吸收塔搅拌器与脉冲扰动系统的经济性和运行情况分析
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摘要:本文针对烟气脱硫系统中吸收塔的搅拌系统--脉冲扰动系统和搅拌器的设计特点分别进行了分析,总结了脉冲扰动扰动系统和搅拌器的技术特点及运行的经济性。
关键词:烟气脱硫、脉冲扰动系统、搅拌器
1. 引言
近几年,随着国内火力发电机组湿法烟气脱硫技术的广泛应用,我国的新建电厂大都采用湿法脱硫工艺对锅炉排放烟气进行了处理,SO2气体的排放量得到了有效的控制;湿法脱硫的吸收塔的浆液搅拌系统常用的有脉冲扰动搅拌系统和搅拌器系统,下面就两种搅拌系统的特点及经济性做出分析和比较。
2. 脉冲扰动系统的技术特点
脉冲扰动系统的作用是使吸收塔内浆液充分扰动防止浆液中固体物的沉积并使氧化空气扩散均匀,充分与石膏浆液接触并发生氧化反应,提高石膏产品的品质。
为防止吸收塔浆液中固体物的沉积,设置吸收塔浆液扰动泵对塔内浆液进行扰动,“扰动搅拌”由安装在塔外的泵提供扰动动力,采用带喷嘴的玻璃钢管道代替搅拌器,对吸收塔浆池底部浆液进行扰动。
另外,浆液扰动泵兼作吸收塔排空用。
在FGD停运期间,扰动系统可以停运,尤其是吸收塔辅助设备故障检修时,可不运行扰动搅拌系统,节约电耗。当FGD准备启动运行时,先启动扰动泵,将塔浆池上部的水泵至塔底部进行扰动,待塔底部浆池扰动起来后,切换泵的入口阀门,吸收浆池浆液进行循环扰动。除吸收塔内部件检修维护情况下,均可不需要排空吸收塔浆池。
扰动搅拌系统的独特优点是:
• 在吸收塔浆池内没有机械搅拌机或其它转动部件。
• 在吸收塔底部没有沉积。
• 能耗比采用搅拌机明显降低,在脱硫装置停运时不需要连续运行。
• 增强了装置的可用率和运行安全:可以在吸收塔运行期间更换或修理扰动泵而不干扰脱硫过程,也不需要将吸收塔浆池排空。
• 连续喷入的新鲜的石灰石浆液在浆池内得到了均匀的混合,于是获得更好的Ca/S(钙硫比)。
3. 搅拌器的技术特点
吸收塔浆液搅拌器一般设计为侧进式搅拌器,搅拌器分两层设计,上层搅拌器扩散氧化空气,使石膏浆液充分氧化,保证石膏的产品品质;下层搅拌器搅拌浆液,防止石灰石浆液沉积,保证石灰石浆液的品质及活性。
搅拌器系统由桨叶、轮毂、搅拌轴、机械密封、减速机和电机等组成。
搅拌器的桨叶是搅拌设备的核心部件,吸收塔内的一般采用推进式叶轮。 搅拌设备中电动机输出的动力是通过搅拌轴传递给搅拌器的,因此搅拌轴必须有足够的强度,同时,搅拌轴既要与搅拌器连接,又要穿过轴封装置以及轴承、联轴器等零件、所以搅拌轴还应有合理的结构、较高的加工精度和配合公差。
所有过流部件均采用双相不锈钢或合金钢制作,适用于高浓度氯离子介质,机械密封采用碳化钨可以在无冲洗情况下可靠工作,所有叶片均可拆叶片、装拆方便可靠,适用于腐蚀、磨损的工况要求。独特的导流弧板设计更增加了轴向流量,又减少了腐蚀、使搅拌器搅拌效果增强,叶片使用寿命增加。并且搅拌器具有在线更换机械密封独特结构。
4. 脉冲扰动系统和搅拌器系统的初投资比较
一套脉冲扰动系统包括两台浆液扰动泵、碳钢衬胶管道、阀门、FRP扰动管道、扰动喷嘴等。
一套搅拌器系统包括上下两层搅拌器、冲洗管道等。
表1 300MW机组湿法烟气脱硫脉冲扰动系统和搅拌器系统投资比较表
项目 名称 数量 单价(万元) 金额(万元)
脉冲扰动系统 扰动泵 2 42 84
扰动泵基础 2 2.3 4.6
碳钢衬胶管道 1套 0.7 0.7
阀门 5 2 7.4
FRP扰动管道 1套 16 16
扰动喷嘴 7 0.3 2.1
合计 114.8
搅拌器 搅拌器 4 16 64
冲洗水管 4 0.025 0.1
合计 64.1
从表1的比较结果看,300MW机组湿法脱硫吸收塔搅拌器系统要比扰动系统的初投资节约44%。
5、脉冲扰动系统和搅拌器系统运行经济性分析
搅拌系统采用连续运行方式,运行时间和脱硫系统的可利用时间一致,主要运行费用包括运行电耗、维修等费用。
表2运行电耗比较
序号 项目 单位 数量 功率 合计
1 扰动泵 KW 1 114.2 114.2
2 搅拌器 KW 4 19 76
从表2的比较结果看,300MW机组湿法脱硫吸收塔搅拌器系统要比脉冲扰动系统的运行电耗节约33%。
6. 结束语
脉冲扰动搅拌技术在湿法脱硫系统中都有大量的应用,运行情况良好,能够很好的防止浆液沉积,扩散氧化空气,提高石膏的品质,采用脉冲扰动搅拌技术的吸收塔停机后检验,没有发现吸收塔底部出现固体沉积,但投资和运行成本较高;搅拌器由于投资成本和运行成本较低,在湿法脱硫系统中得到广泛的应用,但采用搅拌器技术的个别机组的吸收塔在停机检修时发现底部中心有死角沉积现象。
参考文献
[1] HJ/T179-2005《火电厂烟气脱硫工程技术规范石灰石/石灰-石膏法》.
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