双钙基湿法脱硫pH调控技术在燃煤发电机组的应用_罗洪.pdf
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1、第 38 卷第 1 期煤质技术Vol.38No.12023 年 1 月COAL QUALITY TECHNOLOGYJan 2023移动阅读罗洪,陈雷,王星星,等 双钙基湿法脱硫 pH 调控技术在燃煤发电机组的应用 J 煤质技术,2023,38(1):7984LUO Hong,CHEN Lei,WANG Xingxing,et al Application of double calciumbased wet flue gas desulfurizationpH control technology in coalfired generator sets J Coal Quality Tech
2、nology,2023,38(1):7984双钙基湿法脱硫 pH 调控技术在燃煤发电机组的应用罗洪1,陈雷1,王星星1,庄文军1,高小春1,张贞良2,付强2(1.国能粤电台山发电有限公司,广东 台山529228;2.杭州新标能源环境科技有限公司,浙江 杭州310023)摘要:双钙基湿法脱硫 pH 调控技术可在机组相同脱硫效率条件下降低液气比并显著降低燃煤发电机组厂用电,从而实现机组节能减排之目的。基于双钙基湿法脱硫 pH 调控技术原理,简介1 000 MW燃煤发电机组系统,针对双钙基湿法脱硫 pH 调控技术系统在燃煤发电机组投运前后的机组负荷、出入口 SO2浓度、脱硫效率、粉尘浓度、石膏成分等
3、进行应用试验对比研究。针对试验运行数据分析可知:双钙基湿法脱硫 pH 调控技术可在 1 000 MW 燃煤发电机组上实现工业应用,且在机组燃用相同煤种、相同脱硫效率工况条件下,脱硫系统能实现长期减少 1 台浆液循环泵的运行,节能减排效果明显。双钙基湿法脱硫 pH 调控技术在 1 000 MW 燃煤发电机组的应用,可进一步提高机组运行指标的先进性,厂用电率和机组平均供电煤耗指标明显下降,并增强机组燃用煤种的适应能力及提高机组的发电效益。关键词:燃煤发电机组;双钙基;pH 调控技术;脱硫效率;循环浆液;机组负荷;粉尘浓度;石膏成分中图分类号:X773文献标志码:A文章编号:10077677(202
4、3)0107906收稿日期:20221221责任编辑:傅丛DOI:10.3969/j.issn.10077677.2023.01.011作者简介:罗洪(1980),男,四川宜宾人,工程师,主要从事火力发电厂脱硫、脱硝、化学系统设备检修维护管理工作。Email:21651000 通讯作者:张贞良(1967),男,河北保定人,高级工程师,主要从事大气污染治理和节能减排工作。Email:1873351406 Application of double calciumbased wet flue gas desulfurization pH controltechnology in coalfired
5、 generator setsLUO Hong1,CHEN Lei1,WANG Xingxing1,ZHUANG Wenjun1,GAO Xiaochun1,ZHANG Zhenliang2,FU Qiang2(1 CHN ENEGY Yuedian Taishan Power Generation Corporation Ltd,Taishan529228,China;2 Hangzhou New Standard Energy Envirnment Technology Corporation Ltd,Hangzhou310023,China)Abstract:The double cal
6、ciumbased WFGD pH control technology can reduce the liquidgas ratio and greatly re-duce the power consumption of Coalfired power sets under the same desulfurization efficiency,so as to achieve thepurpose of energy saving and emission reduction Based on the principle of the double calcium based wet f
7、luegas desulfurization pH control technology,this paper introduced the 1 000 MW coalfired power generator sets,ai-ming at the double calciumbased wet flue gas desulfurization pH control technology,the unit load,the inlet/outlet SO2concentration,desulfurization efficiency,dust concentration and gypsu
8、m composition and so on before andafter the operation of coalfired generating unit were researched through comparison research According to the analy-煤质技术2023 年第 38 卷sis of the test data,it can be seen that the double calciumbased wet flue gas desulfurization pH control technolo-gy can be industrial
9、ly applied on 1 000 MW coalfired generating units Meanwhile,under the same conditionof coal type and desulfurization efficiency,the desulfurization system can reduce the operation of one slurry circulatingpump for a long period The effect of energy saving and emission reduction is noticeable The app
