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300MW石灰石-石膏湿法脱硫仿真机的开发与应用.pdf61页
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华北电力大学（保定） 硕士学位论文
300MW石灰石-石膏湿法脱硫仿真机的开发与应用 姓名：孙冬雷 申请学位级别：硕士 专业：热能工程 指导教师：刘彦丰 座机电话号码 华北电力大学硕士学位论文摘要 摘 要 论文以大唐桂冠合山发电有限公司300MW机组石灰石．石膏湿法脱硫系
统 WFGD 为研究对象，开发了该系统的实时仿真算法并进行了通用模块化设
计，新算法主要包括脱硫塔喷淋区、脱硫塔氧化结晶区、旋流分离器、真空
皮带过滤机、湿式球磨机等。运用基于图元的工程模块化建模方法，建立了
湿法脱硫系统动态实时仿真数学模型。完成了仿真XDPS监控系统的组态，
仿真PLC湿式球磨机控制画面的设计及组态，仿真就地系统画面的设计及组
态。开发完成的300MW机组石灰石．石膏湿法脱硫仿真机在现场运行人员的
培训中得到了成功应用。
关键词：石灰石．石膏，湿法脱硫，仿真机，模型 ABSTRACT ThisthesisfoCUSCSonthe wet limestone?gypsum of300MWunitinGUANGXIHESHANthermal this
system powerplant．About been real―timeemulation andthe modular has
system’S algorithm general
carriedout．111enew includesthedesulfurizerthe algorithmmainly sprayarea,the
desulfurizeroxidation vacuumleatherbelt field，theeddyseparator,the crystallizing wetballmillandSOon．Basedon modularize
purifier,the engineering method，
real．timesimulationmathematicmodelofWFGDwasestablish．Variouswork ofsimulationXDPS
havebeencarriedout monitor includingconfiguration system， PLCwetballmillcontrol and ofsimulation pictures，design
designconfiguration
and ofsimulationonthe 3OOMWunit spotsystem configuration pictures．The
WFGD has in staff simulatorbeen successfullyimplementedoperationtraining． Sun Power Donglei Thermal Engineering DirectedassociateProf．Liu by Yanfeng
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我国湿法烟气脱硫装置运行普遍存在的问题
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湿法烟气脱硫系统设备治理和运行优化
　　针对本厂石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统存在的问题进行分析研究，并采取了针对性的措施，使脱硫系统安全经济稳定运行，既保证了达标排放，又履行了企业的社会责任，值得同类型企业借鉴与参考。
　　一、石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺现状
