CN212068329U - 一种湿法脱硫节能控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种湿法脱硫节能控制装置，包括吸收塔，所述吸收塔内从上往下依次设有除雾器、多级喷淋层、浆液池；任一级喷淋层上均设置开口朝下的喷嘴；所述的多级喷淋层分别通过通过带浆液循环泵的循环喷淋管道连接至所述浆液池；多级喷淋层中至少一级设置n个分区形成分区喷淋层，n为正整数且≥2，所述的n个分区分别通过循环喷淋管道与浆液池连通，用于控制n个分区分别喷淋。本实用新型的湿法脱硫节能控制装置可以降低运行电耗、节省成本，同时保证烟气处理效率。

Description

一种湿法脱硫节能控制装置

技术领域

本实用新型属于烟气处理技术领域，涉及一种湿法脱硫节能控制装置。

背景技术

我国是世界上最大的煤炭生产国家，也是原煤消费大国。燃煤产生的大气污染物主要有SO₂、NO_X、粉尘等，其中SO₂排放量居世界首位。石灰石- 石膏湿法烟气脱硫技术(W-FGD)是燃煤电厂使用最广泛污染气体控制技术之一。随着电力建设的发展、发电厂装机容量不断增大，湿法脱硫装置配套设备容量也逐渐增大，其耗电量约占机组发电量的1％～1.5％，耗电率占厂用电的比例达到20％。石灰石-石膏湿法脱硫装置亟需节能降耗、智慧运行，在满足环保要求的前提下最大限度的降低耗电量，提高经济效益。

内蒙古某公司2×660MW发电机组烟气脱硫装置采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺，一炉一塔布置，脱硫效率≥99％；其工艺系统包括：石灰石浆液制备系统、烟气系统、SO₂吸收系统、石膏脱水系统、工艺水系统、排放系统、废水处理系统，不设增压风机、不设GHH；其中石灰石浆液制备系统、石膏脱水系统、工艺水系统、废水处理系统为两台机组公用。各辅机及公用系统功率消耗统计如下：

	耗电率(两台机组)	耗电率(一台机组)
			浆液循环泵	76.2％	69.2％
氧化风机	7.4％	6.7％
			湿式球磨机	6.4％	5.8％
公用系统	10％	18.3％

从上表看，在“50355”排放要求的大背景下，脱硫效率的提高、液气比的增加、喷淋层数的增多使浆液循环泵的电能消耗在石灰石-石膏湿法脱硫装置中占有的比重越来越大，其耗电率达到70％以上。因此，喷淋系统的优化、浆液循环泵的智慧节能对脱硫装置的降耗意义重大。

针对上述技术问题，本领域技术人员极有必要提供一种降低运行电耗、节省成本，同时保证烟气处理效率的湿法脱硫节能控制装置。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种降低运行电耗、节省成本，同时保证烟气处理效率的湿法脱硫节能控制装置。

本实用新型的目的是提供一种湿法脱硫节能控制装置，所采用的技术方案如下：

一种湿法脱硫节能控制装置，包括吸收塔，所述吸收塔内从上往下依次设有除雾器、多级喷淋层、浆液池；任一级喷淋层上均设置开口朝下的喷嘴；所述的多级喷淋层分别通过通过带浆液循环泵的循环喷淋管道连接至所述浆液池；多级喷淋层中至少一级设置n个分区形成分区喷淋层，n为正整数且≥ 2，所述的n个分区分别通过循环喷淋管道与浆液池连通，用于控制n个分区分别喷淋。

优选的，对应分区喷淋层的循环喷淋管道上的浆液循环泵设为变频泵；

n个分区分别通过喷淋支路与带变频泵的循环喷淋管道连通，对应各个分区的各喷淋支路上分别设置用于控制是否对相应区分进行喷淋的分区控制阀。

优选的，对应所述分区喷淋层的浆液循环泵包括n个浆液循环分泵，n个浆液循环分泵分别通过循环喷淋管道与n个分区连通。

优选的，所述分区喷淋层包括对应设置在吸收塔内n个分区的n根喷淋主管，在吸收塔内的n根喷淋主管并列排布，任一根喷淋主管上均沿管长间隔设置多根喷淋支管；多根喷淋支管的喷嘴采用下沉式交叉排布；

