火電廠濕法脫硫運行經濟性分析探討

文_楊玉萍 宋建峰 王世杰 焦作韓電發電有限公司

1 基本設計情況

1.1 環境條件

焦作市地處中緯度，全境屬溫帶大陸性季風氣候，日照充足，冬冷夏熱、春暖夏涼，四季分明，年平均氣溫12.8～14.8℃,7月最熱，月平均氣溫為27～28℃，1月最冷，月平均氣溫-3～1℃。年平均日照時數為379.4h，年平均降水量600～700mm。

1.1.1 煙氣原始數據(表1)

表1 脫硫入口煙氣參數（單臺爐）

1.1.2 對脫硫除塵系統設計與排放要求（表2）

表2

1.2 石灰石濕法脫硫工藝簡介

1.2.1 脫硫部分主要設計原則

本脫硫工程改造后采用1爐1塔形式。每塔設4層噴淋層，噴淋層采用主管碳鋼襯膠/支管FRP材質，噴嘴材質為碳化硅。每層噴淋層配1臺漿液循環泵，每層噴淋層循環漿液量約為2500 m3/h，共4臺；2臺吸收塔共設3臺氧化風機，每臺氧化風機提供1座吸收塔所需的氧化空氣，兩運一備。所需氧化空氣量為4900Nm3/h，氧化風機采用羅茨風機。每塔設有排漿管，通過電動閥門控制，由石膏漿液泵送往石膏漿液旋流站進行一級脫水。每臺吸收塔設有2臺射流泵。除塵除霧器安裝在吸收塔上部以分離夾帶的霧滴。除塵除霧器霧滴含量低于20mg/Nm3，配備自動沖洗和排水系統。

1.2.2 工藝水系統

脫硫用水從電廠工業水供水系統引接至超凈排放整套裝置,主要用于：真空皮帶脫水機石膏沖洗水；增壓風機、氧化風機和其他設備的冷卻水及密封水；水環式真空泵；石灰石漿液制備用水；吸收塔補給水；除霧器沖洗沖洗用水；所有漿液輸送設備、輸送管路、貯存箱的沖洗水；吸收塔干濕界面沖洗水；氧化空氣管道沖洗水。

系統設置1個工藝水箱，其有效容積按脫硫裝置正常運行1h的最大工藝水耗量設計，工藝水箱采用碳鋼制作。設置2臺工藝水泵，流量為100m3/h,一運一備；3臺除塵除霧器水泵，流量為100m3/h，兩運一備。

為節約用水，設備、管道及箱罐的沖洗水通過地溝至集水坑內重復使用。FGD裝置的漿液管道和漿液泵等，在停運時需要進行沖洗，其沖洗水通過地溝至集水坑循環使用。

1.2.3 脫石膏系統

來自吸收塔的石膏漿液通過石膏漿液泵首先進入石膏旋流站進行一級脫水，其溢流為含固量較低的漿液，自流至兩臺吸收塔；底部為含固量較高的石膏漿液，自流至皮帶脫水機脫水成石膏。經過物料平衡計算，排至主廠的廢水量約為1.82m3/h，含固率不大于1%。廢水排放設置脫硫廢水處理系統。

2 運行中提高經濟性采取的主要措施

2.1 改造膠硫系統用水

將原濕法脫硫系統設計用水改造為涼水塔循環冷卻水和工業水，初期逐步加大循環水用量，經驗證不影響脫硫效果后逐步加大循環水用量，慢慢減少用工業水量。

2.2 減少石粉用量

加強石粉品質過程控制；調整石灰石漿液比重和pH值，提高石粉脫硫利用率；涼水塔循環冷卻水堿度、pH值比工業水高堿度高，隨著利用循環冷卻水越來越多，高堿度的循環水與煙氣中二氧化硫發生反應也相應增加，相應也減少一定的石粉用量。