　　石灰石-石膏湿法工艺是我国目前烟气脱硫装置的主流工艺。由于某些原因，我国湿法烟气脱硫装置的投运率一直偏低。2008年第一季度投入运行的脱硫装置容量约1亿千瓦，占烟气脱硫设施装机总容量的37%。而在投运的装置中，又由于各种因素导致装置运行中出现较多问题，部分问题甚至影响到系统的安全、稳定运行，导致系统退出或间断运行，不能实现真正意义上的投运。在当前日益严峻的环保形势下，国家加强了环保执法力度，加大烟气脱硫设施运行在线监管和就地检测，脱硫装置的运行问题与环保监管之间的矛盾将显得更加突出，如何保证脱硫装置的安全稳定运行是脱硫行业目前亟待解决的重要课题。
　　二、大唐户县第二热电厂脱硫存在的问题
　　大唐户县第二热电厂两台300MW机组脱硫装置自日、12月26日运行以来，相继出现了斗式提升机斗子变形和链条断裂、吸收塔底部积渣积砂、制浆系统泄漏、除雾器和GGH堵塞、石膏脱水困难品质恶化、脱硫效率低于90%等问题。特别是1号脱硫吸收塔除雾器和GGH从2009年开始堵塞，几乎每个月清洗一次，最短运行18天即开始堵塞需进行清洗，2010年1号机组脱硫月投运率均无法达到95%以上。由于堵塞常常使机组降负荷运行，每年清理费用高达100多万元。
　　脱硫运行及检修专业建立时间较短，各种运行、检修、技术改造等工作经验尚在摸索阶段，国内可供借鉴的成熟经验又很少，脱硫装置的长期安全稳定和高效运行面临着较大困难。由于脱硫系统的问题，两台机组被迫降负荷运行，现场的文明卫生状况差，既要接受环保处罚，检修费用又居高不下，同时还无法完成减排任务、无法履行社会责任，严重影响到企业的形象和经济效益。
　　三、优化措施
　　1、加强石灰石来料验收关
　　2009年7月份以来，斗式提升机斗子相继出现内部板结、变形等，特别是雨天更严重，制浆系统管道相继出现磨损泄漏，吸收塔底部积砂高度达1.5米，脱硫效率低于90%等。分析后发现石灰石料中掺杂有大量沙子，雨天石灰石水分多使斗子内板结，致使斗子变形，同时对管道磨损严重、管壁变薄造成泄漏。砂子进入吸收塔后在底部沉积，影响到石膏脱水和脱硫效率。为了加强石灰石来料验收，重新修编下发了《石灰石验收管理规定》，采取&一看二比三化验&的方法，严格把好石灰石验收关：&一看&即看外观，是否含有沙子、水分等杂质；&二比&即比标准，将石灰石样品与标准样品进行比对是否符合要求；&三化验&即取样化验，做到车车取样、批批化验，保证石灰石碳酸钙含量大于95%，二氧化硅含量小于2%。
　　2、优化运行参数调整，提高设备效率
　　运行人员要对每一个参数认真分析的基础上进行调整，在调整工作中要综合考虑、协调操作，避免只对某一参数调整而忽略其他参数的影响，从而使调整工作失去作用造成超标排放。根据机组负荷和烟气量变化情况，及时改变石灰石给浆量、PH值和石膏排出泵流量，根据吸收塔浆液密度调整石膏排出泵流量和石膏旋流子压力。
　　吸收塔浆液PH过高会造成石膏碳酸钙含量高、脱水困难，而且会造成除雾器结垢堵塞、GGH堵塞等，过低又会影响到脱硫效率。通过试验确定，控制吸收塔浆液PH值为5.2-5.8，并在出口SO2合格的情况下尽量保持较低PH值运行，降低吸收塔中碳酸钙的含量，以避免吸收塔内积渣、防止石膏品质恶化、降低除雾器结垢倾向等。
　　运行人员每班根据湿磨机累计运行小时数，计算钢球添加量，并按照规定添加钢球数量，保证石灰石浆液细度在90%以上，以提高脱硫效率。
　　通过运行观察总结，吸收塔液位高于12.5米时使氧化风机电流增加、风量减少、出口风温度升高，液位低于10米，化学反应进行不彻底，脱硫效率下降，因此严格控制吸收塔液位在11&0.5米范围内运行。在进行除雾器冲洗前先将吸收塔液位降至10米然后进行冲洗，以保证冲洗除雾器时吸收塔液位仍控制在11&0.5米范围内。
　　根据原烟气含硫量和机组负荷适时调整浆液循环泵台数及增压风机动叶开度，以保证90%以上脱硫效率及合格的SO2排放量。
　　加强石膏浆液密度调整。石膏浆液密度直接关系到能否旋流出石膏的问题，密度过低石膏生成效果不好，不能旋流，真空皮带机脱不出水；密度大时，会造成吸收塔内浆液石膏含量高，得不到及时排出而影响脱硫效果，且加剧系统设备磨损。运行调整中严格控制吸收塔石膏浆液密度在kg/m3范围内。
　　加强石膏旋流子调整。运行中调整石膏旋流子投入数量来调整旋流子压力在120-150kPa，同时定期观察清理石膏旋流子，防止旋流子堵塞。
