火电厂湿法脱硫运行经济性分析探讨

文_杨玉萍 宋建峰 王世杰 焦作韩电发电有限公司

1 基本设计情况

1.1 环境条件

焦作市地处中纬度，全境属温带大陆性季风气候，日照充足，冬冷夏热、春暖夏凉，四季分明，年平均气温12.8～14.8℃,7月最热，月平均气温为27～28℃，1月最冷，月平均气温-3～1℃。年平均日照时数为379.4h，年平均降水量600～700mm。

1.1.1 烟气原始数据(表1)

表1 脱硫入口烟气参数（单台炉）

1.1.2 对脱硫除尘系统设计与排放要求（表2）

表2

1.2 石灰石湿法脱硫工艺简介

1.2.1 脱硫部分主要设计原则

本脱硫工程改造后采用1炉1塔形式。每塔设4层喷淋层，喷淋层采用主管碳钢衬胶/支管FRP材质，喷嘴材质为碳化硅。每层喷淋层配1台浆液循环泵，每层喷淋层循环浆液量约为2500 m3/h，共4台；2台吸收塔共设3台氧化风机，每台氧化风机提供1座吸收塔所需的氧化空气，两运一备。所需氧化空气量为4900Nm3/h，氧化风机采用罗茨风机。每塔设有排浆管，通过电动阀门控制，由石膏浆液泵送往石膏浆液旋流站进行一级脱水。每台吸收塔设有2台射流泵。除尘除雾器安装在吸收塔上部以分离夹带的雾滴。除尘除雾器雾滴含量低于20mg/Nm3，配备自动冲洗和排水系统。

1.2.2 工艺水系统

脱硫用水从电厂工业水供水系统引接至超净排放整套装置,主要用于：真空皮带脱水机石膏冲洗水；增压风机、氧化风机和其他设备的冷却水及密封水；水环式真空泵；石灰石浆液制备用水；吸收塔补给水；除雾器冲洗冲洗用水；所有浆液输送设备、输送管路、贮存箱的冲洗水；吸收塔干湿界面冲洗水；氧化空气管道冲洗水。

系统设置1个工艺水箱，其有效容积按脱硫装置正常运行1h的最大工艺水耗量设计，工艺水箱采用碳钢制作。设置2台工艺水泵，流量为100m3/h,一运一备；3台除尘除雾器水泵，流量为100m3/h，两运一备。

为节约用水，设备、管道及箱罐的冲洗水通过地沟至集水坑内重复使用。FGD装置的浆液管道和浆液泵等，在停运时需要进行冲洗，其冲洗水通过地沟至集水坑循环使用。

1.2.3 脱石膏系统

来自吸收塔的石膏浆液通过石膏浆液泵首先进入石膏旋流站进行一级脱水，其溢流为含固量较低的浆液，自流至两台吸收塔；底部为含固量较高的石膏浆液，自流至皮带脱水机脱水成石膏。经过物料平衡计算，排至主厂的废水量约为1.82m3/h，含固率不大于1%。废水排放设置脱硫废水处理系统。

2 运行中提高经济性采取的主要措施

2.1 改造胶硫系统用水

将原湿法脱硫系统设计用水改造为凉水塔循环冷却水和工业水，初期逐步加大循环水用量，经验证不影响脱硫效果后逐步加大循环水用量，慢慢减少用工业水量。

2.2 减少石粉用量

加强石粉品质过程控制；调整石灰石浆液比重和pH值，提高石粉脱硫利用率；凉水塔循环冷却水碱度、pH值比工业水高碱度高，随着利用循环冷却水越来越多，高碱度的循环水与烟气中二氧化硫发生反应也相应增加，相应也减少一定的石粉用量。

2.3 加大石膏产出采取措施

加强脱硫系统脱石膏系统管理，并尽可能不让含石膏废液通过地沟排放走，提高石膏回收量。针对电袋除尘器布袋泄露影响脱硫效果和石膏产量等问题,及时建议公司更换布袋除尘器布袋，保证了石灰石浆液的正常比重和pH值，使脱石膏浆液指标。

2.4 高硫煤做燃料节约成本

公司原炉内喷钙工艺只能燃烧低于0.7%以下的煤，煤含硫高根本无法正常生产。改造后，湿法脱硫系统设喷淋层为4层，开喷淋层数不同去除SO2浓度不同，适宜处理不同含二氧化硫量烟气，最高能够将含SO2达5000mg/Nm3多的烟气脱除到超净要求标准以下。而市场上高低硫价格差异约50元/t左右，经测算，采用高硫煤作为燃料后，能够节约可观的购煤资金，产生巨大经济效益。

3 经济和环保效益

3.1 2018～2020年湿法脱硫系统创效益运行指标统计（表3）

表3

3.2 经济效益

3.2.1 节约石粉（与炉内喷钙工艺比）

湿法脱硫系统运行后，2018～2020年钙硫摩尔比分别比改造前一年降低了2.02、2.04和2.07，与改造前一年相比3年节约石粉量分别为：2018 年节约石粉量 ：（32.88×10000×1.76%/32）×2.02×100/90%=40589t；2019 年 节 约 石 粉 量：（31.64×10000×1.65%/32）×2.04×100/90%=36617t；2020 年 节 约 石 粉 量：（29.27×10000×1.61%/32）×2.07×100/90%=33871t。以 现价153元 /t计，3年 共 节 约 石 粉：（40589+36617+32973）/10000×153=1686万元。

3.2.2 节水

2019年5月脱硫用水改造后，湿法脱硫系统用水改为工业水和循环水，与原设计2018年单纯用工业水相比，2019年少用工业水11.74万t，2020年少用工业水19.23万t，按照现水资源费1.8元/t计，2019～2020年节水：(11.74+19.23）×1.8=56 万元。

3.2.3 石膏创收

2018～2020年共产石膏7.1719万t，按5元/t计，石膏可创收：7.1719×5=36万元。

3.2.4 节约高硫煤

2018～2020年共用高硫燃煤32.88+31.68+29.2=93.76万t，市场高低硫煤差价50元/t，3年共计4688万元。

经实际运行测算，燃煤硫每高1%，则每1万t煤多用石粉400t左右，多耗厂用电约10万kWh。2018～2020入炉煤平均含硫量1.67%，比改造前平均高1.07%，则3年用高硫煤比用低硫煤多耗石粉量93.76×1.07×400/10000=4.0万t，多耗电93.76×1.07×10=1003万 kWh，按照石粉153元/t，电价 0.3879元/kWh计，共多耗资金4.01×153+1003×0.3879=1003万元。

2018～2020公司通过燃烧高硫煤节约购煤资金扣除燃烧高硫煤多耗石粉及电资金后，共降本资金：4688-1003=3685万元。

3.3 环保效益

河南省环保税按照污染物排放当量数征收，每当量收费标准为4.8元，且污染因子排放浓度低于执行标准一半时减半征收，低于执行标准三分之二减免25%环保税。石灰石湿法脱硫改造后，2018～2020年焦作韩电发电有限公司SO2排放当量数大幅减少，且排放浓度基本都在执行标准的一半以下，初步估算少缴纳环保费用50余万元。

3.4 减排量

焦作韩电发电有限公司脱硫系统改造后2018～2020年烟气SO2年排放浓度分别比改造前下降47.5mg/Nm3、48.9mg/Nm3、50.9mg/Nm3，与改造前年排放浓度相比，每年减排量分别为 1.4t、11.77t、11.44t。