n根所述的喷淋主管分别通过循环喷淋管道与浆液池连通。

优选的，

所述分区喷淋层包括对应设置在吸收塔外的n根对称的喷淋主管，任一根喷淋主管均通过沿管长间隔设置的多根喷淋支管伸入吸收塔内形成n个分区；多根喷淋支管的喷嘴采用下沉式交叉排布；

n根所述的喷淋主管分别通过循环喷淋管道与浆液池连通。

所述分区喷淋层包括对应设置在吸收塔外的n根对称的喷淋主管，n根喷淋主管分别通过喷淋支管伸入吸收塔内形成n个分区；n根喷淋支管的喷嘴采用下沉式交叉排布；

n根所述的喷淋主管分别通过循环喷淋管道与浆液池连通。

优选的，所述分区喷淋层中任一分区的喷淋覆盖率为150％以上。

优选的，单级分区喷淋层中设置2个分区。

进一步的，该湿法脱硫控制系统还包括脱硫DCS控制系统，所述脱硫 DCS控制系统包括用于监测浆液参数及出、入塔烟气参数的仪表信号采集单元；所述仪表信号采集系统包括用于监测浆液参数的PH计，以及用于监测出、入塔烟气的参数的烟气连续监测单元；所述出、入塔烟气参数包括烟气流量、 SO₂浓度、粉尘浓度；

所述脱硫DCS控制系统与浆液循环泵、变频泵与分区控制阀均电连接，用于控制浆液循环泵的开启数量和/或变频泵的运行频率与分区控制阀的开启数量；或者，所述脱硫DCS控制系统与浆液循环泵、浆液循环分泵均电连接，用于控制浆液循环泵和/或浆液循环分泵的开启数量；使出塔烟气的参数持续低于上限值。

进一步的，该湿法脱硫控制系统还包括氧化风机、供浆泵、石膏排出泵、搅拌装置；

所述氧化风机的出口导通连接吸收塔；所述供浆泵的入口连接石灰石制浆系统，所述供浆泵的出口导通连接至所述吸收塔；所述石膏排出泵入口连接所述吸收塔，所述石膏排出泵出口导通连接至石膏脱水系统；所述吸收塔底部的浆液池内设置搅拌装置。

进一步的，所述供浆泵设为与脱硫DCS控制系统电连接的变频供浆泵。

本实用新型能够带来以下有益效果：

1)本实用新型中，通过对多级喷淋层中的至少1级进行分区，对各分区分别进行喷淋控制，使喷淋层可以实现多级投运层数与n级投运分区数结合的运行方式，可节省湿法脱硫系统的电能。从而，保证烟气处理在达标的前提下节能且高效运行。

2)本实用新型的分区喷淋控制可采用两种设置形式，对应分区喷淋层的 n个区分设置分区控制阀与带变频泵的浆液循环管道连接，或者对应各分区分别设置带流量的较小浆液循环分泵的浆液循环管道；从而，在满足烟气湿法处理达标的前提下，通过调整变频泵的频率和控制喷淋层各分区上的分区控制阀的启停，或者通过浆液循环分泵的开启数量，来实现浆液循环泵的节能运行，使喷淋层可以实现多投运层数与n级投运分区数结合的运行方式，可节省湿法脱硫系统约10～15％的电能、并减少供浆量的使用，更加节省成本。

附图说明

图1为本实用新型湿法脱硫节能控制系统一个实施例的结构示意图(含电路连接)。

图2为本实用新型湿法脱硫节能控制系统另一个实施例的结构示意图(含电路连接)。

图3a为本实用新型分区喷淋层设置A、B分区同时喷淋的一种实施例的示意图。

图3b为图3a中分区A的喷淋示意图。

图3c为图3a中分区B的喷淋示意图。

图4a为本发明分区喷淋层设置A、B分区同时喷淋的另一种实施例的示意图。

图4b为图4a中分区A的喷淋示意图。

图4c为图4a中分区B的喷淋示意图。

附图标号说明：

1-吸收塔；2-氧化风机；3-供浆泵；4-石膏排出泵；5-搅拌装置；

6-浆液循环泵，60-循环喷淋管道，6a-变频泵，6b-浆液循环分泵；

7-喷淋层，7a-分区喷淋层，7aa-喷淋主管，7ab-喷淋支管，70-喷淋支路， 71-喷嘴；

8-分区控制阀；9-除雾器，10-脱硫DCS控制系统。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。

