一种浆液循环系统调节空间计算方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术一种浆液循环系统调节空间计算方法及其装置，该计算方法包括：根据浆液循环管路中各部件的设备尺寸及阻力因数，计算管路压头损失；根据确保喷嘴雾化效果的最小入口压力值，计算管路最小流量值；根据管路进出口处浆液的状态参数、管路压头损失和管路最小流量值，计算泵的最小扬程值；根据泵在其它转速下性能曲线、管路最小流量值和泵的最小扬程值，得出泵的最小转速值；泵最小转速值至额定转速值即为单个管路调节空间；每个管路调节空间之和即为浆液循环系统调节空间。该调节装置包括：在该管路的泵上加装变频器或调速型液力耦合器。本发明专利技术能够指导脱硫浆液循环系统改造，提高湿法脱硫系统运行的安全稳定性、调节灵活性，同时起节能作用。

A Calculating Method and Device for Regulating Space of Slurry Circulation System

【技术实现步骤摘要】
一种浆液循环系统调节空间计算方法及其装置
本专利技术属于湿法脱硫
，具体涉及一种浆液循环系统调节空间计算方法及其装置。
技术介绍
近两年来国内大量燃煤发电机组开始进行灵活性技术改造，并逐渐参与深度调峰，而采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺的烟气脱硫(FGD)系统仍靠传统的浆液循环泵组合运行优化、吸收塔浆液pH值调控等方式进行调节，缺乏迅速调节性能及深度调节性能，故而为了确保脱硫系统稳定运行并避免SO2浓度超标排放，通常会采用较为保守的运行方式，由此导致了能耗偏高的问题。脱硫系统能耗一般随燃煤含硫量占机组发电量的0.5～1.5％左右，极高的可达到2.0％以上，而浆液循环泵作为主要耗电设备，其能耗又占整个脱硫系统能耗的65～76％左右。而通过在浆液循环泵上加装变频器或调速型液力耦合器，对浆液循环管路进行流量调节，从而实现脱硫系统的工艺流程优化和节能降耗。综上所述，现有湿法脱硫系统的浆液循环系统存在以下问题：(1)脱硫系统安全稳定性不足：频繁的大功率泵启停会影响泵的电机寿命、吸收塔液位的稳定以及造成厂内电网的电压波动。(2)脱硫系统灵活性不足：对于参与调峰的煤电机组而言，机组负荷波动比较频繁，脱硫系统较难跟随主机作节能的泵组合优化运行，因为这种调整方式对脱硫效果而言是非线性的，即脱硫系统缺乏随原烟气SO2浓度和机组负荷波动的线性调节性能及迅速调节性能；当机组负荷较低或燃煤含硫量远低于设计煤质含硫量时，即使采用最节能的运行方式，仍有可能把SO2排放浓度压得很低甚至为零，无法充分利用SO2排放浓度压线空间，即脱硫系统缺乏深度调节性能。(3)脱硫系统运行能耗偏高：浆液喷淋量的提高有利于传质性能的强化，从而提高脱硫效率，但脱硫效率随浆液喷淋量的增加而增加的趋势逐渐变缓，即浆液喷淋量大到一定程度后对提高脱硫效率的影响变小，而系统能耗却成比例增加。在超低排放改造后，大多数脱硫系统运行于高脱硫效率区间以满足35mg/Nm3的排放标准，且为了避免工况波动引起的排放超标情况，一般会把净烟气SO2浓度压得比较低，即脱硫系统无法充分利用净烟气SO2浓度压线运行空间，能耗偏高。
技术实现思路
