双塔双循环烟气脱硫系统经济运行控制策略分析

双塔双循环烟气脱硫系统经济运行控制策略分析

李中俊

国家电投集团贵州金元股份有限公司纳雍发电总厂

摘要：脱硫系统的主要任务便是将日常生产中所产生的硫化合物充分去除。当前进一步改进脱硫系统的具体对策有：增加单塔双循环、双塔双循环、更换大容量浆液循环泵，或者增加合金托盘等多种对策，单塔双循环、双塔双循环在脱硫方面具有更高的成效，其能够将脱硫效率大大提升，可在脱硫改进中起到作用。本文针对双塔双循环烟气脱硫系统进行分析，并对其系统经济运行控制策略展开探讨。

关键词：控制策略；经济运行；双塔双循环烟气脱硫系统；分析

前言：因节能改造以及超低排放的顺利落实、推广，使得现阶段脱硫设施已难以有效控制硫的排放限值，几乎无法使排放气体中的硫达到排放限值内。但在当前，双塔双循环烟气脱硫系统由于具有运行稳定、脱硫效率，以及强抗干扰力等优点，在改造中得到了广泛应用。但是，随着设备容量的增加，脱硫系统装置的电力消耗比例明显增加。对此，掌握双塔双循环脱硫系统的技术特点和优化运行方式逐渐成为了重点。

一、烟气脱硫塔的具体应用

除尘后烟气从浆液池上部经脱硫塔入口区进入塔内。在脱硫塔内，热烟气逆流向上与自上而下的浆液(循环注入)接触化学吸收反应，并发生缩合。加入的石灰石浆液由石灰石浆泵输送到脱硫塔，在脱硫塔内与浆液混合。混合浆液由循环泵向上输送，由多层喷嘴喷出。浆料吸收烟气中的硫氧化物(SOx)和其他酸。在液相中，硫氧化物(SOx)与碳酸钙反应生成亚硫酸钙[1]。

脱硫塔可分为吸收区和氧化结晶区两部分。上层吸收区PH值较高，有利于SO2等酸性物质的吸收；下氧化带在低PH下工作，有利于石灰石的溶解和副产物的形成。将脱硫塔排出的石膏浆浓缩脱水，使其含水量小于10，生产石膏制品。脱硫后，烟气由除雾器依次除去，再由热交换器或加热器加热，由烟囱排放到大气中。由于脱硫塔内的吸收液浆通过循环泵与烟气反复接触，吸收剂利用率很高。

烟气脱硫塔的浆体循环泵安装在吸收侧，用于石膏浆体在吸收塔内的循环。注浆循环泵配有油位指示器、联轴器、保护罩等。脱硫塔操作水平的设计可以充分保证泵的工作性能，泵叶轮后方无汽蚀;同时选用大的泵入口管径，可以有效防止汽蚀的发生，延长泵的使用寿命。在塔内循环泵的进水管上安装了一个大孔径的过滤器，以防止喷嘴堵塞[2]。

二、烟气脱硫中存在的几点问题

（一）浆液循环泵过流件腐蚀

在烟气湿法脱硫过程中，渣浆循环泵可将吸收塔底部的石灰浆输送到喷雾系统进行脱硫过程。在管道中颗粒物质大或PH值高的浆液的物理化学作用下，浆液循环泵在运行过程中容易发生腐蚀，影响烟气脱硫效果。对于浆液循环泵部件的腐蚀，应从反应原料质量和PH值调节两方面采取优化措施，保证脱硫过程中所涉及的石灰石粉细度为>90%，浆液PH值在5.2-5.6范围内，特殊情况下可选用耐磨耐腐蚀I双佳浆液循环泵，延长循环泵的使用寿命，加强电厂脱硫工艺运行的稳定性和高效性。