　　加强真空皮带脱水机运行调整。运行人员密切关注石膏脱水情况，脱水机石膏厚度应在15-25mm，脱水机皮带上浆液没有铺满时，真空度下降，造成石膏太稀，此时需增加石膏浆液量，将皮带铺满。
　　运行人员根据试验室化验的吸收塔浆液氯离子含量及时投入废水系统运行。氯离子含量过高会造成脱硫效率下降、石膏脱水困难等，当吸收塔浆液氯离子含量超过18000ppm时必须投入废水系统，降低吸收塔浆液氯离子含量；当吸收塔浆液氯离子含量降至12000ppm时停止废水系统运行，减少工艺水用量，保持脱硫系统水平衡。在投入废水系统运行时，必须投入加药系统，并保证加药量在规定范围内，以保证废水处理效果。
　　加强除雾器冲洗和GGH吹灰、水冲洗。1号机组负荷在220MW及以上时1号脱硫除雾器采用90秒的冲洗方式（一级下4个冲洗水门和一级上#2、#3冲洗水门开启后延时90秒，冲洗后再关闭），负荷在220MW以下时采用60秒的冲洗方式（所有冲洗水门开启后延时60s后开始关闭），2号脱硫除雾器一直采用60秒的冲洗方式。1、2号GGH每8小时进行一次吹灰，GGH原、净烟气侧总压差超过2000Pa时进行高压水冲洗。 　　运行人员在监盘操作中根据原烟气含硫量和机组负荷适时调整浆液循环泵台数及增压风机动叶开度，以保证90%以上脱硫效率及合格的SO2排放量；定期检查石灰石浆液、石膏浆液密度和pH值的示值和变化趋势是否合格，将手工分析值和在线示值进行对比分析、校正在线的密度计和pH计，提高在线表计的准确性，指导运行人员根据表计示值进行参数调整工作，使脱硫设施运行在可控范围内。
　　3、完善脱硫化验监督，指导运行参数控制
　　2010年9月，脱硫试验室成立，并随即开展脱硫取样化验工作。每天由化验人员取样化验吸收塔浆液PH、密度、氯离子含量，每周取样化验石灰石浆液箱浆液密度、PH、细度，每周取样化验石膏品质（含水量、氯离子、碳酸钙、亚硫酸钙、硫酸钙）、石灰石品质，试验室将化验结果及时通知脱硫运行人员，运行人员根据化验结果及时调整脱硫运行方式和参数控制，从定性的被动盲目调整提升到定量的主动精准控制，变被动调整为主动控制，变事后调整为事前预防，达到精细调整、精细操作、精细控制，既保证脱硫效率合格、出口SO2合格，又避免参数大幅波动，保持脱硫系统安全稳定运行。
　　4、加强设备检修维护管理，消除设备缺陷
　　设备管理人员加强设备管理，认真执行点检定修制度。对1号GGH进行离线冲洗，并经过试验确定在冲洗水中加入清洗药剂提高清洗效果。在除雾器检修中将除雾器片上的结垢物清除干净，对冲洗水管和喷头进行认真检查、消缺，检修完成后认真进行冲洗水喷淋试验，确保冲洗效果。
　　为了提高除雾器冲洗效果，将扬程为60m的除雾器冲洗水泵更换为扬程为70m的除雾器冲洗水泵，除雾器冲洗水压力提高了0.1MPa。
　　将回收水泵出口至湿磨机入口水管道由∮20更换为∮31，以保证脱硫系统水平衡，吸收塔液位能控制在11&0.5米，同时除雾器进行冲洗时吸收塔液位也能易于调节在规定范围内。
　　2011年4月份1号机组小修时，加强吸收塔内部检查，对检查出的问题指定专人现场跟踪解决。通过检修，消除了吸收塔内4个氧化风管下部两排排气孔堵死、电除尘烟气分布均匀板损坏、电除尘入口烟道漏风、吸收塔浆液76个喷嘴堵塞、4根喷淋支管整体堵塞等缺陷，将制浆系统的原衬胶管道逐步更换为不锈钢管道。
　　四、取得成效
　　目前大唐户县第二热电厂脱硫设备状况大为好转，运行参数稳定。此前除雾器每月冲洗一次，差压仍在300Pa左右，现在连续大负荷运行四个多月差压稳定在60Pa以下，脱硫效率从89%提高到93%，投运率从70%提高到99%，出口SO2全部达标排放，既保证了企业的经济效益，又树立了良好的社会形象。2011年7月份国家环保部减排核查中，检查组对该厂脱硫设施运行状况给予高度评价。
　　五、结论
　　脱硫装置的运行涉及到很多方面的内容，需在充分了解与脱硫装置运行相关的内容，并做好相应的工作，才能保证脱硫装置的安全、稳定运行。
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