火电厂脱硫经济运行分析

雷鹏程

【摘 要】火电厂是电力生产的重要源头，如何提高火电厂经济性成为各发电管理工作的核心。随着国家对环保工作的日益重视，环境标准也日益提高，对于火电厂烟气脱硫装置的运行维护也提出了更高的要求。提高火电的经济性很大程度上依赖于发电机组的经济运行水平，火电厂有必要认真分析影响发电机组经济运行的所有因素并采取有效对策。

【关键词】半干法法脱硫 安全运行 经济运行

半干法脱硫工艺是指脱硫剂以湿态加入，利用烟气显热蒸发浆液中的水分。在干燥过程中，脱硫剂与烟气中的二氧化硫发生反应，生成干粉状的产物。为了提高脱硫效率，通常采用石灰粉消化制浆作为脱硫剂。

1 300MW循环流化床锅炉运行特点

循环流化床锅炉由于厂用电率、供电煤耗及底渣、飞灰可燃物大等诸多因素使其优越性得不到充分发挥，制约机组经济运行循环流化床锅炉技术是从鼓泡床（沸腾炉）技术的基础上发展起来的一种新型的洁净煤燃烧技术，可以实现煤矸石等低热值燃料的燃烧发电。（1）床温自动控制是循环流化床（CFB）锅炉稳定、经济运行的关键。（2）循环流化床锅炉发电机组保护动作准确可靠，逻辑正确并具有较强的实用性；运行过程中，自动控制系统大幅减少了运行人员的工作量，增加了机组运行的经济性。 基于国内电厂基建现状，多数机组都是在抢工期的情况下投运的，所以留给控制系统研究人员的研究时间几乎没有。循环流化床锅炉热工自动控制，特别是燃烧自动控制方面的问题已成为其进一步推广应用的主要障碍，循环流化床锅炉的运行自动化已成为其走向实用的关键之一。（3）采用循环悬浮式半干法烟气脱硫技术；（4）主要是根据循环流化床锅炉理论， 采用悬浮方式，使吸收剂在吸收塔内悬浮，反复循环，与烟气中的SO2充分接触反应来实现脱硫。但是由于烟气已经经过一次脱硫，其含硫浓度已大大降低，故二级采用半干法脱硫方案即能达到很高的脱硫效率。脱硫系统对锅炉负荷适应性不强，低负荷情况下，脱硫塔内喉口流速降低，脱硫塔内灰循环无法建立，影响脱硫系统运行。（5）循环流化床锅炉的优点之一就是可以实现炉内脱硫。（6）通过给料系统输入炉内的石灰石可以与SO2充分发生焙燃反应，生成硫酸钙，以固体形式排出，达到脱硫的目的。但是，在实际生产过程中，由于煤质达不到要求，含硫量太高，炉内脱硫满足不了新的环保要求，煤在燃烧过程中会产生污染性气体二氧化硫.如果想要对产生的污染气体进行有效的控制，就需要找到工业生产中减少二氧化硫产生的方法.目前，脱硫技术在实际的生产中得到了广泛的应用，循环流化床锅炉炉内脱硫就是一种有效脱硫方法。（7）循环流化床锅炉脱硫及采用煤粉炉加循环半干法脱硫两种方案进行了综合造价、脱硫效率、灰利用、运行管理、改造适配性等进行了比较， 提出了在一些市区的供热电厂，采用低 NO_x 燃烧器的煤粉炉加循环半干法脱硫是一种可接受的配置循环流化床燃烧技术由于具有良好的炉内脱硫性能和很高的燃烧效率等优点得到了广泛应用，但要达到高的脱硫效率则需要较高的Ca/S摩尔比（2.5左右），而且当燃用高硫燃料时，即使增加Ca/S摩尔比也难以达到要求的排放标准。（8）火电厂利用其有限场地寻求一种初投资省、占地少、脱硫效率高、技术成熟可靠、运行成本低的脱硫装置势在必行，循环流化床是近年来在国际上发展起来的新一代高效、低污染清洁燃烧技术，其主要特点在于具有燃料适应性广、负荷调节性能好，灰渣易于综合利用等优点，因此在国际上得到迅速的商业推广，但由于循环流化床锅炉风系统较为复杂，因此其风机的配制相对于煤粉炉而言就更为复杂，其厂用电率相对于煤粉炉而言要大。

