火电厂脱硫石灰石增效剂应用试验研究

火电厂脱硫石灰石增效剂应用试验研究

颜亦磊

淮浙煤电有限责任公司凤台发电分公司安徽淮南232131

摘要：针对脱硫设施运行不佳，脱硫效率偏低，对脱硫系统进行添加石灰石增效剂试验。试验结果表明，添加石灰石增效剂能够提高脱硫设施的性能，减少浆液循环泵的运行台数，具有良好的节能和减少成本的效果，可广泛应用于火电厂脱硫设施。

关键词：脱硫；石灰石增效剂；脱硫效率

前言

淮浙煤电有限责任公司凤台发电分公司（以下简称凤电）2×600MW机组两套脱硫装置均采用石灰石—石膏湿法全烟气脱硫，脱硫工程由浙江天地环保工程有限公司EPC总承包，采用引进美国巴威技术的石灰石—石膏湿法脱硫装置，一炉一塔配置。设计煤种含硫率0.37%，校核煤种含硫率0.55%。制粉采用二套湿式石灰石磨制系统，经石灰石浆液箱配置成30%浓度的合格浆液，以保证脱硫系统脱硫剂的供应。近十年来，火电厂取得了迅猛的发展[1]，与之配套的脱硫设施也得到了较快的发展，但很多火电厂脱硫设施存在着可靠性差，性能指标不高，厂用电率高、脱硫剂消耗大等问题。凤电投产后由于实际到厂煤种与设计煤种变化大，含硫率较高，脱硫设施超负荷运行，石灰石浆液不断恶化，全开三台浆液循环泵也无法维持脱硫效率大于90%，因此，必须采取措施提高脱硫效率，保证脱硫设施高效稳定运行。

1.脱硫设施运行不佳的原因

火电厂上脱硫项目初始投资大，大部分启动资金需向银行贷款，同时脱硫设施投产之后还要增加很重的运行负担[2]，在脱硫设施招投标过程中采用低价中标原则，为了节约成本，脱硫公司在设计时就没有留有足够的裕量，选用的设备的质量和可靠性也不高，工艺系统的设计和布置存在很多不合理，建筑、安装和调试质量存在问题。

对于设计方面的原因，只能通过技术改造消除缺陷，这受到投入资金和检修停运时间的限制，代价较大，对于运行方面的原因对于运行的原因，可以通过制定运行优化策略，改进运行方式来取得显著的节能降耗的效果。

脱硫设施的运行成本随着运行工况，特别是随着脱硫效率的变化而变化，环保效益和经济效益在一定程度上是相互制约的。因此本文以石灰石脱硫增效剂为对象[3]，通过进行脱硫系统石灰石增效剂添加试验，来研究使用石灰石增效剂是否可提高脱硫系统的性能，判断使用石灰石增效剂后是否可在高负荷或高硫份情况下停运一台浆液循环泵，达到节能、降低脱硫运行成本的目的。

2.试验条件及步骤

2.1DH-8脱硫增效剂简介

此次试验选用DH-8系列石灰石增效剂，主要成份有：CaCO3表面活化剂、反应催化剂、化学隧道形成剂。表面活化剂可以改变固液界面湿润性，提高界面传质效率，反应催化剂能降低反应能，提高反应速度，化学隧道形成剂能形成CaCO3的微球内部化学隧道，将反应从平面推向立体，进一步提高吸收剂利用效率和加快反应速度。

2.2试验条件

（1）试验期间机组负荷的变化范围为550～630MW，每个稳定的负荷工况持续时间不低于4小时。

（2）试验期间各炉煤种配比情况、含硫量、低位发热量相对稳定。

（3）试验期间电除尘器高/低压设备运行正常，各电场全部投入，运行参数维持日常状态，达到设计除尘效率。

（4）每台机组脱硫系统和其公用系统运行正常；旁路档板必须关闭；各吸收塔浆液严禁向事故浆液箱排放；同时也严禁事故浆液箱向各吸收塔排放浆液；各吸收塔地坑浆液均需回流至各吸收塔；脱硫公用区域地坑浆液通过回用水箱到各吸收塔（至各炉流量要均匀）。

