蘇軍劃，沈煜暉，金穎姍，任真

(1.中國華電工程(集團(tuán))有限公司，北京 100035;2.湖北華電黃石發(fā)電股份有限公司，湖北 黃石 435002)

0 引言

在石灰石－石膏濕法煙氣脫硫(FGD)系統(tǒng)的皮帶脫水系統(tǒng)中，石膏漿液先經(jīng)過旋流分離器進(jìn)行一級(jí)脫水，脫水后漿液中石膏的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由20%升至40%～50%，然后石膏旋流器底流落入真空脫水皮帶機(jī)進(jìn)行二級(jí)脫水，從而得到含水率較低的石膏。但在脫水系統(tǒng)運(yùn)行過程中，石膏厚度、真空度等因素會(huì)影響石膏的含水率。如果石膏含水率大于10%，即超過銷售合同規(guī)定，會(huì)導(dǎo)致石膏銷售不暢，只能以堆儲(chǔ)為主，不僅影響脫硫設(shè)備正常運(yùn)行，而且占用土地，對(duì)環(huán)境不利;如果石膏含水率小于10%，會(huì)增加系統(tǒng)的能耗，導(dǎo)致電廠運(yùn)行費(fèi)用增大。因此，如何優(yōu)化皮帶脫水系統(tǒng)，既降低皮帶脫水系統(tǒng)的能耗，又保證石膏的含水率，是確保電廠脫硫設(shè)備安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵所在。本文以湖北華電黃石發(fā)電股份有限公司為試驗(yàn)依托單位，優(yōu)化石灰石－石膏濕法FGD系統(tǒng)的真空皮帶脫水機(jī)運(yùn)行參數(shù)。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)機(jī)組概述

試驗(yàn)在湖北華電黃石發(fā)電股份有限公司300 MW機(jī)組上進(jìn)行，該機(jī)組已建有石灰石－石膏濕法脫硫系統(tǒng)，采用一爐一塔設(shè)計(jì)，不設(shè)置煙氣換熱器(GGH)。設(shè)計(jì)入口煙氣中SO2的質(zhì)量濃度為4 948 mg/m3(6%O2，干基)，脫硫效率不小于96%;石灰石料粉(250目，90%通過)作為原料進(jìn)廠;FGD系統(tǒng)入口煙道為頂出;FGD出口煙道為頂進(jìn);旁路擋板門安裝在原有煙道上并改造相應(yīng)的主煙道。石膏皮帶脫水系統(tǒng)在試驗(yàn)前的運(yùn)行頻率為17 Hz，在此情況下，石膏含水率高于10%，致使電廠石膏堆積，影響出售。

1.2 試驗(yàn)方法

在真空皮帶脫水機(jī)頻率為12～19 Hz的情況下，測(cè)定了相應(yīng)的石膏厚度、石膏含水率以及皮帶脫水機(jī)的線速度等參數(shù)并記錄分散控制系統(tǒng)(DCS)上的石膏厚度以及真空泵電流。由于石膏厚度是不斷變化的，所以取DCS上每分鐘內(nèi)石膏厚度的平均值。石膏含水率參考GB/T 5484—2000《石膏化學(xué)分析方法》進(jìn)行測(cè)定。

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 皮帶脫水機(jī)試驗(yàn)結(jié)果分析

在不同運(yùn)行頻率下，真空皮帶脫水機(jī)運(yùn)行參數(shù)的變化情況見表1。由表1可以看出，皮帶機(jī)運(yùn)行頻率越大，皮帶轉(zhuǎn)速越快，反之亦然。而石膏含水率和皮帶機(jī)運(yùn)行頻率不是簡單的正比或反比關(guān)系。

表1 真空皮帶脫水機(jī)不同運(yùn)行頻率下運(yùn)行參數(shù)

圖1 皮帶機(jī)運(yùn)動(dòng)頻率與石膏厚度、真空度和能耗關(guān)系圖

為了找出真空皮帶脫水機(jī)的最佳運(yùn)行參數(shù)，將石膏厚度、真空度以及脫水系統(tǒng)能耗與皮帶機(jī)運(yùn)行頻率的關(guān)系描繪成曲線，如圖1所示。由圖1可以看出，皮帶機(jī)運(yùn)行頻率和石膏厚度成明顯的反比關(guān)系:皮帶機(jī)運(yùn)行頻率越高，石膏越薄;而皮帶機(jī)運(yùn)行頻率越低，石膏越厚。這是因?yàn)槠C(jī)運(yùn)行頻率越高，皮帶的線速度越大，石膏在皮帶上的停留時(shí)間越短，所以石膏越薄。皮帶機(jī)運(yùn)行頻率和真空度的關(guān)系比較復(fù)雜:皮帶機(jī)運(yùn)行頻率如果太快，石膏就會(huì)很薄，真空度就會(huì)減小;而皮帶機(jī)運(yùn)行頻率如果過慢，石膏太厚，石膏有可能堵在濾布上，真空度也會(huì)減小。所以，皮帶機(jī)運(yùn)行頻率和真空度之間存在最佳匹配值。在該試驗(yàn)條件下，皮帶機(jī)運(yùn)行頻率為14～16 Hz時(shí)，真空度最高。石膏脫水系統(tǒng)的能耗也是影響脫硫系統(tǒng)能耗的一個(gè)重要參數(shù)。脫水系統(tǒng)的能耗是皮帶脫水機(jī)的能耗和真空泵的能耗之和，皮帶脫水機(jī)額定功率只有11 kW，能耗很小，所以，脫水系統(tǒng)的能耗主要是由真空泵能耗決定的。由圖1可知，當(dāng)皮帶機(jī)運(yùn)行頻率在16 Hz以下時(shí)，能耗最低，相應(yīng)的石膏厚度為29mm，石膏的含水率為10%(達(dá)標(biāo))。由以上分析可知，最佳運(yùn)行狀態(tài)為:皮帶機(jī)運(yùn)行頻率，16 Hz;電耗，0.48(kW·h)/t;石膏厚度，29 mm;石膏含水率，10%。

2.2 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，確定湖北華電黃石發(fā)電股份有限公司脫水系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率為16 Hz，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了技術(shù)和經(jīng)濟(jì)分析。湖北華電黃石發(fā)電股份有限公司脫水系統(tǒng)真空皮帶機(jī)原運(yùn)行頻率為17 Hz，經(jīng)過計(jì)算可知，每年可節(jié)約廠用電 864 000 kW·h，按廠內(nèi)電價(jià)0.2元/(kW·h)計(jì)算，每年可節(jié)約電費(fèi)17.3萬元。

3 結(jié)束語

通過對(duì)湖北華電黃石發(fā)電股份有限公司濕法脫硫系統(tǒng)真空皮帶脫水機(jī)運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整，得到真空皮帶機(jī)的最佳運(yùn)行頻率為16 Hz。在此條件下，能耗最低，真空度最高，石膏含水率達(dá)標(biāo)，并且節(jié)能效果明顯。

［1］曾庭華.濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的安全性及優(yōu)化［M］.北京:中國電力出版社，2004.

［2］曹莉莉，楊東，計(jì)永躍.石灰石－石膏濕法脫硫真空皮帶機(jī)脫水效果影響因素研究［J］.中國電力，2005，38(1):73－75.

［3］GB/T 5484—2000，石膏化學(xué)分析方法［S］.