根据本实用新型提供的一种实施例，如图1、2所示，一种湿法脱硫节能控制装置，包括吸收塔1，所述吸收塔1内从上往下依次设有除雾器9、多级喷淋层7、浆液池；任一级喷淋层7上均设置开口朝下的喷嘴71；所述浆液池通过带浆液循环泵6的循环喷淋管道60连接至喷淋层7；

多级喷淋层7中至少一级设置n个分区形成分区喷淋层7a，n为正整数且≥2，所述的n个分区分别通过循环喷淋管道60与浆液池连通，用于控制n 个分区分别喷淋。

本实施例中，通过对多级喷淋层中的至少1级进行分区，对各分区分别进行喷淋控制，使喷淋层可以实现多级投运层数与n级投运分区数结合的运行方式，可节省湿法脱硫系统约10～15％的电能。

作为优选的一实施例，对应分区喷淋层7a的循环喷淋管道60上的浆液循环泵设为变频泵6a，n个分区分别通过喷淋支路70与带变频泵6a的循环喷淋管道60连通，且对应各个分区的各喷淋支路70上分别设置用于控制是否对相应区分进行喷淋的分区控制阀8。

本实施例中采用了浆液循环泵的变频设计结合喷淋层的区分设计，使得本装置在运行中可以根据实际工况选择工频浆液循环泵与分区喷淋的适宜组合开启方式，而不用全部以工频浆液循环泵满功率运转，在保证处理效果的前提下节省了电能。

作为优选的另一实施例，对应所述分区喷淋层7a的浆液循环泵6包括n 个浆液循环分泵6b，n个浆液循环分泵6b分别通过循环喷淋管道60与n个分区连通；因此，所述浆液循环分泵6b的循环流量为所述分区喷淋层最大浆液循环流量的1/n。

本实施例中采用了浆液循环泵的小型化工频设计结合喷淋层的区分设计，比如当分区数设为2时，与之对应的2个浆液循环分泵6b各为50％循环流量的小型工频泵，使得在运行中可以根据实际工况选择大流量浆液循环泵与小流量工频浆液循环分泵分区喷淋的适宜组合开启方式，而不需要全部以大流量的浆液循环泵满功率运转，在保证处理效果的前提下节省了电能。

作为优选的另一实施例，所述分区喷淋层7a包括对应设置在吸收塔1内 n个分区的n根喷淋主管7aa，在吸收塔1内的n根喷淋主管7aa并列排布，任一根喷淋主管7aa上均沿管长间隔设置多根喷淋支管7ab；多根喷淋支管7ab 的喷嘴71采用下沉式交叉排布；n根所述的喷淋主管7aa分别通过循环喷淋管道60与浆液池连通。

本实施例中还可以采用另一种喷淋设置方式，具体的：所述分区喷淋层 7a包括对应设置在吸收塔1外的n根对称的喷淋主管7aa，任一根喷淋主管 7aa均通过沿管长间隔设置的多根喷淋支管7ab伸入吸收塔1内形成n个分区；多根喷淋支管7ab的喷嘴71采用下沉式交叉排布；n根所述的喷淋主管7aa 分别通过循环喷淋管道60与浆液池连通。

从而，本实施例提供了分区喷淋的具体实现方式，通过n根喷淋主管7aa 形成n个分区，每根喷淋主管7aa再通过沿其管长间隔的多根喷淋支管7ab，结合对应多根喷淋支管7ab上设置的下沉式交叉排布的喷嘴71进行喷淋，使各分区同时工作时的喷淋覆盖率更高，以提高烟气处理能力。其中优选的，喷淋支管7ab沿垂直于喷淋主管7aa的方向均匀间隔布置，获得更大的喷淋覆盖率。