2 尾部烟气半干法脱硫技术分析

达到最好的气固紊流混合并不断暴露出未反应的消熟石灰的新表面，同时通过固体物料的多次循环使脱硫剂达到很长的停留时间，大型循环流化床燃烧试验装置和310t/h循环流化床锅炉上进行了燃用高硫燃料的炉内脱硫试验研究。同时利用所获得的脱硫飞灰在小型流化床反应器上研究低温增湿过程的脱硫特性。（1）脱硫工程除消石灰制备系统和压缩空气系统采用三台机组共用外，其它系统为一台机组一套配置，主要包括：烟气系统、预除尘系统、脱硫塔系统、脱硫电除尘器系统、脱硫工艺水系统、物料再循环系统等。脱硫塔是烟气脱硫系统的核心设备，其包括烟气进入口、雾化喷嘴安装口、回料口和仓顶排气接入口、顶部封盖、烟气径向出口、底部排灰斗等，从预除尘器出来的烟气经过脱硫塔排出，在脱硫塔中，增湿雾化水、吸收剂分别从文丘里装置扩散管上端喷入，从脱硫电除尘器返回的脱硫灰返回到中间文丘里管的收缩段出口部分。（2）脱硫系统不运行时，烟气走旁路烟道，在旁路烟道入口处为负压一般在-0130kPa左右，而当一台锅炉与脱硫系统运行时旁路烟道关闭在吸收塔入口处烟道内为正压一般在+0130kPa左右。同时由于锅炉引风机进出口风门关闭不够严密造成少量未脱硫烟气倒流至停运锅炉内，对机组停运炉内检修造成影响。由于含硫量和烟气量有变化，现在的中继仓到脱硫塔的原输送能力不能满足脱硫需要，且FGD装置投入使用后还需要大量的运（3）循环悬浮式半干法烟气脱硫技术是在集成浙大和国外环保公司半干法烟气脱硫技术及国家最新环保要求，经优化、完善后开发的第三代半干法技术。它是在锅炉尾部利用循环流化床技术进行烟气净化，脱除烟气中的大部分酸性气体，使烟气中的有害成分达到排放要求，使塔内的流场更均匀，适用于半干法脱硫装置。（4）火电厂半干法脱硫装置的大量投运，为保证脱硫系统的可靠、稳定运行，对脱硫系统应进行性能检测以评价脱硫系统是否满足设计要求，并且对投运后环境指标和经济指标的实现情况进行评价，燃煤电厂烟气脱硫的现状2010年底我国发电装机容量达到9.5亿kW左右，其中火电为7亿kW，约占73.68%。据统计，截至2010年底，我国80%以上的火电厂均安装了脱硫装置。

3 加强运行管理节能减排保护环境

（1）火力发电企业是用煤量最多的行业，因此，控制火电厂二氧化硫的排放对治理大气污染起着举足轻重的作用，尾部烟气半干法脱硫技术具有运行可靠、脱硫效率高，同时还能脱除部分烟尘的特点，在燃煤电厂烟气脱硫中得到广泛应用。随着脱硫装置的大量投运，燃煤硫分、运行人员操作水平、检修人员技术能力都直接影响着脱硫系统的安全性和经济性。（2）随着电网大容量火电机组的不断投运和现代化管理要求的不断提高，运行管理在火电厂各项管理工作中的重要性显得越来越突出。 （3）近年来，我国烟气治理行业一方面通过设备制造商和环保企业的不懈努力，将环保装置建设单位造价大幅度降低，脱硫脱硝改造单位造价平均在100～150元/千瓦，使得大规模环保建设得以顺利实现。

另一方面随着造价的一降再降，环保设施的一些关键设备的质量水平相比较发达国家还存在差距，性能指标相对较差。现有的大部分脱硫设施是在当时环保标准下建设的，且不论当时建设的性能、可靠性如何，当环保标准提高后，很多重点地区甚至严格于欧美国家，这对电力企业形成巨大的提标减排压力，意味着很多脱硫设施都需要进行提标改造。（4）面对不断趋严的环保要求，火电燃煤机组的节能减排也在加快步伐。近日，广东省燃煤发电机组烟气污染物 “近零排放”示范工程，神华国华惠州热电厂1号机组“近零排放”改造示范工程竣工投产，与此同时，各地地方标准和相关措施也相继出台，对设备提高了环保要求。比如山东省，到目前为止已经制定、实施了21项污染物排放强制性地方标准，14项环保友好型产品标准，严把大气污染物排放关。保要求趋严和政策方面的利好，使得脱硫、脱硝、除尘等行情不断看涨，环保设备发展迎来新的机遇。相关部门有负责人公开表示，大气、水和土壤三大环保行动计划投资需求将超6万亿。未来，大气污染物排放浓度接近或达到燃气轮机组排放限值的燃煤发电机组可能获得电价支持，而且各地也可因地制宜制定税收优惠政策。经济利益上的刺激能够提高电力企业进行节能改造的积极性，促进改造市场真正启动。

4 结语

为适应环境保护，改善大气质量，在现有火电厂利用其有限场地寻求一种投资省，占地少，脱硫效率高，技术成熟可靠，运行成本低的脱硫装置势在必行，当前竞争激烈的市场环境下，火力发电厂需要对脱硫系统的安全、经济运行进行更为精细化的管理，以获取更大的盈利空间，从而保护我们的环境。

参考文献：

[1]DL/T5196-2004.火力发电厂烟气脱硫设计技术规程[S].

[2]张汝松，李志国，刘昌峰.脱硫装置采用钢与混凝土组合湿烟囱探讨[J].电力科技与环保，2011年04期.