10、lication of doub-le calciumbased wet flue gas desulfurization pH control technology in 1 000 MW coalfired generating units can fur-ther improve the units operating index advantages,enhance the units adaptability to coal types,and im-prove the units power generation efficiencyKey words:coal firedgene
11、ratorunit;doublecalcium based;pHcontroltechnology;desulfurizationefficiency;circulating slurry;unit load;dust concentration;gypsumcomposition0引言节能减排是我国的基本国策,燃煤发电机组既要满足污染物达标排放的政策要求,又需要降低能耗以保证企业的竞争力。现有烟气脱硫技术主要聚焦 SO2的达标排放,很少关注其技术本身的能耗情况,因此开发应用节能型的环保技术很有必要。双钙基湿法脱硫 pH 调控技术主要应用于石灰石石膏湿法脱硫系统,可实现在满足“超低排放”指标的
12、前提下明显降低液气比从而减少浆液循环泵的运行台数,还可明显降低烟气脱硫系统阻力,进而大幅降低机组引风机电耗,使得燃煤发电机组的厂用电率和供电煤耗明显下降。双钙基湿法脱硫 pH 调控技术已有在小型燃煤热电机组上成功运行的案例,为了验证在大型燃煤发电机组上应用效果,2022 年 7 月国能粤电台山发电有限公司在 6 号机组完成应用试验研究,以期为双钙基湿法脱硫 pH 调控技术在大型燃煤发电机组的应用奠定工业应用基础,并对大型燃煤发电机组进行进一步的节能减排升级改造具有指导意义。1双钙基湿法脱硫 pH 调控技术原理大型燃煤机组烟气脱硫系统大多采用石灰石(CaCO3)作为脱硫剂,而 pH 值是湿法脱硫
13、的主要控制指标之一,较低 pH 值的浆液易于石灰石(CaCO3)的溶解,且 SO2溶解形成的离子大部分是亚硫酸氢根,易于氧化结晶为石膏;较高 pH值的循环浆液更易于吸收烟气中的 SO2,通常脱硫系统吸收塔浆池 pH 值控制在 5.55.7。双钙基湿法脱硫 pH 调控技术原理如图 1 所示,即从石灰石石膏湿法脱硫浆液循环泵入口管道添加钙基脱硫剂 Ca(OH)2浆液等 pH 调节剂,利用 Ca(OH)2浆液的高 pH 值特性,经循环泵和循环管道的混合,将喷淋层浆液的 pH 值提高至6.5 左右,高 pH 值浆液有利于 SO2的吸收,可在相同液气比工况条件下实现更高的脱硫效率;每台浆液循环泵入口 C
14、a(OH)2浆液的加入量通过其对应的出口 pH 计控制,并能实现各层喷淋层 pH 值独立控制;而烟气脱硫系统主脱硫剂仍采用石灰石(CaCO3)钙基脱硫剂以维持吸收塔浆池 pH 值基本不变,保证脱硫产物的正常氧化和结晶。图 1双钙基湿法脱硫 pH 调控技术原理Fig.1Principle of pH control technology for dualcalciumbased wet desulfurization21 000 MW 燃煤发电机组系统简介国能粤电广东台山发电有限公司(简称台山电厂)位于台山市铜鼓湾,其中 6 号机组为 1000 MW 超超临界燃煤发电机组,配套建设石灰石石膏湿法
15、烟气脱硫系统装置,系统设有 4 台浆液循环泵,在为满足“超低排放”指标的要求下 4台浆液循环泵通常全部投入运行。2018 年 3 月经广东电科院测试,机组已满足“超低排放”要求,即其烟尘 5 mg/m3、SO2 35 mg/m3、氮氧化物50 mg/m3。为了验证双钙基湿法脱硫 pH 调控技术在大型燃煤发电机组应用的实际效果,2022 年台山电厂在 6 号机组烟气脱硫系统基础上建造双钙基湿法脱硫 pH 调控技术系统装置,包括 pH 调节剂制浆装置、浆液循环泵入口加药装置、喷淋层浆液 pH 测量控制装置,分别如图 24 所示。08第 1 期罗洪等:双钙基湿法脱硫 pH 调控技术在燃煤发电机组的应
16、用图 2pH 调节剂制浆装置Fig.2Pulping device of PH regulator图 3浆液循环泵入口加药装置Fig.3Dosing device at the inlet of slurry circulating pump图 4喷淋层浆液 pH 测量控制装置Fig.4The control device of spraying layer slurry pHmeasurementpH 调节剂制浆系统暂时利用现有事故浆液箱直接制浆。将现有事故浆液返回泵更换为 pH调节剂浆液给料泵,将事故浆液箱内储存的 pH调节剂浆液(10%15%氢氧化钙浆液)通过管道输送至 6 号机组各浆液
17、循环泵入口管道加药装置。从输送母管上分别接出 4 个加药支管,分别接至每台脱硫循环泵入口管道上,每根支管均设有电动调节阀,每台脱硫循环泵出口管道上安装具有自动清洗功能的 pH 值测量控制系统,每根支管的 pH 调节剂加入量通过 pH 测量设定值与调节阀开度联锁控制。3运行数据分析为了数据分析对比的相对准确,分别截取时间相近、机组负荷均在 850 MW 以上的 DCS 实时运行数据并结合化验分析结果进行对比分析。脱硫系统在双钙基湿法脱硫 pH 调控技术系统投运前投运4 台循环泵,投运后仅投运 3 台循环泵或 2 台循环泵,选取在机组燃用常规煤种 2022 年 7 月 3 日 20时7 月 12
18、日 10 时和 2020 年 7 月 12 日 10 时7月 21 日 24 时 DCS 运行数据进行比较。3.1机组负荷对比从图 5 可 看 出,运 行 前 机 组 平 均 负 荷 为855.86 MW,运行后机组平均负荷为 927.73 MW,即后者较投运前高 71.87 MW。图 5机组负荷对比曲线Fig.5The comparison curve of unit load3.2SO2浓度对比脱硫系统入口 SO2浓度对比如图 6 所示。从图6 可知,投运前后脱硫系统入口平均 SO2浓度分别为 1 347.4 mg/Nm3和 1 312.5 mg/Nm3,两者差异仅为 2.6%。脱硫系统出
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