火電廠脫硫經濟運行分析

雷鵬程

(陜西新元潔能有限公司,陜西榆林 719400)

火電廠脫硫經濟運行分析

雷鵬程

(陜西新元潔能有限公司,陜西榆林 719400)

火電廠是電力生產的重要源頭,如何提高火電廠經濟性成為各發電管理工作的核心。隨著國家對環保工作的日益重視,環境標準也日益提高,對于火電廠煙氣脫硫裝置的運行維護也提出了更高的要求。提高火電的經濟性很大程度上依賴于發電機組的經濟運行水平,火電廠有必要認真分析影響發電機組經濟運行的所有因素并采取有效對策。

半干法法脫硫 安全運行 經濟運行

半干法脫硫工藝是指脫硫劑以濕態加入，利用煙氣顯熱蒸發漿液中的水分。在干燥過程中，脫硫劑與煙氣中的二氧化硫發生反應，生成干粉狀的產物。為了提高脫硫效率，通常采用石灰粉消化制漿作為脫硫劑。

1 300MW循環流化床鍋爐運行特點

循環流化床鍋爐由于廠用電率、供電煤耗及底渣、飛灰可燃物大等諸多因素使其優越性得不到充分發揮，制約機組經濟運行循環流化床鍋爐技術是從鼓泡床(沸騰爐)技術的基礎上發展起來的一種新型的潔凈煤燃燒技術，可以實現煤矸石等低熱值燃料的燃燒發電。(1)床溫自動控制是循環流化床(CFB)鍋爐穩定、經濟運行的關鍵。(2)循環流化床鍋爐發電機組保護動作準確可靠，邏輯正確并具有較強的實用性;運行過程中，自動控制系統大幅減少了運行人員的工作量，增加了機組運行的經濟性。基于國內電廠基建現狀，多數機組都是在搶工期的情況下投運的，所以留給控制系統研究人員的研究時間幾乎沒有。循環流化床鍋爐熱工自動控制，特別是燃燒自動控制方面的問題已成為其進一步推廣應用的主要障礙，循環流化床鍋爐的運行自動化已成為其走向實用的關鍵之一。(3)采用循環懸浮式半干法煙氣脫硫技術;(4)主要是根據循環流化床鍋爐理論，采用懸浮方式，使吸收劑在吸收塔內懸浮，反復循環，與煙氣中的SO2充分接觸反應來實現脫硫。但是由于煙氣已經經過一次脫硫，其含硫濃度已大大降低，故二級采用半干法脫硫方案即能達到很高的脫硫效率。脫硫系統對鍋爐負荷適應性不強，低負荷情況下，脫硫塔內喉口流速降低，脫硫塔內灰循環無法建立，影響脫硫系統運行。(5)循環流化床鍋爐的優點之一就是可以實現爐內脫硫。(6)通過給料系統輸入爐內的石灰石可以與SO2充分發生焙燃反應，生成硫酸鈣，以固體形式排出，達到脫硫的目的。但是，在實際生產過程中，由于煤質達不到要求，含硫量太高，爐內脫硫滿足不了新的環保要求，煤在燃燒過程中會產生污染性氣體二氧化硫.如果想要對產生的污染氣體進行有效的控制，就需要找到工業生產中減少二氧化硫產生的方法.目前，脫硫技術在實際的生產中得到了廣泛的應用，循環流化床鍋爐爐內脫硫就是一種有效脫硫方法。(7)循環流化床鍋爐脫硫及采用煤粉爐加循環半干法脫硫兩種方案進行了綜合造價、脫硫效率、灰利用、運行管理、改造適配性等進行了比較，提出了在一些市區的供熱電廠，采用低NO_x燃燒器的煤粉爐加循環半干法脫硫是一種可接受的配置循環流化床燃燒技術由于具有良好的爐內脫硫性能和很高的燃燒效率等優點得到了廣泛應用，但要達到高的脫硫效率則需要較高的Ca／S摩爾比(2.5左右)，而且當燃用高硫燃料時，即使增加Ca／S摩爾比也難以達到要求的排放標準。(8)火電廠利用其有限場地尋求一種初投資省、占地少、脫硫效率高、技術成熟可靠、運行成本低的脫硫裝置勢在必行，循環流化床是近年來在國際上發展起來的新一代高效、低污染清潔燃燒技術，其主要特點在于具有燃料適應性廣、負荷調節性能好，灰渣易于綜合利用等優點，因此在國際上得到迅速的商業推廣，但由于循環流化床鍋爐風系統較為復雜，因此其風機的配制相對于煤粉爐而言就更為復雜，其廠用電率相對于煤粉爐而言要大。

