關(guān)于電廠吸收塔循環(huán)漿液泵變頻改造的探索與實施

文_盧如飛 曹操 金華寧能熱電有限公司

金華寧能熱電有限公司3號吸收塔配備有3臺循環(huán)漿液泵，其中2臺循環(huán)漿液泵為利舊設(shè)備，分別為循環(huán)漿液泵B和循環(huán)漿液泵C。其中循環(huán)漿液泵B對應(yīng)吸收塔內(nèi)的第二層噴淋層，電機(jī)功率為132kW,揚程20.58m，遠(yuǎn)大于原有3號塔循環(huán)漿液泵B的設(shè)計（110kW，17.14m）。故存在著較大的節(jié)能空間，循環(huán)漿液泵B變頻改造后可以控制該噴淋層的循環(huán)漿液量及霧化效果，實現(xiàn)二氧化硫排放的精準(zhǔn)控制。

1 變頻改造概述

3號吸收塔循環(huán)漿液泵B變頻改造為不更換電機(jī)的情況下直接增加一套變頻裝置將3號吸收塔由工頻改造為變頻（設(shè)置手動切換開關(guān)），投入費用5.7萬元。項目于2020年10月份改造完成。

2 變頻改造后的霧化效果試驗

3號吸收塔循環(huán)漿液泵B變頻改造完成后，公司組織環(huán)保專業(yè)運行人員對循環(huán)漿液泵變頻改造進(jìn)行了初步的清水試驗。通過清水試驗了解循環(huán)漿液泵B在不同頻率下噴淋層的霧化、壓力情況，最終初步確定循環(huán)漿液泵B的最低運行頻率。

3號吸收塔投入運行后對循環(huán)漿液泵B進(jìn)行了初步的負(fù)載試驗，鍋爐負(fù)荷100t/h，吸收塔入口SO21600～1800mg/Nm3，漿液密度在1060kg/m3左右，pH值在5.8左右。

循環(huán)漿液泵B清水及負(fù)載部分試驗數(shù)據(jù)記錄如表1所示。

結(jié)合清水試驗噴淋層出水情況，發(fā)現(xiàn)循環(huán)漿液泵B頻率設(shè)置在35Hz以下時噴淋層僅處于“冒水”狀態(tài)，噴淋管沒有霧化。在循環(huán)漿液泵B頻率設(shè)置在35Hz狀態(tài)時有明顯水柱噴出，管道壓力為0.065MPa，已基本達(dá)到霧化效果，可以提供部分脫硫能力，故將35Hz頻率設(shè)置為3號吸收塔循環(huán)漿液泵B的最低警戒頻率，循環(huán)漿液泵B運行時不允許低于該值。

表1 循環(huán)漿液泵B清水及負(fù)載部分試驗數(shù)據(jù)表

通過清水試驗與負(fù)載試驗的對比發(fā)現(xiàn)，漿液的密度對循環(huán)漿液泵B的變頻運行存在有一定的影響，該影響隨頻率的增加而更加明顯。

3 變頻改造后對煙氣SO2的影響

在鍋爐負(fù)荷100t/h時，吸收塔入口SO2在1600～1800mg/Nm3，漿液密度在1060kg/m3左右，pH值在5.8左右的情況下對3號吸收塔循環(huán)泵B進(jìn)行了初步的帶負(fù)載試驗，分析變頻改造后循環(huán)泵B對煙氣中SO2的影響，如圖1所示。

圖1 變頻改造后循環(huán)泵B對煙氣中SO2的影響曲線圖

由圖1可知在入口吸收塔入口SO2較為穩(wěn)定的情況下，通過對變頻泵的頻率控制可以實現(xiàn)對煙氣中SO2較為精確的控制。同時，在達(dá)標(biāo)范圍內(nèi)配合合適的變頻頻率，能最大化的節(jié)約循環(huán)泵的電耗，提升節(jié)能空間。

4 變頻改造后的節(jié)能分析

4.1 原工頻狀態(tài)下3號吸收塔循環(huán)漿液泵B的能耗分析

工頻狀態(tài)3號吸收塔循環(huán)漿液泵B由于沒有單獨的計量表，故其運行電耗可通過其運行電流進(jìn)行計算，運行時間按2160h/a（設(shè)備定期切換制度，以每臺爐運行4個月進(jìn)行統(tǒng)計）。

