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表2 3号吸收塔降液位CEMS运行参数变化表
保持4号吸收塔浆液密度值1120kg/m3不变,逐渐降低4号吸收塔液位,4号吸收塔各设备运行参数变化值如表3所示,4号吸收塔出口CEMS运行参数变化值如表4所示。
表3 4号吸收塔降液位运行参数变化表
表4 4号吸收塔降液位CEMS运行参数变化表
2.1.1 吸收塔降低液位后参数分析
将3、4号吸收塔液位降低至6.5m后,发现3号吸收塔氧化风机电流由35A降至27A运行,4号吸收塔氧化风机电流由193A降至166A运行,3、4号吸收塔浆液循环泵电流几乎无变化;3、4号吸收塔的氧化风量均增加。虽然吸收塔氧化风机出口压力降低,但通过石膏浆液中亚硫酸钙含量的对比,未见亚硫酸钙含量增加,因此降低吸收塔液位对石膏的生成并无影响,但氧化风机电流有较大幅度降低。
3、4号吸收塔设计(BMCR)烟气量2250Nm3/h,入口SO2含量640mg/Nm3,出口SO2≤200mg/Nm3,通过对吸收塔降液位后吸收塔出口CEMS参数对比,发现对吸收塔入口烟气中SO2的脱除无影响,出口烟气中SO2含量远远小于设计值(参见表2、表4),满足GB 13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》脱硫的要求。
2.1.2 吸收塔降低液位后经济效益分析
3号吸收塔罗茨式氧化风机额定电流41.9A,额定电压6kV额定功率355kV;降液位前实际运行电流35A,流量5.37km3/h,出口压力98kPa,耗电量为
N=1.7321VcosΦ (1)
式中:
N为耗电量;l为氧化风机电流;V为氧化风机电机电源电压;cosΦ为功率因数,cosΦ=0.85。
3号氧化风机降液位前实际运行功率为
N=1.732x35x6x0.85=309kW
3号氧化风机降液位后实际运行功率为(电流按27A计算):
N=1.732x27x6x0.85=238kW
4号吸收塔罗茨式氧化风机额定电流288A额定电压380V额定功率160kV;降液位前实际运行电流193A,流量3.295km3/h,出口压力70kPa。
根据式(1),计算出4号氧化风机降液位前实际运行功率为
N=1.732x193x0.380x0.85=107.97kW
4号氧化风机降液位后实际运行功率为(电流按163 A计算)
N=1.732x163x0.380x0.85=91.18kW
3、4号吸收塔液位降低至6.5m后,3号吸收塔因氧化风机电流的降低每年可节约电量(309-238)x5500=390500kW˙h;
4号吸收塔因氧化风机电流的降低每年可节约电量(107.97-91.18)x5500=92345kW˙h(按机组年运行5500h计算)。
2.2 湿式球磨机单耗优化调整
经过对哈三电厂3、4号机组脱硫制浆系统的参数分析及磨机单耗计算,发现两套制浆系统的磨机在满足设计出力时A磨机和B磨机运行单耗分别为39.5kW˙h/t和38.9kW˙h/t,即存在运行电流偏大、磨机单耗高的问题,需要对两套制浆系统的磨机重新进行钢球装载试验。通过试验确定两台磨机的最佳钢球配比、最佳钢球装载量及经济运行电流,以降低两套制浆系统的磨机单耗。
磨机主要设计参数如表5所示。调整两台湿式磨机钢球装载量前两台湿式球磨机(A、B)运行数据如表6所示。
2.2.1 磨机钢球装载量的计算及钢球直径的选择
钢球装载量计算式为
G=φ˙r˙V (2)
式中:
φ为钢球充填系数;r为钢球堆积比重,r=4.9t/m3;V为磨机筒体有效容积,m3。
钢球直径计算式为
d=(250dm)0.5 (3)
式中:
d为充填钢球直径,mm;
dm为原料颗粒度,mm。
表5 磨机主要设计参数
表6磨机(A、B)运行数据
因石灰石干料粒度必须通过同一规格的上料筛子过滤,石灰石干料粒度直径能够保证在≤20mm,因此无论在磨机试验及还是运行情况下均为≤20mm的石灰石粒径。
用钢球装载量和钢球直径计算公式计算出钢球装载量在15-21.5t,钢球直径40-70mm。根据多次试验结果,选取钢球直径的配比分别为40mm,50mm,60mm,70mm,对应钢球直径加装钢球量占比分别为20%,30%,30%,20%。
2.2.2 调整两台磨机钢球装载量后A,B磨机运行参数变化
调整钢球装载量后,A磨机运行参数如表7所示,A磨机出力、电流、单耗与钢球装载量关系曲线如图1所示。B磨机运行参数如表8所示。B磨机出力、电流、单耗与钢球装载量关系曲线如图2所示。
表7 调整钢球装载量后A磨机运行参数
A磨机出力与钢球装载量关系曲线,2-A磨机电流与钢球装载量关系曲线,3-A磨机单耗与钢球装载量关系曲线
图1 A磨机出力、电流、单耗与钢球装载量关系曲线
表8 调整钢球装载量后B磨机各项运行参数
1-B磨机出力与钢球装载量关系曲线,2-B磨机电流与钢球装载量关系曲线,3-B磨机单耗与钢球装载量关系曲线
图2 B磨机出力、电流、单耗与钢球装载量关系曲线
经过对试验表7、表8、图1、图2分析和对磨机钢球装载量调整前后各项数据对比(见表9),发现A、B两台磨机经调整钢球直径按不同比例混配装载后,钢球装载量减少了2-3t,给料量由原4.2t/h增至4.8t/h,石灰石浆液细度、含固量参数能够达到设计值,磨机电流、单耗明显降低。
表9 磨机钢球装载量调整前后各项数据对照表
2.2.3 磨机A、B调整钢球装载量后经济效益分析
根据式(1)计算出A、B磨机钢球装载量调整后每小时耗电量NA、NB分别为
NA=1.732x16.6x6x0.85=146.63kW
NB=1.732x17.2x6x0.85=151.9kW
磨机单耗为
M=N/t (4)
式中:N为磨机每小时耗电量;t为磨机每小时给料量。
A、B磨机钢球装载量调整后磨机单耗MA、MB分别为
MA=146.63/4.8=30.548(kW˙h)/t
MB=151.9/4.8=31.64(kW˙h)/t
通过上述试验计算结果分析,
A磨机通过调整钢球装载量单耗由39.54(kW˙h)/t降至30.548(kW˙h)/t,单耗降幅为22.7%;按2014年全年消耗石灰石22270t计算,可节约电量190853kW˙h。
B磨机通过调整钢球装载量单耗由38.9(kW˙h)/t降至31.64(kW˙h)/t,单耗降幅为18.76%;按2014年全年消耗石灰石22270t计算,则可节约电量162571kW˙h。
3结论
(1)通过石灰石-石膏湿法烟气脱硫制浆系统磨机降单耗试验,可实现制浆系统在满足制浆系统额定出力及各参数要求的情况下降低制浆系统磨机单耗,实现制浆系统的经济运行。
(2)在石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统喷淋空塔液位满足吸收塔浆液循环泵汽蚀余量要求液位条件下,通过降低吸收塔液位运行,降低吸收塔罗茨式氧化风机的运行电流,实现脱硫系统节电运行。
本文发表于《黑龙江电力》2017年8月 第39卷 第4期作者张义斌,男,高级工程师,从事电厂集控运行管理工作。
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