浆液循环泵变频改造方案探讨_位凯娜.pdf

Coal and Chemical Industry煤 炭 与 化 工Coal and Chemical Industry第 46 卷 第 5 期2023 年 5 月Vol.46 No.5May 20230引言随着环境和节能减排政策的要求，火电厂脱硫系统的运行越来越受到重视。目前某企业 2300MW亚临界循环流化床机组工程脱硫装置，在脱硫运行过程中，石灰石-石膏浆液循环量需要根据机组运行负荷、烟气参数的变化进行调整。企业烟气入口 SO2浓度短时间内在 1 000 3 500 mg/Nm3波动，且没有规律性。入口 SO2浓度主要集中在 1 000 1 500 mg/Nm3和 1 500 2 000 mg/Nm3。出口 SO2浓度 5 mg/Nm3的占比高达 55%的，本项目要求出口 SO2浓度 浆液循环泵 ABC 搭配运行脱硫效率。然而运行浆液循环泵 ABD 时出口 SO2浓度过低，造成了能耗的增加，因此有必要对浆液循环泵进行变频改造。变频改造不仅降低能耗同时满足入口 SO2浓度的随机波动。保证出口 SO2浓度既不过低也不出现超标，最终达到节能目的。1.1.2.2现场实际运行电流分析选取在负荷为 250 和 230 MW条件下，开启不同循环泵时现场运行电流数值进行分析。当 4 台浆液循环泵同时运行时，浆液循环泵 A 的运行电流，较运行 3 台或 2 台浆液循环泵时明显降低，说明实际运行过程浆液循环泵 A 被抢流现象较严重，因此浆液循环泵 A 不宜作为变频泵。同流量浆液循环泵中对应喷淋层高度相对较高的浆液循环泵，液气接触时间相对较长吸收效果更好，因此选择浆液循环泵 B 或 D 中的 1 台泵进行改造。浆液循环泵D 对应喷淋层在最顶层，流量较低调频范围较小，节能效果不明显，且在喷嘴背压较低雾化得不到保证时，浆液循环泵 D 对应喷淋层液流会破坏下层喷淋层雾化效果，导致烟气逃逸。而浆液循环泵 B为大流量，大功率泵，选择 B 泵作为调频泵，节能效果优于 D 泵，故建议选择浆液循环泵 B 进行变频改造方案最优。1.1.2.3功率数据分析当频率为 45 Hz与 50 Hz时，1#机组运行轴功率数据见表 1。由表 1 可以看出，变频条件下浆液循环泵 B功率较工频条件下在 4 台泵中差值最大，说明对 B泵进行变频改造节能效果最明显。表 1 1#机组运行轴功率数据Table 1 1#Power data ofunit operatingshaft频率（50 Hz）频率（45 Hz）功率差值A循环泵轴功率/kW506369137B循环泵轴功率/kW574418156C循环泵轴功率/kW454331123D循环泵轴功率/kW507370137项目1202023 年第 5 期1.2变频数据分析现场浆液循环泵 ABD 为常开泵，工艺计算分析此条件下变频数据。（1）在负荷 250 MW，烟气量 950 000 Nm3/h（标态、干基、6%O2），并保证出口 SO2浓度 25mg/Nm3条件下，针对此负荷下不同频率对应不同入口 SO2浓度，浆液循环泵 B 从 40 Hz 变频到 50Hz过程计算数据进行分析比较。在 负 荷 250 MW，保 证 出 口 SO2浓 度 25mg/Nm3的条件下，浆液循环泵 B 变频在 40 Hz 时，只能保证入口 SO2浓度为 2 400 mg/Nm3。随着频率的增加保证入口 SO2浓度值逐渐增加。在 45 Hz时，可以保证入口 SO2浓度为 2 550 mg/Nm3，在频率 47 Hz 时可以保证入口 SO2浓度为 2 650 mg/Nm3的条件。浆液循环泵 B 在工频条件下运行时，可保证入口 SO2浓度为 2 700 mg/Nm3。相同入口 SO2浓度时，变频运行较工频运行循环泵电流明显降低，且可以随时调节频率满足现场入口 SO2浓度波动。频率降低 1 Hz，对应入口 SO2浓度降低 50mg/Nm3，而电流降低 4 A左右。