更优的，所述喷淋层中任一分区的喷淋覆盖率为150％以上。

从而，各分区同时工作时可以获得多倍的喷淋覆盖率，来保证处理后的烟气达标排放。

作为优选的另一实施例，单级的分区喷淋层7a中设置2个分区。如图3a、 3b、3c或者4a、4b、4c所示，单级分区喷淋层7a设置了两个分区，分别为分区A、分区B。在实际运行中，在保证覆盖率的前提下，根据实际所需的浆液循环量，单级分区喷淋层7a的分区运行既可以开一个分区对应50％的浆液循环量，也可以开启2个分区，对应100％的浆液循环量。通过浆液循环泵6 与分区喷淋层7a中各分区的开启组合，使浆液循环量达到物料平衡的所需量，保证节能运行并能够节省10％的供浆量。

此外，上述实施例中，该湿法脱硫控制装置还包括脱硫DCS控制系统10，所述脱硫DCS控制系统10包括用于监测浆液参数及出、入塔烟气参数的仪表信号采集单元；所述仪表信号采集单元包括用于监测浆液参数的PH计，以及用于监测出、入塔烟气参数的烟气连续监测单元；所述出、入塔烟气参数包括烟气流量、SO₂浓度、粉尘浓度；

所述脱硫DCS控制系统10与浆液循环泵6、变频泵6a与分区控制阀8 均电连接，用于控制浆液循环泵6的开启数量和/或变频泵6a的运行频率与分区控制阀8的开启数量；或者，所述脱硫DCS控制系统10与浆液循环泵6、浆液循环分泵6b均电连接，用于控制浆液循环泵6和/或浆液循环分泵6b的开启数量；使出塔烟气的参数持续低于上限值。

具体的，本实用新型中的脱硫DCS控制系统为湿法脱硫处理常用的仪表控制系统，可采用ABL-PH-201型脱硫DCS控制系统；其中，集成了烟气连续监测单元(CEMS)，包括烟气流量变送器、SO₂浓度检测仪、粉尘浓度监测仪，压力变送器、温度变送器、编码器、各种继电器等可以实现对烟气参数进行监测的各种设备，也可采用和利时、浙大中控，浙江新华等厂商提供的其它能实现烟气脱硫中工艺过程的监测、操控的脱硫DCS控制系统，此处不一一赘述。

更优的，该湿法脱硫控制系统还包括氧化风机2、供浆泵3、石膏排出泵 4、搅拌装置5；

所述氧化风机2的出口导通连接吸收塔1；所述供浆泵3的入口连接石灰石制浆系统，所述供浆泵3的出口导通连接至所述吸收塔1；所述石膏排出泵 4入口连接所述吸收塔1，所述石膏排出泵4出口导通连接至石膏脱水系统；所述吸收塔1底部的浆液池内设置搅拌装置5。

所述供浆泵3设为与脱硫DCS控制系统电连接的变频供浆泵。通过脱硫 DCS控制系统可实现对变频供浆泵频率的调节，以节省供浆量。

本实用新型还提供了一应用例，以国内某电厂单台600MW机组烟气脱硫实际参数为例，该工程现有石灰石-石膏湿法脱硫采用一炉一塔布置，入口烟气量2139010Nm³/h(标、湿、实际氧)，入口SO₂浓度2415mg/Nm³，设计出口 SO₂浓度为35mg/Nm³，脱硫效率≥98.6％，系统设置四层喷淋层，对应浆液循环泵#1～#4，参数如下：

根据本实用新型提供的控制装置，将其中的一层喷淋系统改为分区运行，以#4浆液循环泵为例，改造后的浆液循环泵设置2个分区，2个分区分别采用2台流量较小的浆液循环分泵6b与浆液池循环喷淋连接，分别为#4浆液循环分泵A、#4浆液循环分泵B，参数如下：

当该石灰石-石膏湿法脱硫系统运行时，可根据机组负荷(不同烟气工况) 变化改变浆液循环泵的组合，原系统共有四台泵，可实现组合为15种，但是因每台泵的流量一样，其流量组合一共为4种，为单台浆液循环泵流量的整数倍；但是利用本实用新型的控制装置，可以通过将一台浆液循环泵更换为两台小型流量的浆液循环分泵，对相应的喷淋层进行2级分区，增加了泵的组合，同时增加了流量的组合，可实现泵组合26种，流量组合8种，如下：

当锅炉工况为80％烟气负荷时，通过物料平衡计算及历史数据分析，该工况下需要浆液循环量为28000m³/h，大于三台浆液循环泵运行时的 24900m³/h，小于四台泵运行时的332000m³/h，该工况下只需要开启三台循环层加上#4循环层的一个分区(一个浆液循环分泵)即可以满足循环量要求，每小时节电460Kwh。

