300MW機(jī)組塔式爐脫硫增效劑的應(yīng)用

王國紅，卜憲伏（銅山華潤電力有限公司，江蘇　徐州　221000）

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300MW機(jī)組塔式爐脫硫增效劑的應(yīng)用

王國紅，卜憲伏
（銅山華潤電力有限公司，江蘇徐州221000）

摘要：濕法煙氣脫硫（Wet Flue Gas Desulfurization， WFGD）是世界上大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的脫硫方法之一。濕法煙氣脫硫工藝投資較高，運行能耗很高，并且隨著國家污染物排放標(biāo)準(zhǔn)要求的提高，部分火電廠出口SO2已經(jīng)達(dá)不到排放要求。脫硫增效劑是一種專業(yè)應(yīng)用于電廠脫硫工藝，能夠提高脫硫效率的化學(xué)藥劑，具有無毒、增效效果明顯并且不會對系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響的優(yōu)點。某300MW機(jī)組為提高脫硫效率并且降低脫硫工藝能耗，使用了英國寶萊爾公司（Polymer Tech.）生產(chǎn)的脫硫增效劑進(jìn)行了試驗，使用增效劑后脫硫效率明顯提高，并且起到了顯著的節(jié)能效果，增效劑的添加對漿液及石膏品質(zhì)無不良副作用，而且未發(fā)現(xiàn)其對系統(tǒng)及設(shè)備有任何不良影響。

關(guān)鍵詞：300MW；塔式爐；脫硫；增效劑；應(yīng)用

1　引言

現(xiàn)在我國的石灰石-石膏濕法煙氣脫硫（WFGD）工藝存在優(yōu)缺點并存的現(xiàn)象，其優(yōu)點主要包括：脫硫技術(shù)成熟、效率高、吸收劑尋找便捷且性價比高以及副產(chǎn)品可利用。缺點主要體現(xiàn)在WFGD的運行普遍存在設(shè)備磨損嚴(yán)重、對煤種硫份的適應(yīng)能力差、吸收塔后續(xù)設(shè)備堵塞結(jié)垢現(xiàn)象嚴(yán)重和高能耗及高運行成本方面。針對GB13223-2011脫硫標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步提高和《關(guān)于執(zhí)行大氣污染物特別排放限值的公告》，大量脫硫裝置在非自愿情況下開展增容改造。脫硫裝置的增容改造花費大量資金且改造時間長，施工周期約長達(dá)6個月，給電廠帶來巨大的經(jīng)濟(jì)及環(huán)保壓力。應(yīng)用脫硫增效劑也可達(dá)到脫硫系統(tǒng)的設(shè)計脫硫效率，一次來降低對原有脫硫設(shè)備開展增容改造該來的經(jīng)濟(jì)及環(huán)保壓力。

專用于石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)的增效劑應(yīng)具備高效、節(jié)能的效果。一般由緩沖劑、活化劑、分散劑、反應(yīng)催化劑配制而成。具備以下效果：有效加強(qiáng)氣-液傳質(zhì)效率；促進(jìn)碳酸鈣表面無定型化程度增加，比表面積增大；改善脫硫塔內(nèi)漿液離子平衡，緩沖漿液pH值；同時產(chǎn)品中的特殊成分對脫硫反應(yīng)起到正向催化作用。由于效率提高顯著，可同比使用前停運一至兩臺漿液循環(huán)泵，起到明顯的節(jié)能降耗作用。

2　脫硫增效劑的應(yīng)用

2.1機(jī)組情況簡介

徐州華潤電力有限公司#1和#4兩臺300MW機(jī)組，為石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)，采用一爐一塔設(shè)置。入口SO2濃度為1000-2000mg/Nm3，出口SO2濃度控制在100mg/Nm3以內(nèi)。機(jī)組吸收塔有效容積約為1200m3。目前執(zhí)行SO2排放標(biāo)準(zhǔn)為：出口SO2濃度低于100mg/Nm3。