基于以上需求和缺点，本专利技术的目的是提供一种浆液循环系统调节空间计算方法及其装置，以提高湿法脱硫系统运行的安全稳定性、调节灵活性，同时起节能作用。本专利技术采用如下技术方案来实现的：一种浆液循环系统调节装置，包括若干浆液循环管路，每个浆液循环管路按浆液流动方向依次由滤网、蝶阀、泵入口管路、浆液循环泵、泵出口管路和喷嘴连接构成，且滤网设置在泵入口管路与吸收塔的连接处，喷嘴设置在吸收塔内，每个浆液循环管路上的浆液循环泵上加装有变频器或调速型液力耦合器，以实现对浆液循环管路的流量调节。本专利技术进一步的改进在于，原烟气在吸收塔里面与浆液进行脱硫反应后成为净烟气。一种浆液循环系统调节空间计算方法，其特征在于，该方法基于上述一种浆液循环系统调节装置，包括以下步骤：获取浆液循环管路中各部件的设备尺寸及阻力因数；根据所述浆液循环管路中各部件的设备尺寸及阻力因数，计算浆液循环管路压头损失；获取确保喷嘴雾化效果的最小入口压力值；根据所述确保喷嘴雾化效果的最小入口压力值，计算喷嘴最小流量值，进一步地，计算浆液循环管路最小流量值；获取浆液循环管路进出口处浆液的状态参数；根据所述浆液循环管路进出口处浆液的状态参数、所述浆液循环管路压头损失和所述浆液循环管路最小流量值，计算浆液循环泵的最小扬程值；获取浆液循环泵在其它转速下性能曲线；根据所述浆液循环泵在其它转速下性能曲线、所述浆液循环管路最小流量值和所述浆液循环泵的最小扬程值，得出浆液循环泵的最小转速值；所述浆液循环泵最小转速值至额定转速值即为单个浆液循环管路调节空间；所述每个浆液循环管路调节空间之和即为浆液循环系统调节空间。本专利技术进一步的改进在于，根据所述浆液循环管路中各部件的设备尺寸和阻力因数，计算各部件的压头损失，进一步地，计算浆液循环管路压头损失，其计算公式为：Hl＝Hnet+Hvalve+Hnozzle+Hin+Hout式中，Hnet、Hvalve、Hnozzle分别为滤网、蝶阀、喷嘴的局部压头损失，Hin、Hout分别为泵入口管路、泵出口管路的沿程压头损失，ξnet、ξvalve、ξnozzle分别为滤网、蝶阀、喷嘴的局部阻力因数，λin、λout分别为泵入口管路、泵出口管路的沿程阻力因数，vnet、vvalve、vnozzle、vin、vout分别为浆液在滤网、蝶阀、喷嘴及泵入口管路、泵出口管路中的浆液流速，dnet、dvalve、dnozzle、din、dout分别为浆液在滤网、蝶阀、喷嘴及泵入口管路、泵出口管路的截面直径，lin、lout分别为泵入口管路、泵出口管路的长度，Q为浆液循环管路流量，Hl为浆液循环管路压头损失。本专利技术进一步的改进在于，根据所述确保喷嘴雾化效果的最小入口压力值和喷嘴的压力流量关系公式计算可得浆液循环管路最小流量值Qmin。本专利技术进一步的改进在于，根据所述浆液循环管路进出口处浆液的状态参数及伯努利方程，计算浆液循环泵扬程，其计算公式为：即得：式中，H1、H2分别为管路进出口的位置高度，v1、v2分别为管路进出口处的浆液流速，d1、d2分别为管路进出口处的截面直径，p0为大气压力，ρ为浆液密度，g为重力加速度常数，Hp为浆液循环泵扬程。本专利技术进一步的改进在于，根据所述浆液循环管路最小流量值Qmin，代入所述浆液循环管路压头损失公式及所述浆液循环泵扬程公式，可得浆液循环泵最小扬程值Hmin。本专利技术进一步的改进在于，根据所述浆液循环泵在其它转速下性能曲线、所述浆液循环管路最小流量值Qmin和所述浆液循环泵最小扬程值Hmin，当性能曲线穿过点M(Qmin,Hmin)时，其对应的转速即为最小转速值nmin。本专利技术进一步的改进在于，所述浆液循环泵最小转速值nmin至额定转速值n即为单个浆液循环管路调节空间，所述每个浆液循环管路调节空间之和即为浆液循环系统调节空间。本专利技术具有以下有益的技术效果：(1)本专利技术提供了一种浆液循环系统调节空间计算方法，以指导脱硫浆液循环系统改造，提高改造的效果。(2)对于参与调峰的煤电机组而言，机组负荷波动比较频繁，脱硫系统较难跟随主机作节能的泵组合优化运行，因为这种调整方式对脱硫效果而言是非线性的，且频繁的大功率泵启停会影响泵的电机寿命、吸收塔液位的稳定以及造成厂内电网的电压波动，本专利技术的应用提高了脱硫系统的安全稳定性，同时使得脱硫系统具备一定的随原烟气SO2浓度和机组负荷波动的线性调节性能及迅速调节性能。