所以，变频改造后运行能耗降低，同时可以提高设备及系统的稳定性和自动化程度。（2）负荷 270 MW，烟气量 982 000 Nm3/h，保证出口 SO2浓度 25 mg/Nm3，针对此工况下不同频率不同入口 SO2浓度，B 泵从 40 Hz 变频到 49Hz条件计算数据进行分析比较。在负荷为 270 MW，保证出口 SO2浓度 25mg/Nm3的条件下，浆液循环泵 B 变频至 40 Hz 时，只能保证入口 SO2浓度 2 400 mg/Nm3的条件。随着频率的增加，入口 SO2浓度值可以逐渐增加。在频率调整至 44 Hz 时，可以保证入口 SO2浓度 2 500mg/Nm3的条件，在频率调整至 49 Hz 时，可以保证入口 SO2浓度 2 600 mg/Nm3的条件。变频运行较工频运行循环泵功率、电流明显降低，且可以随时调节频率以满足现场入口 SO2浓度的随机波动，大大降低了能耗。因此，变频改造后运行能耗明显降低。（3）负荷 290 MW，烟气量 1 030 000 Nm3/h（标态、干基、6%O2）AB（变频）D 泵运行，保证出口 SO2浓度 25 mg/Nm3的条件下，浆液循环泵B 变频在 40 Hz 时，只能保证入口 SO2浓度 2 250mg/Nm3的条件，随着频率的增加可保证入口 SO2浓度值逐渐增加，在 44 Hz 条件下可以保证入口SO2浓度 2 300 mg/Nm3的条件，在频率 48 Hz 时可以保证入口 SO2浓度 2 350 mg/Nm3的条件，循环泵B在工频条件下运行时，可达到入口 SO2浓度 2 400mg/Nm3。变频较工频条件循环泵功率、电流明显降低，且可以随时调节频率满足现场入口 SO2浓度波动。所以，变频改造后运行能耗降低，同时提高设备及系统的稳定性和自动化程度。2不同泵的组合比较分析建议泵的搭配分析探讨，B 泵频率在 45 Hz 条件下，在负荷 300 MW 时，2 100 mg/Nm3 入口SO2浓度 3 000 mg/Nm3，开启 4 台浆液循环泵 AB（45 Hz）CD 即可满足出口 SO2浓度环保排放要求；在负荷 250 MW时，2 800 mg/Nm3 入口 SO2浓度 3 000 mg/Nm3，开启 4 台浆液循环泵 AB（45 Hz）CD 即可满足出口 SO2浓度环保排放要求，2 100mg/Nm3 入口 SO2浓度 2 700 mg/Nm3，开启 3 台浆液循环泵 AB（45 Hz）C/B（45 Hz）CD 即可满足出口 SO2浓度环保排放要求；1 000 mg/Nm3 入口 SO2浓度 1 500 mg/Nm3，开启 2 台浆液循环泵B（45 Hz）C 即可满足出口 SO2浓度环保排放要求；在负荷 150 MW 时，2 800 mg/Nm3 入口 SO2浓度 3 000 mg/Nm3，开启 B（45 Hz）CD/AB（45 Hz）C 即可满足出口 SO2浓度环保排放要求，2 200 mg/Nm3 入口 SO2浓度 2 700 mg/Nm3，开启AB（45 Hz）即可满足出口 SO2浓度环保排放要求，1 000 mg/Nm3 入口 SO2浓度 2 100 mg/Nm3，开启B（45 Hz）C 即可满足出口 SO2浓度环保排放要求。由于设计 pH 为 5.2，而现场实际运行 pH 为5.6 左右，因此在较高 pH 条件下对泵的组合现场可以根据运行情况进行调整。250 MW 负荷 ABD、ABC 和 BCD 频率对应入口 SO2如图 1 所示。