CN106362575B - 一种火电厂脱硫喷淋系统及脱硫控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火电厂脱硫喷淋系统，吸收塔内某一层水平设置多根喷淋管。每根喷淋管的进口端设置一个用于调节开度的阀门，喷淋管通过进口端设置的阀门单独控制开闭，每个喷淋管是否通入浆液与其他的喷淋管无关。在喷淋管上设置多个喷嘴；喷淋管通过浆液循环泵输送浆液，并经过喷嘴向外喷出。当烟气中二氧化硫等物质的含量较高时，开启全部的喷淋管，由喷嘴喷射过滤烟气；当烟气中二氧化硫的浓度不高时，降低浆液循环泵的转速，并关闭相应数量的喷淋管，达到与二氧化硫反应要求相符合的状态，浆液的实际喷淋流量能够匹配必须喷淋流量，可以更好地实现节能。本发明提供的火电厂脱硫喷淋控制方法可以实现相同的技术效果。

Description

一种火电厂脱硫喷淋系统及脱硫控制方法

技术领域

本发明涉及火电厂烟气脱硫技术领域，更进一步地涉及一种火电厂脱硫喷淋系统及脱硫控制方法。

背景技术

目前火电厂脱硫吸收塔的浆液循环泵采用工频电源，当脱硫负荷降低时，若继续运行浆液循环泵会浪费大量电能，若停止一台浆液循环泵则无法达到脱硫标准，造成二氧化硫排放超标。为保证脱硫标准，必须持续运行浆液循环泵，存在大马拉小车的情况，耗费大量的电能，不利于节能环保。

传统的FGD(Flue gas desulfurization)烟气脱硫技术广泛地采用石灰石-石膏脱硫工艺，按喷淋空塔设计，主要包括烟气系统、石灰石浆液制备及供应系统、石膏脱水系统、废水处理系统等。其中二氧化硫吸收系统是FGD系统最关键的核心部分。二氧化硫吸收系统包括吸收塔本体、浆液循环泵、喷淋层、氧化风机、除雾器等，浆液循环泵用电量最大，采用大功率大流量的离心泵。

浆液循环泵的工作流量主要受到入口烟气流量、烟气中的二氧化硫浓度、浆液PH值等参数的影响。由于锅炉负荷及燃煤煤质的变化，二氧化硫浓度、浆液PH值常常产生不规律波动，传统的控制方法是整体启停一台浆液循环泵，控制手段粗放，浆液的必须喷淋流量与实际喷淋流量的匹配度较差，电能浪费的现象极为普遍。

发明内容

为发明提供了一种火电厂脱硫喷淋系统及脱硫控制方法，浆液的实际喷淋流量能够匹配必须喷淋流量，可以更好地实现节能。具体方案如下：

一种火电厂脱硫喷淋系统，包括吸收塔，所述吸收塔内水平设置多根喷淋管，每根所述喷淋管的进口端设置一个用于调节开度的阀门，每根所述喷淋管通过所述阀门单独控制开闭；所述喷淋管上设置多个喷嘴；所述喷淋管通过浆液循环泵输送浆液。

可选地，所述喷淋管上垂直于轴线方向设置多根喷淋支管，所述喷淋支管上设置所述喷嘴。

可选地，一根所述喷淋管上的所述喷淋支管交错设置于相邻的所述喷淋管上两个所述喷淋支管之间。

可选地，所述浆液循环泵直接连接于调速电机，通过改变所述调速电机的转速调节所述浆液循环泵的流量；所述调速电机由所述吸收塔的进烟道与出烟道的二氧化硫浓度调节转速。

可选地，所述喷淋管上设置的所述喷嘴倾斜喷射，喷射角度介于100～120度之间。

可选地，靠近所述吸收塔侧壁的所述喷嘴的喷射角度为90度。

可选地，所述吸收塔内设置多层所述喷淋管，相邻的两层所述喷淋管相互平行。

可选地，每根所述喷淋管上设置冲洗管道，控制所述冲洗管道的冲洗水门向所述喷淋管中通入清水。

可选地，所述冲洗水门与所述喷淋管的阀门电动联锁，所述阀门关闭时自动开启所述冲洗水门。

此外，本发明还提供一种火电厂脱硫喷淋控制方法，包括：检测吸收塔进烟道与出烟道的二氧化硫浓度值，当二氧化硫浓度值低于预设值时，降低调速电机的转速，同时关闭所述吸收塔内对应数量的喷淋管。