(3)当机组负荷较低或燃煤含硫量远低于设计煤质含硫量时，即使采用最节能的运行方式，仍有可能把SO2排放浓度压得很低甚至为零，无法充分利用SO2排放浓度压线空间，而本专利技术的应用可使脱硫系统具备一定的深度调节性能，能有效降低运行能耗。(4)浆液喷淋量的提高有利于传质性能的强化，从而提高脱硫效率，但脱硫效率随浆液喷淋量的增加而增加的趋势逐渐变缓，即浆液喷淋量大到一定程度后对提高脱硫效率的影响变小，而系统能耗却成比例增加。在超低排放改造后，大多数脱硫系统运行于高脱硫效率区间以满足35mg/Nm3的排放标准，且为了避免工况波动引起的排放超标情况，一般会把净烟气SO2浓度压得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种浆液循环系统调节装置，其特征在于，包括若干浆液循环管路，每个浆液循环管路按浆液流动方向依次由滤网(1)、蝶阀(2)、泵入口管路(3)、浆液循环泵(4)、泵出口管路(5)和喷嘴(6)连接构成，且滤网(1)设置在泵入口管路(3)与吸收塔(8)的连接处，喷嘴(6)设置在吸收塔(8)内，每个浆液循环管路上的浆液循环泵(4)上加装有变频器或调速型液力耦合器，以实现对浆液循环管路的流量调节。

【技术特征摘要】
1.一种浆液循环系统调节装置，其特征在于，包括若干浆液循环管路，每个浆液循环管路按浆液流动方向依次由滤网(1)、蝶阀(2)、泵入口管路(3)、浆液循环泵(4)、泵出口管路(5)和喷嘴(6)连接构成，且滤网(1)设置在泵入口管路(3)与吸收塔(8)的连接处，喷嘴(6)设置在吸收塔(8)内，每个浆液循环管路上的浆液循环泵(4)上加装有变频器或调速型液力耦合器，以实现对浆液循环管路的流量调节。2.根据权利要求1所述的一种浆液循环系统调节装置，其特征在于，原烟气(7)在吸收塔(8)里面与浆液进行脱硫反应后成为净烟气(9)。3.一种浆液循环系统调节空间计算方法，其特征在于，该方法基于权利要求1或2所述的一种浆液循环系统调节装置，包括以下步骤：获取浆液循环管路中各部件的设备尺寸及阻力因数；根据所述浆液循环管路中各部件的设备尺寸及阻力因数，计算浆液循环管路压头损失；获取确保喷嘴(6)雾化效果的最小入口压力值；根据所述确保喷嘴(6)雾化效果的最小入口压力值，计算喷嘴(6)最小流量值，进一步地，计算浆液循环管路最小流量值；获取浆液循环管路进出口处浆液的状态参数；根据所述浆液循环管路进出口处浆液的状态参数、所述浆液循环管路压头损失和所述浆液循环管路最小流量值，计算浆液循环泵(4)的最小扬程值；获取浆液循环泵(4)在其它转速下性能曲线；根据所述浆液循环泵(4)在其它转速下性能曲线、所述浆液循环管路最小流量值和所述浆液循环泵(4)的最小扬程值，得出浆液循环泵(4)的最小转速值；所述浆液循环泵(4)最小转速值至额定转速值即为单个浆液循环管路调节空间；所述每个浆液循环管路调节空间之和即为浆液循环系统调节空间。4.根据权利要求3所述的一种浆液循环系统调节空间计算方法，其特征在于，根据所述浆液循环管路中各部件的设备尺寸和阻力因数，计算各部件的压头损失，进一步地，计算浆液循环管路压头损失，其计算公式为：Hl＝Hnet+Hvalve+Hnozzle+Hin+Hout式中，Hnet、Hvalve、Hnozzle分别为滤网(1)、蝶阀(2)、喷嘴(6)的局部压头损失，Hin、Hout分别为泵入口管路(3)、泵出口管路(5)的沿程压头损失，ξn...

【专利技术属性】
技术研发人员：高沛荣，张宇博，何未雨，王晓乾，马骁骅，杨君，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61