300MW燃煤機(jī)組煙氣脫硫系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)控措施

戴林忠，朱輝，李利國(guó)，吳俊

（云南華電昆明發(fā)電有限公司，昆明 650308）

1 機(jī)組概況

云南華電昆明發(fā)電有限公司裝機(jī)容量為2×300MW燃煤發(fā)電機(jī)組，采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫（FGD）系統(tǒng)，脫硫系統(tǒng)與主機(jī)分別于2005年12月及2006年10月同步建成投產(chǎn)發(fā)電。脫硫系統(tǒng)按GB 13223—2003《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》設(shè)計(jì)、建設(shè)，由煙氣系統(tǒng)、石灰石漿液制備系統(tǒng)、SO2吸收系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)及公用系統(tǒng)等子系統(tǒng)組成。FGD系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)參數(shù)見表1（BMCR為鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量）。

表1 FGD系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)參數(shù)

投產(chǎn)后，受煤炭市場(chǎng)變化的影響，采取大量摻燒褐煤等手段降低燃料成本，脫硫系統(tǒng)偏離設(shè)計(jì)工況運(yùn)行，平均脫硫效率僅有85%左右。2014年7月1日起執(zhí)行的GB 13223—2011《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)脫硫系統(tǒng)達(dá)標(biāo)排放造成了較大壓力。鍋爐設(shè)計(jì)煤種與摻燒煤種參數(shù)對(duì)比見表2。

2 鍋爐摻燒非設(shè)計(jì)煤種對(duì)脫硫效率的影響［1］

（1）煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（CEMS）表計(jì)顯示異常。摻燒褐煤后煙氣量較大、煙氣中水分較多，煙塵易黏附在靜電除塵器極板上，除塵效率下降，進(jìn)入吸收塔系統(tǒng)的煙塵量增加，易造成CEMS取樣管堵塞、表計(jì)測(cè)量不準(zhǔn)。

表2 鍋爐設(shè)計(jì)煤種與摻燒煤種參數(shù)

（2）吸收塔內(nèi)漿液pH值偏離控制范圍。吸收塔漿液受粉塵及鍋爐投油后的油煙污染，易造成pH值大幅波動(dòng)；漿液黏性增大，堵塞pH在線分析儀，導(dǎo)致顯示異常，最終造成吸收塔漿液pH值偏離控制范圍。

（4）煙氣換熱器（GGH）堵塞導(dǎo)致漏風(fēng)率增大。鍋爐摻燒非設(shè)計(jì)煤種后，進(jìn)入GGH的原煙氣量增大，水分及煙塵質(zhì)量濃度增大；經(jīng)過(guò)吸收塔后，由于煙氣流速超過(guò)設(shè)計(jì)值，除霧器的除霧效果下降，GGH原煙側(cè)和凈煙側(cè)受熱元件均易結(jié)垢形成堵塞，使通道阻力增大，原煙氣漏流至凈煙氣的量隨之增大，增大GGH漏風(fēng)率。

（5）原煙氣的SO2質(zhì)量濃度超過(guò)系統(tǒng)處理能力。鍋爐摻燒高硫煤后，原煙氣的SO2質(zhì)量濃度顯著增大，超出了吸收塔處理能力，勢(shì)必造成脫硫效率下降、排放超限。

（6）脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)容量不足。脫硫系統(tǒng)是根據(jù)鍋爐設(shè)計(jì)煤種參數(shù)和GB 13223—2003《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（SO2排放質(zhì)量濃度≤400mg／m3）進(jìn)行設(shè)計(jì)建設(shè)的，由于鍋爐實(shí)際燃煤明顯偏離設(shè)計(jì)煤種（特別是硫分大幅提高）以及2014年7月1日起開始執(zhí)行GB 13223—2011《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（SO2排放質(zhì)量濃度≤200mg／m3），脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)容量不足的矛盾突出。