4.2 變頻狀態(tài)下3號吸收塔循環(huán)漿液泵B能耗分析

變頻改造后，3號吸收塔循環(huán)漿液泵B變頻器上新增單獨計量表,計算變頻狀態(tài)下單位平均電耗Q=95233.688/1253.4=76kWh；同等時間情況下計算Q變頻耗電量=76×2160=16.4萬kWh。

4.3 工頻與變頻狀態(tài)下循環(huán)漿液泵B電耗分析

變頻狀態(tài)下循環(huán)漿液泵在相同的運行時間情況下比工頻狀態(tài)可節(jié)約電耗36%，就3號吸收塔而言同等運行時間情況下變頻比工頻能節(jié)約耗電量9.27萬kWh，按0.5108元/kWh計算，每年預(yù)計可節(jié)約4.73萬元電費。

4.4 改變運行方式--循環(huán)漿液泵B長期運行

由于循環(huán)漿液泵B長期運行，A、C泵運行時間相對減少，故將循環(huán)泵漿液泵A、B、C視為一個整體進(jìn)行比較分析。

4.4.1 未改變運行方式時

A泵與C泵均為工頻泵，沒有單獨的計量表故通過平均電流進(jìn)行計算，其中A泵電流取181A，運行時間2160h或1440h；C泵電流208A，運行時間1440h或2160h。

QA=380×180×1.732×0.86×2160（1440h）=22萬kWh（14.6萬kWh）；

QC=380×208×1.732×0.86×1440（2160h）=16.95萬kWh（25.4萬kWh）；

其中QB=Q變頻耗電量=76×2160=16.4萬kWh；

故總電耗Q總=QA+QB+QC=55.35萬kWh（56.4萬kWh）。

4.4.2 改變運行方式后

B泵長期運行，A、C泵定期切換則A，C泵運行時間減少為1440h，B泵運行時間增加為2880h。

QB2=Q變頻耗電量=76×2880=21.89萬kWh；

則總電耗Q總=QA2+QC2+QB2=14.6+16.95+21.89=53.44萬kWh；

若按4個月為一個運行周期，適當(dāng)?shù)难娱L循環(huán)漿液泵B的運行時間（相當(dāng)于減少了其他工頻泵的運行時間），則節(jié)能效果比未延長變頻泵運行時間多節(jié)能1萬～3萬kWh。

5 結(jié)語

3號吸收塔循環(huán)漿液泵B變頻改造前受熱網(wǎng)負(fù)荷影響，鍋爐負(fù)荷晝夜波動較大。改造前需通過頻繁啟停循環(huán)漿液泵來調(diào)控SO2的排放，頻繁啟停大功率泵會影響泵的電機(jī)壽命，變頻改造后可以通過對循環(huán)泵B的變頻調(diào)控進(jìn)行較為靈活及安全的控制。

當(dāng)鍋爐負(fù)荷較低或者燃煤硫份比較低的情況下，即使啟動單臺工頻泵運行，SO2的排放仍有可能會很低甚至是零的狀態(tài)，而通過變頻泵B進(jìn)行調(diào)控，可在有效控制SO2達(dá)標(biāo)的情況下減少運行功率，節(jié)省運行能耗。

漿液噴淋量的提高有利于傳質(zhì)性能的強(qiáng)化，從而提高脫硫效率，但漿液噴淋量大到一定程度后對提高脫硫效率的影響變小，而系統(tǒng)能耗卻成比例增加。3號吸收塔循環(huán)漿液泵B變頻改造使3號脫硫系統(tǒng)能夠充分利用凈煙氣SO2排放濃度壓線運行空間，節(jié)能效果更加明顯。

根據(jù)3號吸收塔循環(huán)漿液泵B一個運行周期內(nèi)能耗數(shù)據(jù)對比，運行可節(jié)約電耗約36%左右，若按4個月為一個運行周期，適當(dāng)?shù)难娱L循環(huán)漿液泵B的運行時間（相當(dāng)于減少了其他工頻泵的運行時間）則節(jié)能效果比未延長時間多節(jié)能1萬～3萬kWh。

通過對3號吸收塔循環(huán)漿液泵B變頻改造，并經(jīng)過運行驗證，改造后節(jié)能效果明顯，預(yù)計1.2a即可收回改造成本。