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        300MW機組塔式爐脫硫增效劑的應(yīng)用

        2016-06-04 08:18:21王國紅卜憲伏銅山華潤電力有限公司江蘇徐州221000
        山東工業(yè)技術(shù) 2016年11期
        關(guān)鍵詞:增效劑循環(huán)泵石灰石

        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6個月,給電廠帶來巨大的經(jīng)濟及環(huán)保壓力。應(yīng)用脫硫增效劑也可達到脫硫系統(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:有效加強氣-液傳質(zhì)效率;促進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機組情況簡介

        徐州華潤電力有限公司#1和#4兩臺300MW機組,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機組的節(jié)能效果都有優(yōu)異的表現(xiàn)。試驗期間兩臺機組入口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,機組出口SO2濃度前后基本相當(dāng)。

        試驗期間#1#4機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機組脫硫系統(tǒng)耗電率下降了約0.25個百分點。#4機組比#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。兩臺機組同工況相比,#4機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)濟效益。

        (3)增加了機組漿液循環(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,當(dāng)其他條件(如煤質(zhì)、機組負荷等)存在波動時,系統(tǒng)依然可以高效穩(wěn)定運行,增強了運行控制能力。

        (3)在負荷、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,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)機阻力也相應(yīng)減小,引風(fēng)機開度減小,引風(fēng)機電流也會有所降低。

        (6)脫硫增效劑POLYTE?4080A有增強石灰石溶解的作用,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、維護工作量。

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

        參考文獻:

        [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。

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