可选地，当所述喷淋管关闭时，向所述喷淋管内通入清水进行冲洗。

本发明提供了一种火电厂脱硫喷淋系统，设有吸收塔，吸收塔内某层水平设置多根喷淋管，喷淋管中用于通入吸收烟气中有害气体的浆液。每根喷淋管的进口端设置一个用于调节开度的阀门，喷淋管通过进口端设置的阀门单独控制开闭，每个喷淋管是否通入浆液与其他的喷淋管无关。在喷淋管上设置多个喷嘴；喷淋管通过浆液循环泵输送浆液，并经过喷嘴向外喷出。

本发明的脱硫喷淋系统，设置多根相互独立的喷淋管，每根喷淋管能够各自独立地控制开启状态。当烟气中二氧化硫等物质的含量较高时，开启全部的喷淋管，由喷嘴喷射吸收反应过滤烟气中的污染物；当烟气中二氧化硫的浓度不高时，降低浆液循环泵的转速，并关闭相应数量的喷淋管，达到与吸收反应要求相符合的状态，浆液的实际喷淋流量能够匹配必须喷淋流量，可以更好地实现节能。

本发明提供的火电厂脱硫喷淋控制方法可以实现相同的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的火电厂脱硫喷淋系统一种具体的设置结构图；

图2为本发明提供的火电厂脱硫喷淋方法的流程图。

其中：

吸收塔1、喷淋管2、喷淋支管21。

具体实施方式

本发明的核心在于提供一种火电厂脱硫喷淋系统，能够使浆液的实际喷淋流量匹配必须喷淋流量，更好地实现节能。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本申请的火电厂脱硫喷淋系统进行详细的介绍说明。

本发明的火电厂脱硫喷淋系统包括吸收塔1，烟气从吸收塔的进烟道进入，在吸收塔内经过喷淋的吸收溶液将SO₂等有害物质去除，由出烟道排出，完成对烟气的滤除。具体地，在吸收塔1内水平设置多根喷淋管2，每根喷淋管2的进口端设置一个用于调节开度的阀门，每根喷淋管2通过各自设置的阀门单独地控制开闭，每个喷淋管2的开启状态与其他的喷淋管2无关。喷淋管2上设置多个喷嘴，由喷嘴向外喷洒浆液，喷淋管2通过浆液循环泵输送浆液。

本发明的脱硫喷淋系统，设置多根相互独立的喷淋管2，每根喷淋管2能够各自独立地控制开启状态。当烟气中SO₂等物质的含量较高时，开启全部的喷淋管2，由喷嘴喷射过滤烟气；当烟气中二氧化硫的浓度不高时，降低浆液循环泵的转速，并关闭相应数量的喷淋管2，达到与过滤要求相符合的状态，浆液的实际喷淋流量能够匹配必须喷淋流量，可以更好地实现节能。

在此基础上，喷淋管2上垂直于轴线的方向设置多根喷淋支管21，喷淋支管21与喷淋管2连通，在喷淋支管21上设置喷嘴。设置多个喷淋支管21能够使单根喷淋管2的覆盖面积更大。如图1所示，为本发明中吸收塔1的截面图，从图1中可以看出设置的一层喷淋管2。以图1为例，在一种具体的实施方式中，在吸收塔1的其中一层设置九根喷淋管2，从左向右分别以M1～M9表示，九根喷淋管2均匀地排布在吸收塔1中，位于两侧的M1与M9分别布置16个喷嘴，M2与M8分别布置20个喷嘴，M3与M7分别布置25个喷嘴，M4与M6分别布置27个喷嘴，最中间的M5布置28个喷嘴，一共设置有204个喷嘴。覆盖率可以达到432％，每只喷嘴的流量为23.53m³/h，能够有效地将烟气中的有害气体滤除。当然，上述情况仅作为一种具体的设置方式，还可布置为其他的数量，这些具体方式都包含在本发明的保护范围之内。

