔進(jìn)液, 根據(jù)經(jīng)驗(yàn), 通過補(bǔ)液將吸收塔的漿液液位提高到1 m 左右較為合適。
3 脫硫系統(tǒng)整體調(diào)試
在脫硫分系統(tǒng)冷態(tài)調(diào)試結(jié)束后, FGD 系統(tǒng)正式通入煙氣, 系統(tǒng)進(jìn)入整體調(diào)試階段, 在該階段, 除了各設(shè)備的熱態(tài)試運(yùn)外, 還應(yīng)主要進(jìn)行以下幾方面的工作。
3. 1 pH計(jì)和密度計(jì)及煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)等裝置的標(biāo)定工作
FGD 通煙氣后, 應(yīng)對影響FGD 運(yùn)行性能的各主要參數(shù)的測量裝置盡快進(jìn)行標(biāo)定, 為FGD 的進(jìn)一步調(diào)整提供可靠依據(jù)。其中需要標(biāo)定的主要包括吸收塔pH 計(jì)、石灰石密度計(jì)、石膏密度計(jì)和FGD 進(jìn)出口煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)等[2 ] 。
3. 2 FGD 系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)整
通過FGD 各系統(tǒng)的運(yùn)行方式調(diào)整及主要參數(shù)優(yōu)化, 使FGD 達(dá)到最大優(yōu)化運(yùn)行工況。主要調(diào)整項(xiàng)目如下。
a) pH 值的調(diào)整。在FGD 滿負(fù)荷且進(jìn)口煙氣中SO2 濃度相對穩(wěn)定的情況下, 改變pH 值, 觀察 FGD 系統(tǒng)的脫硫效率及FGD 出口中煙氣SO2 濃度的變化, 從而確定最佳的吸收塔pH 值。
b) 氧化空氣的調(diào)整。根據(jù)吸收塔密度的變化趨勢及石膏產(chǎn)品的品質(zhì), 通過改變氧化風(fēng)機(jī)的投運(yùn)臺數(shù)來確定在不同負(fù)荷下氧化風(fēng)機(jī)的運(yùn)行方式。
c) 循環(huán)泵投運(yùn)方式的調(diào)整。在不同負(fù)荷下, 改變吸收塔循環(huán)泵的投運(yùn)臺數(shù)及組合方式, 觀察 FGD 系統(tǒng)的脫硫效率及FGD 出口中煙氣SO2 濃度的變化, 從而確定循環(huán)泵的最佳投運(yùn)方式。
d) 石膏脫水系統(tǒng)運(yùn)行方式的調(diào)整。石膏脫水系統(tǒng)有連續(xù)運(yùn)行和間斷運(yùn)行兩種運(yùn)行方式, 間斷運(yùn)行方式是吸收塔漿液濃度達(dá)到設(shè)計(jì)要求時, 投入石膏旋流器及真空皮帶脫水機(jī)。在這種情況下, 旋流子投運(yùn)的個數(shù)根據(jù)設(shè)計(jì)要求的9 個投用( 共 11 個) , 當(dāng)吸收塔漿液濃度降到設(shè)定值時 (1 085 kg/ m3) 停運(yùn)石膏脫水系統(tǒng), 按照漿液濃度調(diào)整旋流子投運(yùn)個數(shù), 維持吸收塔漿液濃度在設(shè)定值(1 085 kg/ m3) 。根據(jù)經(jīng)驗(yàn), 推薦使用后一種運(yùn)行方式。
e) 石膏厚度的調(diào)整。根據(jù)吸收塔濃度情況, 石膏旋流器運(yùn)行情況, 真空皮帶機(jī)運(yùn)行情況及石膏品質(zhì)調(diào)整真空皮帶機(jī)上的石膏厚度。
f) 漿液回收箱液位的控制方法。漿液回收箱液位靠漿液回收箱泵的再循環(huán)調(diào)節(jié)門來控制。通過調(diào)節(jié)再循環(huán)調(diào)節(jié)門開度調(diào)節(jié)泵的流量, 從而達(dá)到維持吸收塔液位穩(wěn)定。
