電廠石灰石濕法煙氣脫硫系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)和運(yùn)行的優(yōu)化及其仿真、試驗(yàn)研究、工程實(shí)踐.pdf

1、隨著國(guó)家環(huán)保政策的重視,火電廠脫硫工程的建設(shè)得到大力發(fā)展?；痣姀S煙氣脫硫系統(tǒng)的建設(shè)投資大,運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高。但在目前電廠脫硫建設(shè)中,存在著重建設(shè)輕運(yùn)行維護(hù)的傾向。對(duì)脫硫裝置的工藝設(shè)計(jì)及運(yùn)行優(yōu)化,缺少全面和深入的研究,造成建造成本的增加以及FGD系統(tǒng)運(yùn)行的電能和脫硫劑的浪費(fèi),同時(shí)在運(yùn)行方面的安全事故也時(shí)有發(fā)生,未達(dá)到FGD建設(shè)的環(huán)保目標(biāo)。因此對(duì)火電廠FGD裝置進(jìn)行優(yōu)化的研究,對(duì)于火電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行,以及充分發(fā)揮FGD系統(tǒng)的環(huán)保作用,具

2、有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文利用試驗(yàn)和仿真的方法對(duì)煙氣脫硫系統(tǒng)的優(yōu)化進(jìn)行全面的研究,并將部分結(jié)果應(yīng)用于工程實(shí)踐。主要研究?jī)?nèi)容包括：
　　 ①回顧典型石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化歷史,對(duì)煙塔合一、取消旁路、取消GGH、取消增壓風(fēng)機(jī)等新型優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹,結(jié)合涉及到的工程實(shí)踐對(duì)工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用進(jìn)行研究。其中煙塔合一、取消增壓風(fēng)機(jī)工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在國(guó)內(nèi)第一個(gè)脫硫工程實(shí)踐中應(yīng)用。這是本文的第一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)。
　　 ②吸收塔是煙氣脫

3、硫系統(tǒng)的核心裝置,要求氣液接觸面積大,氣體的吸收反應(yīng)良好,壓力損失小,并且適用于大容量煙氣處理。吸收塔主要有噴淋塔、填料塔、液柱塔和噴射鼓泡塔等類型。本文以濕法煙氣脫硫塔中應(yīng)用最廣泛的鼓泡塔和噴淋塔為研究對(duì)象,對(duì)塔內(nèi)煙氣與液滴的兩相流動(dòng)的流體動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行研究,通過(guò)CFD仿真數(shù)值計(jì)算得到塔內(nèi)氣液兩相流動(dòng)的三維流動(dòng)規(guī)律,分析在變負(fù)荷工況下,塔內(nèi)速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)分布情況及氣液兩相速度分布和運(yùn)動(dòng)軌跡,通過(guò)對(duì)比分析,得到最佳的吸收塔塔結(jié)構(gòu)和運(yùn)行參

4、數(shù),為脫硫系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供設(shè)計(jì)和運(yùn)行參數(shù)。
　　 ③通過(guò)過(guò)程仿真技術(shù),建立起石灰石/石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)過(guò)程仿真模型,用于開(kāi)發(fā)脫硫仿真系統(tǒng),不僅用于運(yùn)行人員的培訓(xùn),還可以用于事故分析和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性分析。
　　 ④結(jié)合CFD仿真和過(guò)程仿真的優(yōu)勢(shì),本文提出了基于CFD模型和動(dòng)態(tài)模型的協(xié)同仿真方法對(duì)FGD系統(tǒng)進(jìn)行仿真建模,對(duì)吸收塔采用CFD軟件進(jìn)行模擬,其它主要設(shè)備,如煙氣換熱器(GGH)、增壓風(fēng)機(jī)、漿液循環(huán)泵等采用動(dòng)態(tài)過(guò)

5、程模型,從而構(gòu)成一套完整的FGD系統(tǒng)模型。采用協(xié)同仿真方法,可以從FGD整體系統(tǒng)的角度研究吸收塔的優(yōu)化設(shè)計(jì),分析運(yùn)行工況對(duì)FGD性能影響,從而對(duì)運(yùn)行優(yōu)化提出指導(dǎo)性建議。這是本文的第二個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)。
　　 ⑤脫硫塔運(yùn)行中存在的主要問(wèn)題是,當(dāng)吸收塔在機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)良好,但當(dāng)機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí),出現(xiàn)脫硫效率不穩(wěn)定、運(yùn)行狀況波動(dòng)、常常達(dá)不到脫硫預(yù)期效率的問(wèn)題。產(chǎn)生這種問(wèn)題的因?yàn)橹饕怯捎跈C(jī)組降低負(fù)荷后,煙氣量減少,塔內(nèi)入口阻力發(fā)生變化造成進(jìn)

6、入塔內(nèi)的煙速不均勻帶來(lái)的問(wèn)題。鑒于此,本文設(shè)計(jì)并研究了吸收塔入口煙氣整流裝置,分析了其影響因素,并應(yīng)用于工程實(shí)踐。這是本文的第三個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)。
　　 ⑥根據(jù)CFD仿真及過(guò)程仿真取得的研究結(jié)果,針對(duì)實(shí)際機(jī)組的脫硫系統(tǒng),同時(shí)兼顧脫硫性能和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性,采用單位質(zhì)量SO2脫除成本的指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn),在保證環(huán)保要求的前提下,有效地減少能耗和物耗。
　　 ⑦為了便于利用仿真技術(shù)進(jìn)行脫硫系統(tǒng)分析及人員培訓(xùn)研究,本文開(kāi)發(fā)了脫硫一體化仿真軟件