2 尾部煙氣半干法脫硫技術分析

達到最好的氣固紊流混合并不斷暴露出未反應的消熟石灰的新表面，同時通過固體物料的多次循環使脫硫劑達到很長的停留時間，大型循環流化床燃燒試驗裝置和310t/h循環流化床鍋爐上進行了燃用高硫燃料的爐內脫硫試驗研究。同時利用所獲得的脫硫飛灰在小型流化床反應器上研究低溫增濕過程的脫硫特性。(1)脫硫工程除消石灰制備系統和壓縮空氣系統采用三臺機組共用外，其它系統為一臺機組一套配置，主要包括:煙氣系統、預除塵系統、脫硫塔系統、脫硫電除塵器系統、脫硫工藝水系統、物料再循環系統等。脫硫塔是煙氣脫硫系統的核心設備，其包括煙氣進入口、霧化噴嘴安裝口、回料口和倉頂排氣接入口、頂部封蓋、煙氣徑向出口、底部排灰斗等，從預除塵器出來的煙氣經過脫硫塔排出，在脫硫塔中，增濕霧化水、吸收劑分別從文丘里裝置擴散管上端噴入，從脫硫電除塵器返回的脫硫灰返回到中間文丘里管的收縮段出口部分。(2)脫硫系統不運行時，煙氣走旁路煙道，在旁路煙道入口處為負壓一般在-0130kPa左右，而當一臺鍋爐與脫硫系統運行時旁路煙道關閉在吸收塔入口處煙道內為正壓一般在+0130kPa左右。同時由于鍋爐引風機進出口風門關閉不夠嚴密造成少量未脫硫煙氣倒流至停運鍋爐內，對機組停運爐內檢修造成影響。由于含硫量和煙氣量有變化，現在的中繼倉到脫硫塔的原輸送能力不能滿足脫硫需要，且FGD裝置投入使用后還需要大量的運(3)循環懸浮式半干法煙氣脫硫技術是在集成浙大和國外環保公司半干法煙氣脫硫技術及國家最新環保要求，經優化、完善后開發的第三代半干法技術。它是在鍋爐尾部利用循環流化床技術進行煙氣凈化，脫除煙氣中的大部分酸性氣體，使煙氣中的有害成分達到排放要求，使塔內的流場更均勻，適用于半干法脫硫裝置。(4)火電廠半干法脫硫裝置的大量投運，為保證脫硫系統的可靠、穩定運行，對脫硫系統應進行性能檢測以評價脫硫系統是否滿足設計要求，并且對投運后環境指標和經濟指標的實現情況進行評價，燃煤電廠煙氣脫硫的現狀2010年底我國發電裝機容量達到9.5億kW左右，其中火電為7億kW，約占73.68%。據統計，截至2010年底，我國80%以上的火電廠均安裝了脫硫裝置。

3 加強運行管理節能減排保護環境

(1)火力發電企業是用煤量最多的行業，因此，控制火電廠二氧化硫的排放對治理大氣污染起著舉足輕重的作用，尾部煙氣半干法脫硫技術具有運行可靠、脫硫效率高，同時還能脫除部分煙塵的特點，在燃煤電廠煙氣脫硫中得到廣泛應用。隨著脫硫裝置的大量投運，燃煤硫分、運行人員操作水平、檢修人員技術能力都直接影響著脫硫系統的安全性和經濟性。(2)隨著電網大容量火電機組的不斷投運和現代化管理要求的不斷提高，運行管理在火電廠各項管理工作中的重要性顯得越來越突出。(3)近年來，我國煙氣治理行業一方面通過設備制造商和環保企業的不懈努力，將環保裝置建設單位造價大幅度降低，脫硫脫硝改造單位造價平均在100～150元/千瓦，使得大規模環保建設得以順利實現。

另一方面隨著造價的一降再降，環保設施的一些關鍵設備的質量水平相比較發達國家還存在差距，性能指標相對較差。現有的大部分脫硫設施是在當時環保標準下建設的，且不論當時建設的性能、可靠性如何，當環保標準提高后，很多重點地區甚至嚴格于歐美國家，這對電力企業形成巨大的提標減排壓力，意味著很多脫硫設

············施都需要進行提標改造。(4)面對不斷趨嚴的環保要求，火電燃煤機組的節能減排也在加快步伐。近日，廣東省燃煤發電機組煙氣污染物“近零排放”示范工程，神華國華惠州熱電廠1號機組“近零排放”改造示范工程竣工投產，與此同時，各地地方標準和相關措施也相繼出臺，對設備提高了環保要求。比如山東省，到目前為止已經制定、實施了21項污染物排放強制性地方標準，14項環保友好型產品標準，嚴把大氣污染物排放關。保要求趨嚴和政策方面的利好，使得脫硫、脫硝、除塵等行情不斷看漲，環保設備發展迎來新的機遇。相關部門有負責人公開表示，大氣、水和土壤三大環保行動計劃投資需求將超6萬億。未來，大氣污染物排放濃度接近或達到燃氣輪機組排放限值的燃煤發電機組可能獲得電價支持，而且各地也可因地制宜制定稅收優惠政策。經濟利益上的刺激能夠提高電力企業進行節能改造的積極性，促進改造市場真正啟動。

4 結語

為適應環境保護，改善大氣質量，在現有火電廠利用其有限場地尋求一種投資省，占地少，脫硫效率高，技術成熟可靠，運行成本低的脫硫裝置勢在必行，當前競爭激烈的市場環境下，火力發電廠需要對脫硫系統的安全、經濟運行進行更為精細化的管理，以獲取更大的盈利空間，從而保護我們的環境。

[1]DL/T5196-2004.火力發電廠煙氣脫硫設計技術規程[S].

[2]張汝松,李志國,劉昌峰.脫硫裝置采用鋼與混凝土組合濕煙囪探討[J].電力科技與環保,2011年04期.