（二）吸收塔石膏存在沉积现象

如果吸收塔石膏堆积灰分严重，很可能降低脱硫运行效率。面对石膏在吸收塔内堆积的严重问题，优化措施主要是在保持石膏旋风分离器分离效率的基础上，严格控制吸收塔内石膏浆的密度或采用吸收塔内PH值。实践研究表明，石膏浆密度调节能较好地调度石膏沉降灰分。此外，在料浆制备过程中，必须充分落实脱硫运行控制措施，实现对吸收塔内料浆质量的有效控制，工业废水只有达标后才能排放。

（三）管道泄露问题

由于石灰石灌浆和石膏灌浆具有较高的腐蚀性，在脱硫运行过程中管道被腐蚀，从而导致泄漏问题是非常常见的。为了减少或避免管道腐蚀和泄漏问题，可以对脱硫石灰石渣浆泵和石膏旋流给料泵采取变频改造措施，利用变频技术调节管道中料浆运行速度，以减少管道腐蚀现象的发生[3]。

三、双塔双循环烟气脱硫系统经济运行控制方法

（一）优化吸收塔浆液循环泵

当脱硫设备入口烟气二氧化硫浓度相对恒定时，吸收塔内浆液循环量越大，此时，电厂所需要投入的循环泵就越多，而脱硫效率越高，相应的电能消耗也就增加。对此，在二氧化硫排放浓度满足相关标准的情况下，可根据脱硫设备入口烟气中二氧化硫浓度，科学设置循环泵数量，加强喷雾层差，以保证脱硫工艺处于低成本、高效的运行状态。

（二）应用脱硫增效剂

有研究发现，脱硫添加剂的应用可以促进脱硫体系的化学反应过程，进而降低石灰石粉的消耗量，同时间接降低设备损失的严重程度。此时，在吸收塔参数稳定正常的情况下，可以有效降低设备的能耗和人工维护的成本。

（三）控制系统内PH值范围

在双塔双循环脱硫系统中，一级吸收塔为预洗塔，预洗涤塔的具体作用是要对烟气进行预洗，并产生一定的石膏，同时去除部分二氧化硫，以减轻二级吸收塔负荷。结果表明，在pH=4.5的酸性条件下，亚硫酸钙的氧化效率最高。但综合考虑一级吸收器还承担着去除部分二氧化硫的任务，对此，一级吸收器浆体pH值不宜控制太低，最好将其pH值范围控制到5.2~5.4之间。

（四）合理控制浆液密度

在石灰石石膏湿法脱硫系统中，吸收塔内浆液密度的控制是关键。过高的浆体密度可能导致脱硫系统结垢、堵塞和磨损，严重影响系统的稳定性和设备安全。料浆密度低，脱硫效率低，石膏质量差。总体而言，一级吸收塔的浆液密度控制在1120kg/m3，二级吸收塔的浆液密度控制在1080kg/m3，既考虑了脱硫效率和石膏质量，又极大地保证了系统的安全性与稳定性。

结束语：综上所述，双塔双循环烟气脱硫系统的应用，对进一步改善硫化合物排放影响方面具有重要的作用。现阶段，与燃煤电厂脱硫相关的技术有很多。因此，企业在选择脱硫技术时应结合自身的经济条件和脱硫目标。对于烟气脱硫系统的运行效率，结合脱硫性能、设备可靠性和运行经济性等因素，对其处理措施进行优化，从而保证系统运行的稳定，协助电厂获得更大的经济效益。

参考文献：

[1]孙若晨. 某火电厂双塔双循环烟气脱硫系统优化运行研究[J]. 电力科技与环保, 2020, 36(3):5-5.

[2]杜振张成朱跃. 超低排放机组双塔双循环脱硫系统能耗物耗特性分析[J]. 中国电力, 2022, 55(6):208-214.

[3]侯建勇, 严芳, 王浩,等. 基于因果-模糊层次分析的湿法脱硫系统运行稳定性综合评价[J]. 化工进展, 2022(002):041-041.