运行时，M1与M9为两个最侧边的喷淋管2，运行时始终保持开启，另外，相邻的两根喷淋管2不能同时关闭，根据锅炉负荷及出口SO2浓度达到的情况下，调整喷淋管2的运行状态，使吸收塔1达到最经济的运行状态。在上述喷嘴布置情况为例，当机组运行负荷86.3％时可关闭M5；锅炉负荷降至80.4％时可关闭M2与M8；当负荷降至75.5％时可关闭M3与M7；当负荷降至66.7％时，可关闭三M2、M4和M8，最多只能关闭三根喷淋管2。关闭喷淋管2时注意控制浆液循环泵出口压力在129KPa～130KPa的正常范围内，以保证浆液的雾化效果。具体地操作策略与喷淋管2的关闭情况如表1所示：

表1

进一步，一根喷淋管2上的多个喷淋支管21与相邻喷淋管2上的多个喷淋支管21相互交错设置，一根喷淋管2上的一个喷淋支管21交错设置于相邻的喷淋管2上两个喷淋支管21之间，喷淋支管21交错设置可以使浆液喷淋覆盖的面积更大。

浆液循环泵直接连接于调速电机，取消传统的减速机，通过改变调速电机的转速调节浆液循环泵的流量；具体地，利用高压变频调速装置、高压无刷双馈调速电机等高效节能的调速设备，根据实际的流量需求对浆液循环泵的电机频率进行调整，从而实现调速，调节浆液循环泵的浆液输送流量。调速电机由吸收塔1的进烟道与出烟道的SO₂浓度调节转速。分别检测需要滤除的物质在进烟道与出烟道的浓度值，当进烟道的浓度值低于预设值时，关闭对应的喷淋管2，设置多档不同的预设值，浓度值越低，达到对应预设值时，关闭相应数量的喷淋管2。在进烟道与出烟道上分别设置烟气检测器，两个烟气检测器的检测结果相互配合控制浆液循环泵的工作状态。相对于传统的调节方式，将进烟道内原烟气的有害物质含量考虑在内，当原烟气的量突然增大，由进烟道的烟气检测器发出信号，提高浆液循环泵的频率，更快地对烟气量的变化作出调节，以保证烟气过滤的效果，达到前馈控制的目的。将进烟道的前馈作用与出烟道的反馈作用相互结合，从而提前对烟气的变化作出调节，防止烟气未经充分过滤就被排出。

在上述任一方案及其相互组合的基础上，喷淋管2设置的喷嘴倾斜喷射，喷射角度介于100～120度之间，包含两个端点数值，这里所说的度数是喷射边缘的夹角。喷嘴喷射可以使浆液散播到更大的区域内，有助于进一步地提高喷射的覆盖范围。具体地，本发明中采用双向切线空心锥喷嘴，可以沿喷嘴方向的两侧喷射浆液。

靠近吸收塔1侧壁的喷嘴与喷淋管2喷射，其喷射角度为90度，并且靠近吸收塔1侧壁的喷嘴可以只向下单向喷射。若靠近吸收塔1侧壁的喷嘴为大于90度的喷嘴，则必然有部分浆液喷射到吸收塔1的内壁上，不仅降低了吸收的效率，还会对吸收塔1造成腐蚀。在上述设置数量的基础上，总共设置204个喷嘴，内层双向喷嘴的数量为158个，外层单向喷嘴的数量为46个。吸收塔1内设置多层喷淋管2，每层设置多根喷淋管2，相邻的两层的喷淋管2相互平行。

在上述方案的基础上，本发明在每根喷淋管2上设置冲洗管道，控制冲洗管道的冲洗水门向喷淋管2中通入清水。在每根喷淋管2入塔前设置冲洗水门，用于向喷淋管2通入清水，防止某根喷淋管2停运后发生管道或喷嘴阻塞的情况。冲洗水门与喷淋管2的阀门电动联锁，避免人工控制造成间隔时间过长。