g) 吸收塔液位控制調(diào)整。吸收塔液位主要靠除霧器沖洗水來維持, 通過調(diào)節(jié)除霧器每一層沖洗之間的等待時間, 來維持吸收塔液位的穩(wěn)定, 而等待時間是由進(jìn)入吸收塔的煙氣量與吸收塔的液位水平共同決定, 雖然國外曾有些經(jīng)驗(yàn)公式, 但仍需在實(shí)踐中不斷修正和優(yōu)化。
h) 廢水量的調(diào)整。根據(jù)吸收塔內(nèi)氯離子濃度、飛灰濃度和其他惰性物質(zhì)的顆粒濃度, 來調(diào)整水量的大小, 保證FGD 系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性。
3. 3 FGD 系統(tǒng)的閉環(huán)控制( 模擬量控制)
根據(jù)上述各系統(tǒng)調(diào)整的結(jié)果,對下列各閉環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置,并將各閉環(huán)控制投入,在實(shí)際開支過程中根據(jù)自動調(diào)節(jié)效果對各閉環(huán)進(jìn)行進(jìn)一步的參數(shù)優(yōu)化,主要有增壓風(fēng)機(jī)入口壓力的閉環(huán)控制, 控制增壓風(fēng)機(jī)入口導(dǎo)葉;吸收塔pH 值的閉環(huán)控制, 控制石灰石漿液排出系統(tǒng)的調(diào)節(jié)門;石膏厚度的閉環(huán)控制,控制真空皮帶脫水機(jī)的轉(zhuǎn)速;石灰石漿液密度的控制,控制石灰石漿液箱補(bǔ)水調(diào)門;漿液回收箱液位閉環(huán)控制,控制漿液在循環(huán)門調(diào)節(jié)門;廢水量的控制,控制廢水旋流器的入口調(diào)門。
3. 4 FGD 系統(tǒng)水平衡及物料平衡
進(jìn)入FGD 系統(tǒng)的水源主要有除霧器沖洗水、進(jìn)入吸收塔漿液中所含的水、其他各系統(tǒng)沖洗水、氧化空氣冷卻水等, FGD 損失的水主要是廢水系統(tǒng)帶走、吸收塔內(nèi)蒸發(fā)掉和生成最終產(chǎn)品石膏所帶走的水分。FGD 系統(tǒng)的水平衡即指二者之間的平衡, 水平衡的直接體現(xiàn)就是吸收塔液位及漿液回收箱液位的穩(wěn)定。
進(jìn)入FGD 主要是煙氣、石灰石漿液及氧化空氣, 而離開FGD 的物料主要是脫硫石膏。物料平衡主要體現(xiàn)了石灰石漿液密度的穩(wěn)定和石膏漿液濃度的穩(wěn)定。
在石灰石漿液制備系統(tǒng)、除霧器沖洗系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)漿液回收系統(tǒng)等都調(diào)整完畢, 各系統(tǒng)均穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上, 對各系統(tǒng)進(jìn)行整體的協(xié)調(diào)控制與調(diào)整, 即可達(dá)到FGD 系統(tǒng)水平衡與物料平衡。
3. 5 FGD 系統(tǒng)對主機(jī)的擾動試驗(yàn)
為摸清FGD 系統(tǒng)事故停運(yùn)對主機(jī)的影響并找出較好的應(yīng)對措施, 在調(diào)試過程中應(yīng)進(jìn)行FGD 系統(tǒng)對主機(jī)的擾動試驗(yàn)。
試驗(yàn)?zāi)康? 考查FGD 煙氣系統(tǒng)故障停運(yùn)對鍋爐爐膛負(fù)壓波動的情況并找出較好的調(diào)整方法。試驗(yàn)條件: 鍋爐維持滿負(fù)荷運(yùn)行, FGD 運(yùn)行正常穩(wěn)定, FGD 煙氣系統(tǒng)靜態(tài)聯(lián)鎖及煙氣系統(tǒng)順控系統(tǒng)傳動試驗(yàn)正確合格, 擋板均能正常開關(guān), 動作靈活。
試驗(yàn)內(nèi)容: 就地按下增壓風(fēng)機(jī)事故按鈕, 試驗(yàn) FGD 系統(tǒng)停運(yùn)對鍋爐負(fù)壓的影響。