2.3 加大石膏產出采取措施

加強脫硫系統脫石膏系統管理，并盡可能不讓含石膏廢液通過地溝排放走，提高石膏回收量。針對電袋除塵器布袋泄露影響脫硫效果和石膏產量等問題,及時建議公司更換布袋除塵器布袋，保證了石灰石漿液的正常比重和pH值，使脫石膏漿液指標。

2.4 高硫煤做燃料節約成本

公司原爐內噴鈣工藝只能燃燒低于0.7%以下的煤，煤含硫高根本無法正常生產。改造后，濕法脫硫系統設噴淋層為4層，開噴淋層數不同去除SO2濃度不同，適宜處理不同含二氧化硫量煙氣，最高能夠將含SO2達5000mg/Nm3多的煙氣脫除到超凈要求標準以下。而市場上高低硫價格差異約50元/t左右，經測算，采用高硫煤作為燃料后，能夠節約可觀的購煤資金，產生巨大經濟效益。

3 經濟和環保效益

3.1 2018～2020年濕法脫硫系統創效益運行指標統計（表3）

表3

3.2 經濟效益

3.2.1 節約石粉（與爐內噴鈣工藝比）

濕法脫硫系統運行后，2018～2020年鈣硫摩爾比分別比改造前一年降低了2.02、2.04和2.07，與改造前一年相比3年節約石粉量分別為：2018 年節約石粉量 ：（32.88×10000×1.76%/32）×2.02×100/90%=40589t；2019 年 節 約 石 粉 量：（31.64×10000×1.65%/32）×2.04×100/90%=36617t；2020 年 節 約 石 粉 量：（29.27×10000×1.61%/32）×2.07×100/90%=33871t。以 現價153元 /t計，3年 共 節 約 石 粉：（40589+36617+32973）/10000×153=1686萬元。

3.2.2 節水

2019年5月脫硫用水改造后，濕法脫硫系統用水改為工業水和循環水，與原設計2018年單純用工業水相比，2019年少用工業水11.74萬t，2020年少用工業水19.23萬t，按照現水資源費1.8元/t計，2019～2020年節水：(11.74+19.23）×1.8=56 萬元。

3.2.3 石膏創收

2018～2020年共產石膏7.1719萬t，按5元/t計，石膏可創收：7.1719×5=36萬元。

3.2.4 節約高硫煤

2018～2020年共用高硫燃煤32.88+31.68+29.2=93.76萬t，市場高低硫煤差價50元/t，3年共計4688萬元。

經實際運行測算，燃煤硫每高1%，則每1萬t煤多用石粉400t左右，多耗廠用電約10萬kWh。2018～2020入爐煤平均含硫量1.67%，比改造前平均高1.07%，則3年用高硫煤比用低硫煤多耗石粉量93.76×1.07×400/10000=4.0萬t，多耗電93.76×1.07×10=1003萬 kWh，按照石粉153元/t，電價 0.3879元/kWh計，共多耗資金4.01×153+1003×0.3879=1003萬元。

2018～2020公司通過燃燒高硫煤節約購煤資金扣除燃燒高硫煤多耗石粉及電資金后，共降本資金：4688-1003=3685萬元。

3.3 環保效益

河南省環保稅按照污染物排放當量數征收，每當量收費標準為4.8元，且污染因子排放濃度低于執行標準一半時減半征收，低于執行標準三分之二減免25%環保稅。石灰石濕法脫硫改造后，2018～2020年焦作韓電發電有限公司SO2排放當量數大幅減少，且排放濃度基本都在執行標準的一半以下，初步估算少繳納環保費用50余萬元。

3.4 減排量

焦作韓電發電有限公司脫硫系統改造后2018～2020年煙氣SO2年排放濃度分別比改造前下降47.5mg/Nm3、48.9mg/Nm3、50.9mg/Nm3，與改造前年排放濃度相比，每年減排量分別為 1.4t、11.77t、11.44t。