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图3 4台以上循环泵不同组合方式下的脱硫效率
浆液循环泵4台以上泵运行时,采取的组合方式有A+B+C+D, A+B+D+E以及A+B+C+D+E 5台同时运行。从图3中可以看到,当采取A+B+D+E运行方式时,随着原烟气SO2浓度升高,脱硫效率由起始最高98.2%开始迅速下降,在SO2浓度达到1700mg/m3便已超出排放标准。这是由于E泵功率较小,所提供的浆液有限,在原烟气SO2浓度较高时钙硫比低,没有足够的浆液参与反应,导致脱硫效率低。当循环泵采用A+B+C+D方式运行时,脱硫效率较A+B+D+E方式高约1%,最高值为99.3%,在原烟气SO2浓度达到2300mg/m3时,脱硫效率下降到98.8%,但仍旧能够满足设计要求。当5台循环泵全部开启时,整个系统脱硫效率明显提升,当原烟气SO2浓度在1600~3000mg/m3之间变化时,脱硫效率能够维持在99.2%-99.3%。这是由于循环泵数量增加后,进入吸收塔的浆液喷淋量显著增加,提高了塔内反应的钙硫比,浆液与烟气吸收反应更加充分,最终增加了系统脱硫效果。
3 能耗分析
浆液循环泵属于高耗能设备,在整个FGD系统中的用电量可占到50%以上。2号机组脱硫装置共配置5台浆液循环泵,在脱硫入口SO2浓度变化不大,烟气量稳定的情况下,投入运行的循环泵数量越多,脱硫效率越高,但此时的耗电量也随之增大。因此,在脱硫系统保证可靠运行的前提下,调节循环泵运行数量,优化循环泵的运行组合方式,能够降低耗电量。
图4 不同运行方式下的循环泵总电流
浆液循环泵的输出功率尸可由式(2)得出。
(2)
式中:
U-循环泵电压,常量;
I-循环泵运行电流,A;
cosφ-功率因数,常量。
由式(2)可知,电流I为实际运行值。因此,可以用循环泵运行电流I作为分析能耗的指标。图4为浆液循环泵不同组合方式运行下的总电流值。双泵A+D运行总电流在250A左右,而5台泵A+B+C+D+E全部开启时运行总电流可达到500A左右,是A+D的两倍。在脱硫效果能满足排放要求的前提下,投入运行的循环泵数量越少,能耗电量越低。
在脱硫入口SO2浓度小于1000mg/m3时,最佳运行方式为A+D;
在脱硫入口SO2浓度介于1000-1600mg/m3时,B+C+D运行电流约340A,A+C+D运行电流约350 A,所以最佳运行方式为B+C+D;
在脱硫入口SO2浓度介于1600~2300mg/m3时,最佳运行方式为A+B+C+D;
当脱硫入口SO2浓度大于2300mg/m3时,需要开启全部5台浆液循环泵。
4 结论
在FGD系统中,对浆液循环泵运行方式的优化主要考虑两个方面。
一是净烟气SO2浓度低于35mg/m3(含氧量6%),满足超低排放要求;二是浆液循环泵的运行总功率越小能耗越低,因此能够降低整个FGD系统的能耗。
合理地优化脱硫系统的运行方式需要经过长期的实践和研究。在实际运行中,FGD脱硫效率及运行功率受浆液密度、液位、pH值等多种因素的影响,需要长期全面的验证才能完善最佳运行模式。
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