3 摻燒非設(shè)計(jì)煤種時(shí)FGD運(yùn)行調(diào)控措施［2-3］

（1）脫硫值班員監(jiān)視好CEMS表計(jì)的參數(shù)變化情況和自動(dòng)反吹運(yùn)行情況，通過(guò)綜合分析脫硫煙氣系統(tǒng)參數(shù)、SO2吸收系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)、入爐煤工業(yè)分析參數(shù)與鍋爐實(shí)時(shí)給煤量間的邏輯關(guān)系，判斷脫硫系統(tǒng)CEMS表計(jì)的準(zhǔn)確性；儀表出現(xiàn)自動(dòng)反吹異常或因堵塞等原因出現(xiàn)漂移時(shí)，應(yīng)及時(shí)聯(lián)系維護(hù)人員進(jìn)行檢查處理；監(jiān)視控制靜電除塵器運(yùn)行參數(shù)，降低進(jìn)入脫硫系統(tǒng)的煙氣粉塵質(zhì)量濃度，每周定期對(duì)CEMS表計(jì)人工吹掃、校驗(yàn)1次，避免表計(jì)堵塞。

（2）吸收塔漿液pH值波動(dòng)較大時(shí)，應(yīng)及時(shí)加強(qiáng)石膏的脫出，漿液受污染后可通過(guò)置換吸收塔漿液來(lái)提高漿液品質(zhì)，以穩(wěn)定漿液pH值；脫硫運(yùn)行每班定期對(duì)吸收塔漿液手工取樣后與在線pH值進(jìn)行比對(duì)，保證偏差≤0.2，并監(jiān)視吸收塔漿液在線pH表計(jì)，保證A，B表計(jì)偏差≤0.2，偏差＞0.2時(shí)通知維護(hù)人員對(duì)pH表計(jì)進(jìn)行維護(hù)校準(zhǔn)；每班定期對(duì)吸收塔漿液pH在線分析儀表反沖洗1次，必要時(shí)加大反沖洗頻率，保證在線pH分析儀表運(yùn)行正常，確保運(yùn)行參數(shù)準(zhǔn)確、可靠；認(rèn)真監(jiān)視補(bǔ)充的新鮮漿液，保證吸收塔漿液pH值在控制范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)石灰石的溶解和SO2的吸收在最佳狀態(tài)運(yùn)行。

（3）漿液中石灰石的質(zhì)量濃度低會(huì)造成石灰石浪費(fèi)，質(zhì)量濃度高會(huì)造成漿液循環(huán)管道、噴嘴堵塞，降低脫硫效率。脫硫運(yùn)行每班（8 h）對(duì)吸收塔漿液在線密度計(jì)反沖洗1次，定期對(duì)吸收塔漿液進(jìn)行3次手工取樣分析，將手工分析的質(zhì)量濃度值與在線值進(jìn)行比對(duì)，保證質(zhì)量濃度偏差≤10 kg／m3，偏差＞10 kg／m3時(shí)及時(shí)通知維護(hù)人員對(duì)表計(jì)進(jìn)行維護(hù)校準(zhǔn)，保證表計(jì)運(yùn)行正常。通過(guò)增加氧化風(fēng)量和加強(qiáng)石膏脫出，控制吸收塔內(nèi)漿液中石灰石的質(zhì)量濃度在1100～1160 kg／m3。

（4）在機(jī)組負(fù)荷低于80%額定負(fù)荷的前提下進(jìn)行非設(shè)計(jì)煤種的摻燒，摻燒比例隨著機(jī)組負(fù)荷的增加而逐漸降低，控制增壓風(fēng)機(jī)入口煙氣壓力在-300～-200Pa，保證進(jìn)入GGH的煙氣量通過(guò)性能不出現(xiàn)明顯下降。鍋爐摻燒非設(shè)計(jì)煤種期間，對(duì)GGH凈煙側(cè)、原煙側(cè)分別按2次、1次的規(guī)律交替進(jìn)行蒸汽吹灰（凈煙側(cè)、原煙側(cè)每次吹灰周期控制在1.75 h內(nèi)）；增加除霧器沖洗頻率（每8 h進(jìn)行2個(gè)周期的沖洗，每個(gè)周期控制在1.5 h內(nèi)），提高除霧器除霧效果。GGH差壓升幅速率明顯變慢，減緩了GGH堵塞，有效防止了因GGH堵塞而造成漏風(fēng)率增大。

