火电机组脱硫系统超低排放改造节能优化

吸收塔系统的主要电耗为浆液循环泵电耗及吸收塔阻力引起的引风机(或增压风机)电耗，包括浆液循环泵轴功率和吸收塔阻力导致的风机轴功率。喷淋空塔方案和托盘塔方案的吸收塔电耗对比见表2。

虽然相对于喷淋空塔方案，托盘塔方案吸收塔阻力增加500Pa，引起风机电耗增加510kW，但喷淋空塔方案多设置1层喷淋层，其对应的循环泵轴功率为1097kW，两者叠加得出在设计工况下运行时托盘塔方案可节能587kW，减少厂用电率约0.1%。

2.3氧化风系统

石灰石一石膏湿法脱硫装置吸收塔氧化风管布置方式主要有矛枪式和管网式，如图1所示。矛枪式氧化风管一般布置在吸收塔浆液搅拌器内侧上方，通过搅拌器旋流的推力促进氧化空气分布，距吸收塔底部距离一般约为2m。

管网式氧化风管一般布置在距吸收塔浆池液面6～7m位置，该方式下氧化空气喷口距离液面的高度小于矛枪式布置方式，因此氧化风机扬程更低，电耗消耗量相对较小;同时氧化空气分布更均匀，氧化效果更好。

氧化风机可选择罗茨式和离心式。罗茨式风机为容积式风机，结构简单，但效率较低，一般为60%～70%。离心式风机可分为单级离心风机和多级离心风机，效率可达到85%以上。

另外，罗茨风机为容积式风机，无法调节流量，而离心式风机具有较好的流量调节功能，可实现流量调节范围40%～100%，同时依然保持较高的效率。可见，在不同机组负荷或不同入口SO2质量浓度下，脱硫系统离心风机均具有较强的节能效果及较好的调节性和适应性。

以上述某电厂600MW机组脱硫装置超低排放改造为例，吸收塔氧化风管采用管网式布置方式，埋深7m，每座吸收塔设置2台100%容量氧化风机，一用一备，氧化风机流量13000m3/h，扬程100kPa，设计工况下单台离心式风机轴功率比罗茨式风机低约170kW，节能效果显著。

2.4石膏脱水系统

石灰石一石膏湿法烟气脱硫副产物石膏浆液，一般需要经过石膏旋流器和真空脱水机两级脱水处理。真空脱水机是二级脱水系统的核心设备，也是主要的耗能设备，主要分为圆盘脱水机和真空皮带脱水机。

某电厂30t/h处理能力的圆盘脱水机总电耗约53.5kW，同等处理能力的真空皮带脱水机总电耗约207kW，可见圆盘脱水机能耗约为真空皮带脱水机的1/4，节能效果显著。另外，圆盘脱水机还具有占地面积小、节水的特点，但其造价相对较高，且实际运行中也存在陶瓷盘片易堵塞、更换频率高、维护成本较高的问题。

目前，有厂家推出了滤布真空盘式脱水机，其结构和陶瓷式圆盘脱水机类似，将盘片更换为框架外敷滤布式，降低了运行维护成本。但运行效果还有待长期运行后进一步验证。

3脱硫系统运行方式优化

3.1吸收塔系统运行优化

液气比是影响脱硫效率的最主要参数。在机组负荷一定时，浆液循环泵投运台数决定了总的浆液循环量，即决定了液气比。西安热工研究院有限公司针对多个电厂脱硫装置在不同负荷和不同燃煤含硫量工况下，进行了大量浆液循环泵运行优化试验。试验结果表明在满足环保达标排放的前提下，通过优化浆液循环泵投运台数及不同浆液循环泵组合方式，可有效降低厂用电率和运行成本。

目前，火电机组整体年利用小时数较低，脱硫装置经常在低负荷工况运行，环保设施如何在低负荷工况下灵活并节能运行是超低排放改造后应该重点关注的问题。因此，在脱硫系统超低排放改造方案设计时，不仅要优化设计工况运行电耗，而且应兼顾低负荷工况时脱硫系统的灵活调节，降低低负荷运行工况下SO2单位减排能耗。对前文600MW机组吸收塔改造提出2种浆液循环泵配置方案。

方案A吸收塔4层喷淋层对应的浆液循环泵流量相同，优点是设备备品备件规格一致，便于检修维护。方案B采用浆液循环泵流量差异化配置，虽然在设计工况下全部浆液循环泵投运时运行能耗略高于方案A，但在机组低负荷工况时可有效降低运行电耗。

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