試驗(yàn)結(jié)果和分析: 總結(jié)增壓風(fēng)機(jī)跳閘引起爐膛負(fù)壓的變化情況, 對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行危險性分析。如果發(fā)現(xiàn)爐膛壓力變化過大, 給發(fā)電機(jī)組運(yùn)行帶來危險, 需對FGD 系統(tǒng)停運(yùn)順控作進(jìn)一步的調(diào)整。
4 脫硫系統(tǒng)的168 h 試運(yùn)
FGD 分系統(tǒng)調(diào)試完畢, 整體調(diào)試完畢后進(jìn)入 168 h 試運(yùn), 在168 h 試運(yùn)過程中, 除維持各個系統(tǒng)正常運(yùn)行外、保證系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求外, 還應(yīng)進(jìn)行以下工作。
a) 在168 h 試運(yùn)過程中, 要經(jīng)常進(jìn)行各種物料的化學(xué)分析。對石灰石粉、石灰石漿液、吸收塔石膏漿液、旋流器漿液、石膏及廢水等進(jìn)行取樣, 旋流器漿液又有石膏和廢水的來液、溢流、底流, 將樣品交與化驗(yàn)人員分析并出具化驗(yàn)分析報告, 根據(jù)分析報告對FGD 的運(yùn)行性能作出評價及適當(dāng)調(diào)整。分析的具體項(xiàng)目與方法參照電站化學(xué)、環(huán)保專業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
b) pH 計(jì)和密度計(jì)等裝置的定期標(biāo)定。吸收塔 pH 值、石灰石漿液密度、石膏漿液密度等參數(shù)都對FGD 運(yùn)行性能有較大的影響, 要求這些參數(shù)必須準(zhǔn)確、可靠。對吸收塔pH 值、石灰石漿液密度、石膏漿液密度計(jì)進(jìn)行定期標(biāo)定(一般3 d 1 次) 。標(biāo)定的方法參照各裝置的說明書及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
c) 煙氣系統(tǒng)的啟停及運(yùn)行對鍋爐爐膛壓力有直接的影響, 控制不當(dāng)可能造成機(jī)組的事故跳機(jī), 國內(nèi)曾發(fā)生過多起這類事故, 故在調(diào)試過程中一定將FGD 煙氣系統(tǒng)的順啟和順停步序設(shè)定得當(dāng), 調(diào)整好增壓風(fēng)機(jī)入口導(dǎo)葉的閉環(huán)控制特性, 并進(jìn)行冷態(tài)試驗(yàn), 避免在熱態(tài)運(yùn)行中影響鍋爐的安全運(yùn)行。
d) 在調(diào)試過程中, 特別注意保持各系統(tǒng)管道的清潔, 重視管道沖洗的重要性。
e) 順控在FGD 控制系統(tǒng)中特別重要。
f) 脫硫系統(tǒng)調(diào)試中遇到的最大問題是國內(nèi)尚無現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范, 只能在調(diào)試中參照同類標(biāo)準(zhǔn)開展工作, 并結(jié)合各個工程的實(shí)際情況編制驗(yàn)收評定表。
5 結(jié)束語
a) 脫硫系統(tǒng)調(diào)試工作與電廠鍋爐、汽機(jī)等系統(tǒng)的調(diào)試工作類似, 而后者已經(jīng)相當(dāng)成熟, 因此在脫硫系統(tǒng)調(diào)試時, 可以部分借鑒電站鍋爐等系統(tǒng)的成熟經(jīng)驗(yàn)。
b) 電廠脫硫系統(tǒng)的調(diào)試,是面臨的新課題,如何掌握其系統(tǒng)性、規(guī)律性有待共同探討, 特別是要盡早建立權(quán)威的驗(yàn)評體系。
參考文獻(xiàn):
[1 ] 張保瑞, 安國銀. 電廠煙氣脫硫調(diào)試實(shí)踐[M] . 北京: 中國電力出版社, 2005 : 31235.
[2 ] 曾庭華. 濕法脫硫系統(tǒng)的安全性及優(yōu)化[M] . 北京: 中國電力出版社, 2004 : 2282250.
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