（5）采用兩級(jí)摻配方式：根據(jù)燃煤硫分、熱值等參數(shù)在煤場(chǎng)完成一級(jí)預(yù)混摻配，一級(jí)預(yù)混摻配后的燃煤按硫分高低分別運(yùn)至鍋爐各煤倉(cāng)，通過(guò)鍋爐各磨煤機(jī)給煤量的調(diào)整完成二級(jí)分倉(cāng)摻配。燃料運(yùn)行人員對(duì)鍋爐各煤倉(cāng)運(yùn)煤時(shí)，向值長(zhǎng)和集控運(yùn)行人員提供燃煤的硫分。當(dāng)原煙氣中的SO2質(zhì)量濃度超出脫硫系統(tǒng)處理能力時(shí)，采取增加低硫分煤倉(cāng)對(duì)應(yīng)磨煤機(jī)出力、降低高硫分煤倉(cāng)對(duì)應(yīng)磨煤機(jī)出力、提高吸收塔漿液pH值、減少鍋爐給煤量、降低機(jī)組負(fù)荷（為保證燃燒穩(wěn)定，機(jī)組負(fù)荷不能低于60%額定負(fù)荷）、聯(lián)系燃運(yùn)降低入爐煤硫分等措施，使原煙氣中的SO2質(zhì)量濃度降至脫硫系統(tǒng)處理能力范圍內(nèi)。

（6）受費(fèi)用、時(shí)間等因素的制約，不能及時(shí)通過(guò)增容改造解決脫硫系統(tǒng)容量不足的矛盾時(shí)，可進(jìn)行脫硫增效劑添加試驗(yàn)并固化運(yùn)行。吸收塔漿液增效劑質(zhì)量濃度過(guò)低，脫硫效率提高不明顯；質(zhì)量濃度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致CaSO3快速生成而不能被及時(shí)氧化成CaSO4，使?jié){液黏性增大，造成漿液循環(huán)泵入口濾網(wǎng)、出口噴嘴堵塞，除霧器、GGH堵塞加劇。將吸收塔內(nèi)漿液增效劑質(zhì)量濃度控制在600mg／L左右，脫硫效率可達(dá)到較為合理的目標(biāo)。

4 達(dá)到的效果

采取以上措施后，在機(jī)組滿負(fù)荷工況下，GGH漏風(fēng)率＜1%、脫硫效率達(dá)到95%左右（在原基礎(chǔ)上提高了10百分點(diǎn)），脫硫系統(tǒng)按新標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)排放，為通過(guò)大量摻燒非設(shè)計(jì)煤種降低生產(chǎn)成本創(chuàng)造了條件。公司年發(fā)電量為20億kW·h，2014年摻燒褐煤約30萬(wàn)t（折合標(biāo)準(zhǔn)煤約14萬(wàn)t），以標(biāo)準(zhǔn)煤?jiǎn)蝺r(jià)80元／t計(jì)，可節(jié)約燃料成本約1120萬(wàn)元。

5 結(jié)束語(yǔ)

為執(zhí)行火電廠大氣污染物排放新標(biāo)準(zhǔn)，云南華電昆明發(fā)電有限公司在暫不具備脫硫增容改造的條件下，通過(guò)對(duì)脫硫運(yùn)行工況進(jìn)行分析研究，采取了一系列調(diào)控措施。該公司在摻燒褐煤、高硫煤等非設(shè)計(jì)煤種的工況下，脫硫系統(tǒng)高效率運(yùn)行、SO2按新標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)排放，為公司創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

［1］電力行業(yè)職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心.職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)書：脫硫值班員［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2007.

［2］Q／KMPC 10305—2013云南華電昆明發(fā)電有限公司300 MW機(jī)組脫硫運(yùn)行規(guī)程［S］.

［3］閻維平，劉忠，王春波，等.電站燃煤鍋爐石灰石濕法煙氣脫硫裝置運(yùn)行與控制［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2005.