2.2試驗前準(zhǔn)備工作

（1）提供石灰石原料的化驗報告，經(jīng)查石灰石質(zhì)量合格。

（2）試驗前檢查除塵器設(shè)備運行正常，達(dá)到設(shè)計除塵效率。

（3）各爐脫硫系統(tǒng)和其公用系統(tǒng)運行正常；各吸收塔漿液嚴(yán)禁向事故漿液箱排放；同時也嚴(yán)禁事故漿液箱向各吸收塔排放漿液；各吸收塔地坑漿液均應(yīng)回流至各吸收塔；脫硫公用區(qū)域地坑漿液通過回收水箱到各吸收塔。

（4）石灰石漿液濃度符合脫硫系統(tǒng)設(shè)計要求。

（5）脫硫系統(tǒng)主要設(shè)備穩(wěn)定運行，如風(fēng)煙系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、石灰石漿液制備系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、廢水系統(tǒng)等。

（6）試驗前FGD主要參數(shù)應(yīng)穩(wěn)定，如吸收塔漿液pH值（4.8—5.4）、漿液密度1130-1180Kg/m3。

（7）脫硫系統(tǒng)DCS系統(tǒng)上所有主要監(jiān)測儀表顯示正常。

（8）檢驗中心為化學(xué)分析工作準(zhǔn)備好設(shè)備和藥品，并安排專人負(fù)責(zé)取樣和分析。

3　試驗過程及結(jié)果

3.1投加過程

（1）加藥試驗從2016年1月19日開始。

（2） 1月19日初次投加將700Kg， POLYTE?4080A 分兩次加入#1、4吸收塔脫硫地坑內(nèi)，通過提升泵打入脫硫塔內(nèi)，地坑的攪拌器保持開啟，確保藥劑的溶解和擴(kuò)散均勻

（3）后續(xù)投加，每天加藥40Kg。

3.2試驗過程

3.2.1減排試驗

#1機(jī)組減排數(shù)據(jù)（摘自運行數(shù)據(jù)）

由表1可見，#1吸收塔添加POLYTE?4080A脫硫增效劑后，在同等工況下，出口SO2減排量約50%左右，減排效果非常顯著。

表1

3.2.2節(jié)能降耗試驗

（1）整個試驗期間#1和#4機(jī)組的節(jié)能效果都有優(yōu)異的表現(xiàn)。試驗期間兩臺機(jī)組入口SO2濃度基本維持在2000mg/m3左右，試驗前后相差不大。試驗期間未出現(xiàn)超標(biāo)排放情況，機(jī)組出口SO2濃度前后基本相當(dāng)。

試驗期間#1#4機(jī)組試驗前基本都是運行三臺漿液循環(huán)泵，甚至運行四臺漿液循環(huán)泵。而在此期間兩機(jī)組循環(huán)泵運行臺數(shù)基本維持在兩臺，只有少數(shù)時間運行三臺循環(huán)泵。

試驗前后#1機(jī)組脫硫系統(tǒng)耗電率下降了約0.25個百分點。#4機(jī)組比#3脫硫系統(tǒng)耗電率同期下降了0.1-0.36個百分點。通過添加脫硫增效劑兩機(jī)組可以長期停運一臺到兩臺漿液循環(huán)泵，明顯降低了脫硫系統(tǒng)的耗電率。

通過上面的對比可以得出如下結(jié)論：添加POLYTE?4080A脫硫增效劑后，脫硫系統(tǒng)脫硫效果明顯優(yōu)于之前未加藥的脫硫效果。兩臺機(jī)組同工況相比，#4機(jī)組可以少運行一到兩臺漿液循環(huán)泵，節(jié)約了廠用電率，增加了上網(wǎng)電量，提高了機(jī)組的備用循環(huán)泵臺數(shù)，使得安全穩(wěn)定運行性能得到了很大提升。

3.2.3低pH試驗

從實驗數(shù)據(jù)可以看出使用添加劑后，在停一臺循環(huán)泵的情況下脫硫系統(tǒng)的的pH均值從之前的5.65下降到5.1，下降了0.55。吸收塔pH值控制在較低水平，減少吸收塔內(nèi)結(jié)垢的風(fēng)險，提高吸收塔漿液的氧化效果，同時還可以提高石灰石的利用率。