由图 1 可以看出，模拟工况 pH 为 5.6 左右，模拟工况曲线在相同负荷条件下浆液循环泵 AB（变频）D 组合效率明显优于浆液循环泵 B（变频）图 1250 M W 负荷 A BD、A BC和 BCD频率对应入口 SO2Fig.1 250 MWload ABD,ABC,BCDfrequencies correspond toinlet SO23 2003 0002 8002 6002 4002 2002 000入口 SO2浓度/(mg Nm3-1)404244464850频率/HzABD入口 SO2浓度/（mg Nm3-1）ABC入口 SO2浓度/（mg Nm3-1）BCD入口 SO2浓度/（mg Nm3-1）（下转第 129 页）位凯娜：浆液循环泵变频改造方案探讨1212023 年第 5 期（上接第 121 页）CD组合，浆液循环泵 B（变频）CD 组合明显优于浆液循环泵 AB（变频）C 组合，同一频率 AB（变频）D 可以保证更高的入口 SO2浓度，适应范围更广。模拟工况运行要优于理论设计计算条件，因此现场实际运行时可调范围更广。3结语针对企业运行中入口 SO2浓度不稳定且变化随机性较强的情况，经过对运行数据及变频计算数据的分析比较，可以得出结论，对浆液循环泵 B 进行变频改造可以达到节能降耗的目的。计算浆液循环泵变频范围为 45 50 Hz，具体变频值可以根据现场实际运行效果实时调整。参考文献：1 冯斌，王锋涛，闫乃明，等.600 MW 燃煤机组脱硫浆液循环泵变频改造及节能优化研究 J.电力科技与环保，2021，37（2）：51-57.2 卢如飞，曹操.关于电厂吸收塔循环浆液泵变频改造的探索与实施J.节能与环保，2021，（12）：57-58.3 白雪川.循环流化床机组降低脱硫系统厂用电率的措施 J.云南水利发电.2021，37（9）：45-50.4 颜磊.火电厂脱硫系统浆液循环泵节能工艺探讨 J.科学技术创新.2019，（37）：36-37.5 闫欢欢.石灰石湿法烟气脱硫对标探讨 J.科学技术创新.2018，（28）：183-184.6 刘黎伟.烟气湿法脱硫浆液循环泵变频改造后对喷淋效果的影响与分析J.科学技术创新，2018，（3）：149-150.7 罗平，程志会.脱硫系统浆液循环泵节能降耗方法研究J.设备管理与维修.2017，（10）：125-126.8 李秀娟.湿法脱硫系统安全运行与节能降耗 J.电力科技与环保.2013，29（1）：53-55.9 郭正朝，赵学斌.湿法脱硫系统中浆液泵的节能改进 J.山西焦煤科技，2012，36（1）：41-43.10 刘黎伟.600 MW 锅炉机组脱硫浆液循环泵变频改造的应用与研究J.水泵技术，2017，（10）：125-126.17 杨卫华，张飞龙，钱敏帆，等.一种 R-3-氨基丁酸的制备方法：CN108374027 AP.2018.08.07.18 吕佳佳.利用重组大肠杆菌生物法制备法尼烯和 R-3-氨基丁酸的研究D.天津：天津大学，2020.19 吴生文，田重威，胡四明，等.一种光学活性的 3 一氨基丁醇和 3-氨基丁酸的制备方法：CN104370755A P.2015-2-25.20 花文起，丁鹏.一种 R-3 一气基丁醇的生产方法：CN1041785334P.2014-11-05.21 Q/CZY019-2017，R-3-氨基丁酸S.22 Q/HBT07-2018.R-3-氨基丁酸S.中国煤炭地质，2018，30（7）：5-9.2 高晓栋.烟煤为原料制备压块活性炭J.化学工程与装备，2020（6）：34-35.3 吴永红，张兵，肖大君.宁夏无烟煤基活性炭的制备及吸附性能研究J.化工新型材料，2015，43（11）：105-107.4 吴宪平，王福平，崔士国.新疆煤基活性炭产业发展前景J.洁净煤技术，2018，24（S1）：95-97.5 吴凡，叶传珍，王敏辉.新疆高惰质组煤基活性炭制备与表征J.煤炭工程，2020，52（12）：163-167.6 姚鑫，杨乾，赵学松，等.FeCl3添加剂作用下煤基压块活性炭的孔结构调控J.洁净煤技术，2020，26（4）：111-118.7 罗化峰，乔元栋，徐青云，等.大同煤温和超临界热溶-炭化耦合转化过程研究J.洁净煤技术，2019，25（1）：142-147.8 李学哲.大同煤质活性炭的研究与进展J.煤炭加工与综合利用，2018（5）：70-73.9 吴超，李强，郑环，等.汽油吸附用煤基活性炭的制备