（5）试验前FGD主要参数应达到稳定，如吸收塔浆液pH值（5.2～5.6）、吸收塔浆液池内浆液浓度（1120～1150kg/m3）等。试验期间脱硫系统主要设备应稳定运行，如烟风系统、吸收塔系统、石灰石浆液制备系统、石膏脱水系统等。

（6）试验期间需为化学分析工作准备好仪器和药品，并安排专人负责取样和分析。

2.3试验步骤

实际运行中，在稳定负荷4小时以上时，在煤种稳定（含硫量在校核煤种含硫量以内）时，进行石灰石增效剂添加试验。试验在稳定负荷固定煤种情况下进行，分下面几个部分：

（1）保持工况不变，加入石灰石增效剂后脱硫效率变化情况，记录相关数据。

（2）在脱硫小率允许范围内，停运一台浆液循环泵（A/B/C），考察脱硫效率变化情况，记录相关数据。

3.试验结果及分析

3.1#1机组增效剂应用试验

3.1.1空白试验

选定#1机组稳定负荷工况，负荷波动范围为560～630MW，保持进口烟气含硫量1400～1500mg/Nm3，先进行不要增效剂情况下的脱硫系统运行空白试验。空白试验过程中，轮流启停A/B/C三台吸收塔浆液循环泵，记录每个阶段的脱硫效率变化情况，详见表1。

3.1.2加药试验

保持#1机组负荷工况和烟气流量等条件不变，在#1机组脱硫系统中添加石灰石增效剂，石灰石增效剂为固体颗粒物，添加位置为脱硫吸收塔区域浆池，经搅拌器充分搅拌后，用区域浆池泵打到吸收塔内，为保证加入区域浆池的石灰石增效剂尽可能的完全进入吸收塔，需多次从吸收塔排浆再经区域浆池泵打入吸收塔。

第一次石灰石增效剂添加量为脱硫塔内浆液中所含石灰石增效剂浓度600ppm左右。第二次石灰石增效剂添加量为脱硫塔内浆液中所含石灰石增效剂浓度800ppm左右。详见表1。

表1空白试验和加药后脱硫效率随泵组变化情况对比表

由图1、2可以清楚地发现，在机组负荷、燃煤含硫量、浆液循环泵组合等因素相对稳定的条件下，投加石灰石增效剂后，脱硫效率显著提高。脱硫系统在投加石灰石增效剂后，任开两台浆液循环泵，脱硫效率均远远超过90％，稳定运行在95％左右。同时发现脱硫效率随着石灰石增效剂浓度的增长而增长。

3.3节能效益分析

使用石灰石增效剂后，可以实现停运一台630kw的浆液循环泵，按机组每年运行5500小时，电价0.408元/kwh计算，一台泵停运一年能节省141万元。一年石灰石增效剂的使用费用为48万元.由此可知，使用石灰石增效剂后，仅停运一台浆液循环泵产生的电费，就可以为电厂每年节省93万元。

4结束语

（1）脱硫系统添加石灰石增效剂后，系统的脱硫能力得到了显著提高，原来必须运行3台泵的脱硫系统，可以停运一台泵，节能降耗效益十分明显。

（2）通过对使用石灰石增效剂的成本计算，两台机组每年节省成本180多万元，具有很好的应用和推广效果。

（3）由于火电厂使用增效剂时间较短，长时间使用增效剂及对应的脱硫效率的对应关系，增效剂在不同硫份、不同负荷工况下与脱硫效率的相应关系，以及使用增效剂后对石膏品质、废水水质及脱硫设施其他参数的长期影响还需进一步试验研究。

参考文献：

[1]石在玉火电厂脱硫存在问题及工艺选择方式探讨[J]。上海电力，2008（3）：：38-240。

[2]陈绍敏湿式石灰石—石膏法脱硫运行中存在的问题分析与研究[J]。重庆电力高等专科学校学报，2002（6）19-23。

[3]张东平，李乾军，刘献锋，张方增效剂对电厂脱硫装置性能影响的试验研究[J]。华东电力，2010（9）1440-1443。

作者简介：

颜亦磊，1983年2月出生，男，本科，助理工程师，从事火电厂化学环保管理工作。