本发明还提供一种火电厂脱硫喷淋控制方法，包括：检测吸收塔1进烟道与出烟道的二氧化硫浓度值，当二氧化硫浓度值低于预设值时，降低调速电机的转速，同时关闭吸收塔1内对应数量的喷淋管2。当喷淋管2关闭时，向喷淋管2内通入清水进行冲洗。如图2所示，为本发明提供的火电厂脱硫喷淋控制方法的流程图，执行步骤S1，持续或间隔检测吸收塔1进烟道与出烟道的SO₂浓度；再执行步骤S2，判断SO₂浓度是否低于预设值，若结果为否则保持喷淋管2全开运行，若结果为是则执行步骤S3，降低调速电机的转速，同时关闭相应数量的喷淋管2。

当调速电机的运行频率为38～41Hz时，节电效果明显，运行稳定，脱硫剂石灰石粉充分溶解吸收，降低了发电成本。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种火电厂脱硫喷淋系统，包括吸收塔(1)，其特征在于，所述吸收塔(1)内水平设置多根喷淋管(2)，每根所述喷淋管(2)的进口端设置一个用于调节开度的阀门，每根所述喷淋管(2)通过所述阀门单独控制开闭；所述喷淋管(2)上设置多个喷嘴；所述喷淋管(2)通过浆液循环泵输送浆液；

所述喷淋管(2)上垂直于轴线方向设置多根喷淋支管(21)，所述喷淋支管(21)上设置所述喷嘴。

2.根据权利要求1所述的火电厂脱硫喷淋系统，其特征在于，一根所述喷淋管(2)上的所述喷淋支管(21)交错设置于相邻的所述喷淋管(2)上两个所述喷淋支管(21)之间。

3.根据权利要求2所述的火电厂脱硫喷淋系统，其特征在于，所述浆液循环泵直接连接于调速电机，通过改变所述调速电机的转速调节所述浆液循环泵的流量；所述调速电机由所述吸收塔(1)的进烟道与出烟道的二氧化硫浓度调节转速。

4.根据权利要求1至3任一项所述的火电厂脱硫喷淋系统，其特征在于，所述喷淋管(2)上设置的所述喷嘴倾斜喷射，喷射角度介于100～120度之间。

5.根据权利要求4所述的火电厂脱硫喷淋系统，其特征在于，靠近所述吸收塔(1)侧壁的所述喷嘴的喷射角度为90度。

6.根据权利要求4所述的火电厂脱硫喷淋系统，其特征在于，所述吸收塔(1)内设置多层所述喷淋管(2)，相邻的两层所述喷淋管(2)相互平行。

7.根据权利要求4所述的火电厂脱硫喷淋系统，其特征在于，每根所述喷淋管(2)上设置冲洗管道，控制所述冲洗管道的冲洗水门向所述喷淋管(2)中通入清水。

8.根据权利要求7所述的火电厂脱硫喷淋系统，其特征在于，所述冲洗水门与所述喷淋管(2)的阀门电动联锁，所述阀门关闭时自动开启所述冲洗水门。

9.一种火电厂脱硫喷淋控制方法，其特征在于，包括：检测吸收塔(1)进烟道与出烟道的二氧化硫浓度值，当二氧化硫浓度值低于预设值时，降低调速电机的转速，同时关闭所述吸收塔(1)内对应数量的喷淋管(2)；

所述吸收塔(1)内水平设置多根喷淋管(2)，每根所述喷淋管(2)的进口端设置一个用于调节开度的阀门，每根所述喷淋管(2)通过所述阀门单独控制开闭；所述喷淋管(2)上设置多个喷嘴；所述喷淋管(2)通过浆液循环泵输送浆液；

所述喷淋管(2)上垂直于轴线方向设置多根喷淋支管(21)，所述喷淋支管(21)上设置所述喷嘴。

10.根据权利要求9所述的火电厂脱硫喷淋控制方法，其特征在于，当所述喷淋管(2)关闭时，向所述喷淋管(2)内通入清水进行冲洗。