3.3試驗結(jié)果

通過上述數(shù)據(jù)對比，添加POLYTE?4080A脫硫增效劑后：

（1）脫硫系統(tǒng)的處理能力大大提高，不停泵的情況下出口SO2濃度下降約50%，效果顯著且作用迅速。

（2）脫硫系統(tǒng)可以長期停運一到兩臺臺漿液循環(huán)泵，節(jié)約廠用電率下降0.1-0.3個百分點，增加上網(wǎng)電量，為電廠帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益。

（3）增加了機(jī)組漿液循環(huán)泵的備用臺數(shù)，降低了運行風(fēng)險。

（4）可降低pH值運行，減少吸收塔內(nèi)結(jié)垢的風(fēng)險，提高吸收塔漿液的氧化效果，同時還可以提高石灰石的利用率。

4　經(jīng)濟(jì)效益分析

（1）通過添加POLYTE?4080A，提高了脫硫系統(tǒng)的脫硫效率，減少SO2排放量，滿足了達(dá)標(biāo)排放要求。加藥后，通過合理調(diào)配循環(huán)泵運行，可以完全避免超標(biāo)情況發(fā)生。且脫硫增效劑POLYTE?4080A對系統(tǒng)燃燒高硫煤的作用效果更好，明顯優(yōu)于其他同類產(chǎn)品。

（2）通過添加POLYTE?4080A可以提高系統(tǒng)裕量，使系統(tǒng)適應(yīng)緩沖能力更強(qiáng)，當(dāng)其他條件（如煤質(zhì)、機(jī)組負(fù)荷等）存在波動時，系統(tǒng)依然可以高效穩(wěn)定運行，增強(qiáng)了運行控制能力。

（3）在負(fù)荷、入口SO2濃度相同的情況下，加藥后相比加藥前可停運一臺甚至兩臺漿液循環(huán)泵，可以降低廠用電率。

在負(fù)荷、入口SO2濃度相同的情況下，加藥后相比加藥前可停運一臺甚至兩臺漿液循環(huán)泵，可以降低廠用電率。

以700KW為例，停運一臺漿液循環(huán)泵一天可節(jié)省電費為：700×24×0.42元=7056元。

一年（按300天運行時間計算），每次機(jī)組（兩臺脫硫塔）加藥0.7噸，單塔藥劑使用量為12.7噸，藥劑費用為20×5.5萬元=69.85萬元；一臺機(jī)組年節(jié)約運行費用為（0.7056×300—69.85）萬元=141.83萬元。

（4）加入增效劑后，脫硫系統(tǒng)對燃煤硫份的波動適應(yīng)性增強(qiáng)，可以適當(dāng)提高燃煤硫份。

（5）停運一臺漿液循環(huán)泵后，系統(tǒng)阻力會相應(yīng)減小，引風(fēng)機(jī)阻力也相應(yīng)減小，引風(fēng)機(jī)開度減小，引風(fēng)機(jī)電流也會有所降低。

（6）脫硫增效劑POLYTE?4080A有增強(qiáng)石灰石溶解的作用，加入增效劑后可以提高石灰石利用率，石灰石粉用量減少。

（7）脫硫增效劑POLYTE?4080A可以增強(qiáng)脫硫塔內(nèi)的漿液氧化效果，對石膏的脫水率有提升，可以提高石膏的品質(zhì)。

（8）脫硫增效劑POLYTE?4080A具有減少系統(tǒng)腐蝕結(jié)垢的作用，在一定程度上能夠改善或緩解系統(tǒng)結(jié)垢的問題，提高設(shè)備備用系數(shù)和減少循環(huán)泵系統(tǒng)的檢修、維護(hù)工作量。

總之，脫硫增效劑POLYTE?4080A的使用有著良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

參考文獻(xiàn)：

［1］陶莉，周艷明，李國永.脫硫添加劑在煙氣系統(tǒng)故障處理中的應(yīng)用［J］.湖南電力，2010（05）: 10-13.

［2］濕法脫硫系統(tǒng)安全運行與節(jié)能降耗［M］.中國電力出版社，2010.

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.11.051

作者簡介：王國紅，男，工程師。