基于液气比的湿法脱硫系统的运行优化研究

系统出口烟气温度与绝热饱和温度的差值减小，含湿量增多，饱和程度提高，总的效果也提高了脱硫效率，若依此趋势，当液气比增大致一定程度时，热湿交换非常充分，出口烟气达到饱和，出口吸收液温度减小到一定值。

在此基础上再增加液气比，出口烟气仍维持饱和状态，其干球温度有所降低，出口吸收液温度也有小幅度降低，但几乎可以忽略不计，此时的脱硫效率受液气比的影响就不大了。反而因为液气比的增加，加大了除湿负担。浙江半山电厂运行结果也证实了这一点，实际运行过程中，机组负荷变化频繁，FGD进口烟温也随之波动，对脱硫效率有一定的影响。

浙江半山电厂的测试结果，在进口烟气浓度和氧量基本不变的工况下，当进入吸收塔的烟温为96℃时，脱硫效率为92．1%;当烟温升到103℃时，脱硫效率已下降至84．8%。目前，实际工程一般控制洗涤液的温度在60℃以下。在40℃左右，CaSO4˙2H2O的溶解性最好，这就是说在冷的和热的组件上都能经常观察到石膏沉淀物。

试验表明，温度小于40℃时，随着温度的降低，二水硫酸钙的溶解度逐渐下降。当温度大于66℃时，二水石膏将脱水成为无水石膏，这就是在热的组件上也会有石膏沉淀物的原因。为了使CaSO4以石膏CaSO4˙2H2O的形式从溶液中析出，工艺控制上要求将石膏的结晶温度控制在40～60℃之间。这样，既可以保证生成合格的石膏颗粒，也避免了系统的结垢。

3基于液气比优化的工程实例

3．1系统简介

国电某公司2×410t/h煤粉炉配2×110MW热电联产机组，脱硫改造采用石灰石—石膏湿法脱硫工艺，100%处理烟气量，设计脱硫效率大于95%，两炉一塔，不设GGH。

当脱硫系统因故停运时，烟气通过旁路烟道，直接进入原烟囱排放，不影响机组正常运行，保证城市供热系统的正常运行。两炉一塔脱硫系统中，除增压风机及其烟道外，其余设备均为两炉公用系统。设计3台浆液循环泵，循环泵在脱硫系统主保护中按“三选二”逻辑组态。

氧化风机及其余400V转机均按一运一备设置。2010年1月15日168h试运后，一直存在电耗较大，占厂用电率较高的问题。双机组运行时占发电量2．1%，单机组运行时占发电量3．3%。

3．2工况分析

脱硫系统设计3台浆液循环泵，双机组满负荷运行时液气比为17．3L/m3。浆液循环泵在脱硫系统主保护中按“三选二”逻辑组态，DCS系统对1、2、3号浆液循环泵的运行状态通过DSCOUNT模块计数，当系统统计浆液循环泵运行数量少于2台时，发烟气系统故障信号，FGD保护及增压风机保护动作，增压风机跳闸，旁路挡板门打开。

液气比是脱硫系统正常运行的重要参数，根据锅炉负荷及浆液循环泵运行台数的不同，对液气比进行了核算，结果见表1。

3．3改造方案论证及实施

浆液循环泵是根据管道阻力系统严格设计的离心泵，无出口门及逆止门，运行流量固定，不可节流调节。进入脱硫系统的烟气量由机组负荷决定，在烟气量一定的前提下，改变液气比的方式为改变浆液循环泵的运行数量。

设计燃煤硫分为1．2%，而实际入炉煤硫分为0．5%～0．7%，吸收塔及烟气系统设计余量较大，双炉满负荷期间采用2台浆液循环泵运行可达到设计脱硫效率，此时的液气比为11．5L/m3。双炉满负荷运行工况下，采用单台浆液循环泵运行时，液气比为5．8L/m3，脱硫出口净烟气温度维持在设计值46℃，可保证脱硫系统设备正常运行，但过低的液气比会使脱硫效率降低。

从上述分析可知，液气比维持在11L/m3左右可保证脱硫系统正常运行且脱硫效率达至95%以上。从表1中可知，单炉满负荷运行时，运行1台浆液循环泵可满足系统要求。在DCS系统中，对所有应用“浆液循环泵运行台数DSCOUNT计数模块”的逻辑关系，通过对内部参数的设定，均修改为“三选一”，即只要有1台浆液循环泵运行，可保证脱硫系统安全运行。

3．4改造后运行效果

脱硫系统1、2、3号浆液循环泵的功消耗功率分别为630kW，710kW，800kW，石灰石供浆管设置在2号和3号泵入口处。因原系统逻辑功能设计可双泵运行，故在单机组节能效果比较时仅考虑由2台泵优化至1台泵运行的工况，各工况下脱硫效率达到95%，且厂用电下降幅度较大，经济性明显。厂用电下降的数值统计见表2。

减少浆液循环泵的运行台数，使烟气系统的阻力降低，有效减弱了吸收塔入口处原烟气对下降液滴的卷吸。增压风机的能耗有所下降，同时合理分配增压风机与引风机的负荷比例，各风机均在相对高效区工作地。通过对烟气系统的运行优化，增压风机与引风机的电流之和在满负荷时下降了15～17A，在80%负荷时下降了12～13A，对应于厂用电率分别下降了0．14%、0．15%。

停运3号浆液循环泵后，增加了喷淋层与除雾器的间距，提高了除雾效果，净烟道冷凝液减少，减弱了对净烟道与烟囱的腐蚀。

4结语

虽然本文涉及到的基于液气比的系统优化运行方式是在两炉一塔脱硫系统中讨论研究的，但因目前火电机组的负荷率大多在60%～70%之间，液气比的优化可在所有石灰石－石膏湿法烟气脱硫系统适用且推广。在保证脱硫效率的前提下，通过改变浆液循环泵运行方式控制液气在11L/m3左右，是脱硫系统安全、经济运行的重要途径。

增压风机与引风机负荷合理分配的方案，需经现场多工况试验确定，并按操作规程的方式予以规范执行。参考文献略

延伸阅读：

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