原煙氣SO2濃度與燃煤硫分的關系初探

一般燃煤硫分越高，則原煙氣SO2濃度就會越高；燃煤發熱量越高，則原煙氣中SO2濃度越低。不僅在脫硫系統設計時，在運行分析中也會經常需要遇到這類問題：原煙氣SO2濃度與入爐煤硫分之間的關系到底是怎樣？能否找出兩者之間的簡便經驗公式？鑒于此對某廠某臺鍋爐的原煙氣SO2濃度、燃煤硫分及發熱量等數據進行了統計分析，以期找到答案。

1 常用的煙氣SO2濃度計算公式

FGD 設計時常采用的公式。我國脫硫系統設計時常采用公式(1)為Mso2=2×Ks×Bg×(1-ηpre/100)×(1-q4/100)×Sar/100，式中Mso2為脫硫前煙氣SO2排放量，t/h；Ks為煤燃燒過程中硫轉化為SO2的比例，一般取0.9；Bg為鍋爐BMCR 負荷時的燃煤量，t/h；ηpre為除塵器的脫硫效率，干式除塵器取0；q4為鍋爐機械不完全燃燒熱損失，%；Sar為燃煤收到基硫分，%。在實際運行中，燃煤量、煙氣量兩項參數不易測量準確，影響了該公式的使用。

煙氣SO2濃度與燃煤硫分之間的公式。美國常根據煤的高位發熱量及硫分來計算SO2排放量，經單位換算后，該公式(2)為SO2=5.732×S×104/HHV，式中SO2為脫硫前煙氣SO2排放量，mg/Nm3；S為煤的含硫量，%；HHV為煤的高位發熱量，Mj/kg。此公式是假定煤種的硫100%轉化為SO2，實際上，由于各種原因煤中硫的轉化率只有約96%。另外由于鍋爐爐型多樣，此公式能否直接使用、是否需要進行修正，需進行檢驗才能確定。

2 數據統計分析

2.1 試驗數據收集前的準備及說明

考慮到煤從采樣到燃燒有約8小時的時延，一般電廠每天有3次入爐煤采樣，本文在選擇煙氣SO2濃度與硫分的對應關系時已消除時滯影響，確保參數對應正確；為便于分析，選用了1個月的數據，且數據取樣周期以天為單位；因電廠入爐煤采樣以一期兩臺爐為一個單元進行取樣分析，為避免不必要的誤差，選擇在一期單機運行時進行數據收集；選用鍋爐型號為DG1025/18.2-Ⅱ12，Π型布置、四角切圓燃燒、倉儲式鋼球磨制粉系統、固態機械排渣，采用三分倉回轉式空預器。

2.2 試驗數據匯總

見表1原煙氣SO2濃度、燃煤高位發熱量、硫分匯總表。

2.3 試驗數據分析

從表1可以得出如下信息：利用公式（2），即根據燃煤高位發熱量、原煙氣SO2濃度計算出的燃煤硫分與實測值之間存在一定的偏差，兩組硫分數據的算術平均值分別為0.416與0.456，標準方差為0.101。

對公式（2）進行修正，得到公式（3）S=HHV×SO2/57320×1.1，式中1.1為修正系數。利用此公式計算硫分后與實測硫分進行比較，兩組數據的算術平均值分別為0.457、0.456，標準方差為0.095。與修正前相比，本公式的均值與測量值基本相等，標準方差也更小，更接近實際。

置信區間。當取置信水平為0.95時，利用公式（3）計算硫分的置信區間為即

表1 原煙氣SO2濃度、燃煤高位發熱量、硫分匯總表

表2 8月份燃煤硫分與實際測量值比較

3 利用原煙氣SO2濃度預估燃煤硫分

因煤的取樣不是連續的，而原煙氣SO2濃度是連續測量的，且準確度較高，實際運行中煤的發熱量在短期內一般變化不大，這就為利用煙氣SO2濃度預估燃煤硫分創造了條件。分析表1中原煙氣SO2濃度與燃煤計算硫分之間的關系（圖1）。

該回歸直線的確定系數R2=0.9339,較接近1，說明擬合程度良好。為進一步驗證，利用該回歸直線估算8月份的燃煤硫分并與實際測量值進行比較（表2）。可以看出，在不考慮燃煤發熱量的情況下，直接利用回歸直線方程，通過原煙氣SO2濃度來計算燃煤硫分，與實際測量值稍有偏差，月均值偏差為0.06，標準方差為0.123。粗略的講，回歸直線方程式S=0.0004×SO2不失為一種簡單快捷估算硫分的方法。

圖1 原煙氣SO2與硫分的關系曲線

4 結語

簡要分析了近一個月的脫硫相關數據，試圖找出原煙氣SO2濃度與燃煤硫分的關系。我們認為，在鍋爐型式已確定、燃煤發熱量變化不大的情況下，可以通過簡易公式，利用原煙氣SO2濃度估算燃煤硫分，希望這一思路能為電廠脫硫運行提供一點參考。