利用本实用新型湿法脱硫控制装置进行湿法脱硫处理，能降低总电耗的 10％～15％、总石灰石消耗的10％。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种湿法脱硫节能控制装置，包括吸收塔，所述吸收塔内从上往下依次设有除雾器、多级喷淋层、浆液池；任一级喷淋层上均设置开口朝下的喷嘴；所述的多级喷淋层分别通过通过带浆液循环泵的循环喷淋管道连接至所述浆液池；其特征在于：

所述的多级喷淋层中至少一级设置n个分区形成分区喷淋层，n为正整数且≥2，所述的n个分区分别通过循环喷淋管道与浆液池连通，用于控制n个分区分别喷淋。

2.根据权利要求1所述的湿法脱硫节能控制装置，其特征在于：

对应所述分区喷淋层的循环喷淋管道上的浆液循环泵设为变频泵；

n个分区分别通过喷淋支路与带变频泵的循环喷淋管道连通，对应各个分区的各喷淋支路上分别设置用于控制是否对相应区分进行喷淋的分区控制阀。

3.根据权利要求1所述的湿法脱硫节能控制装置，其特征在于：

对应所述分区喷淋层的浆液循环泵包括n个浆液循环分泵，n个浆液循环分泵分别通过循环喷淋管道与n个分区连通。

4.根据权利要求1所述的湿法脱硫节能控制装置，其特征在于：

所述分区喷淋层包括对应设置在吸收塔内n个分区的n根喷淋主管，在吸收塔内的n根喷淋主管并列排布，任一根喷淋主管上均沿管长间隔设置多根喷淋支管；多根喷淋支管的喷嘴采用下沉式交叉排布；

n根所述的喷淋主管分别通过循环喷淋管道与浆液池连通。

5.根据权利要求1所述的湿法脱硫节能控制装置，其特征在于：

所述分区喷淋层包括对应设置在吸收塔外的n根对称的喷淋主管，任一根喷淋主管均通过沿管长间隔设置的多根喷淋支管伸入吸收塔内形成n个分区；多根喷淋支管的喷嘴采用下沉式交叉排布；

n根所述的喷淋主管分别通过循环喷淋管道与浆液池连通。

6.根据权利要求1所述的湿法脱硫节能控制装置，其特征在于：

所述分区喷淋层中任一分区的喷淋覆盖率为150％以上。

7.根据权利要求1所述的湿法脱硫节能控制装置，其特征在于：

单级分区喷淋层中设置2个分区。

8.根据权利要求2或3所述的湿法脱硫节能控制装置，其特征在于：

该湿法脱硫控制系统还包括脱硫DCS控制系统，所述脱硫DCS控制系统包括用于监测浆液参数及出、入塔烟气参数的仪表信号采集单元；所述仪表信号采集单元包括用于监测浆液参数的PH计，以及用于监测出、入塔烟气的参数的烟气连续监测单元；所述出、入塔烟气参数包括烟气流量、SO₂浓度、粉尘浓度；

所述脱硫DCS控制系统与浆液循环泵、变频泵与分区控制阀均电连接，用于控制浆液循环泵的开启数量和/或变频泵的运行频率与分区控制阀的开启数量；或者，所述脱硫DCS控制系统与浆液循环泵、浆液循环分泵均电连接，用于控制浆液循环泵和/或浆液循环分泵的开启数量；使出塔烟气的参数持续低于上限值。

9.根据权利要求8所述的湿法脱硫节能控制装置，其特征在于：

该湿法脱硫控制系统还包括氧化风机、供浆泵、石膏排出泵、搅拌装置；

所述氧化风机的出口导通连接吸收塔；所述供浆泵的入口连接石灰石制浆系统，所述供浆泵的出口导通连接至所述吸收塔；所述石膏排出泵入口连接所述吸收塔，所述石膏排出泵出口导通连接至石膏脱水系统；所述吸收塔底部的浆液池内设置搅拌装置。

10.根据权利要求9所述的湿法脱硫节能控制装置，其特征在于：

所述供浆泵设为与脱硫DCS控制系统电连接的变频供浆泵。

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