火電廠濕法脫硫運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性分析探討

文_楊玉萍 宋建峰 王世杰 焦作韓電發(fā)電有限公司

1 基本設(shè)計(jì)情況

1.1 環(huán)境條件

焦作市地處中緯度，全境屬溫帶大陸性季風(fēng)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(shí)數(shù)為379.4h，年平均降水量600～700mm。

1.1.1 煙氣原始數(shù)據(jù)(表1)

表1 脫硫入口煙氣參數(shù)（單臺(tái)爐）

1.1.2 對(duì)脫硫除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)與排放要求（表2）

表2

1.2 石灰石濕法脫硫工藝簡(jiǎn)介

1.2.1 脫硫部分主要設(shè)計(jì)原則

本脫硫工程改造后采用1爐1塔形式。每塔設(shè)4層噴淋層，噴淋層采用主管碳鋼襯膠/支管FRP材質(zhì)，噴嘴材質(zhì)為碳化硅。每層噴淋層配1臺(tái)漿液循環(huán)泵，每層噴淋層循環(huán)漿液量約為2500 m3/h，共4臺(tái)；2臺(tái)吸收塔共設(shè)3臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)，每臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)提供1座吸收塔所需的氧化空氣，兩運(yùn)一備。所需氧化空氣量為4900Nm3/h，氧化風(fēng)機(jī)采用羅茨風(fēng)機(jī)。每塔設(shè)有排漿管，通過(guò)電動(dòng)閥門控制，由石膏漿液泵送往石膏漿液旋流站進(jìn)行一級(jí)脫水。每臺(tái)吸收塔設(shè)有2臺(tái)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(dòng)沖洗和排水系統(tǒng)。

1.2.2 工藝水系統(tǒng)

脫硫用水從電廠工業(yè)水供水系統(tǒng)引接至超凈排放整套裝置,主要用于：真空皮帶脫水機(jī)石膏沖洗水；增壓風(fēng)機(jī)、氧化風(fēng)機(jī)和其他設(shè)備的冷卻水及密封水；水環(huán)式真空泵；石灰石漿液制備用水；吸收塔補(bǔ)給水；除霧器沖洗沖洗用水；所有漿液輸送設(shè)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(tǒng)設(shè)置1個(gè)工藝水箱，其有效容積按脫硫裝置正常運(yùn)行1h的最大工藝水耗量設(shè)計(jì)，工藝水箱采用碳鋼制作。設(shè)置2臺(tái)工藝水泵，流量為100m3/h,一運(yùn)一備；3臺(tái)除塵除霧器水泵，流量為100m3/h，兩運(yùn)一備。

為節(jié)約用水，設(shè)備、管道及箱罐的沖洗水通過(guò)地溝至集水坑內(nèi)重復(fù)使用。FGD裝置的漿液管道和漿液泵等，在停運(yùn)時(shí)需要進(jìn)行沖洗，其沖洗水通過(guò)地溝至集水坑循環(huán)使用。

1.2.3 脫石膏系統(tǒng)

來(lái)自吸收塔的石膏漿液通過(guò)石膏漿液泵首先進(jìn)入石膏旋流站進(jìn)行一級(jí)脫水，其溢流為含固量較低的漿液，自流至兩臺(tái)吸收塔；底部為含固量較高的石膏漿液，自流至皮帶脫水機(jī)脫水成石膏。經(jīng)過(guò)物料平衡計(jì)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(shè)置脫硫廢水處理系統(tǒng)。

2 運(yùn)行中提高經(jīng)濟(jì)性采取的主要措施

2.1 改造膠硫系統(tǒng)用水

將原濕法脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)用水改造為涼水塔循環(huán)冷卻水和工業(yè)水，初期逐步加大循環(huán)水用量，經(jīng)驗(yàn)證不影響脫硫效果后逐步加大循環(huán)水用量，慢慢減少用工業(yè)水量。

2.2 減少石粉用量

加強(qiáng)石粉品質(zhì)過(guò)程控制；調(diào)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(huán)冷卻水堿度、pH值比工業(yè)水高堿度高，隨著利用循環(huán)冷卻水越來(lái)越多，高堿度的循環(huán)水與煙氣中二氧化硫發(fā)生反應(yīng)也相應(yīng)增加，相應(yīng)也減少一定的石粉用量。

2.3 加大石膏產(chǎn)出采取措施

加強(qiáng)脫硫系統(tǒng)脫石膏系統(tǒng)管理，并盡可能不讓含石膏廢液通過(guò)地溝排放走，提高石膏回收量。針對(duì)電袋除塵器布袋泄露影響脫硫效果和石膏產(chǎn)量等問(wèn)題,及時(shí)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(biāo)。

2.4 高硫煤做燃料節(jié)約成本

公司原爐內(nèi)噴鈣工藝只能燃燒低于0.7%以下的煤，煤含硫高根本無(wú)法正常生產(chǎn)。改造后，濕法脫硫系統(tǒng)設(shè)噴淋層為4層，開噴淋層數(shù)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?qū)⒑琒O2達(dá)5000mg/Nm3多的煙氣脫除到超凈要求標(biāo)準(zhǔn)以下。而市場(chǎng)上高低硫價(jià)格差異約50元/t左右，經(jīng)測(cè)算，采用高硫煤作為燃料后，能夠節(jié)約可觀的購(gòu)煤資金，產(chǎn)生巨大經(jīng)濟(jì)效益。

3 經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益

3.1 2018～2020年濕法脫硫系統(tǒng)創(chuàng)效益運(yùn)行指標(biāo)統(tǒng)計(jì)（表3）

表3

3.2 經(jīng)濟(jì)效益

3.2.1 節(jié)約石粉（與爐內(nèi)噴鈣工藝比）

濕法脫硫系統(tǒng)運(yùn)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(jié)約石粉量分別為：2018 年節(jié)約石粉量 ：（32.88×10000×1.76%/32）×2.02×100/90%=40589t；2019 年 節(jié) 約 石 粉 量：（31.64×10000×1.65%/32）×2.04×100/90%=36617t；2020 年 節(jié) 約 石 粉 量：（29.27×10000×1.61%/32）×2.07×100/90%=33871t。以 現(xiàn)價(jià)153元 /t計(jì)，3年 共 節(jié) 約 石 粉：（40589+36617+32973）/10000×153=1686萬(wàn)元。

3.2.2 節(jié)水

2019年5月脫硫用水改造后，濕法脫硫系統(tǒng)用水改為工業(yè)水和循環(huán)水，與原設(shè)計(jì)2018年單純用工業(yè)水相比，2019年少用工業(yè)水11.74萬(wàn)t，2020年少用工業(yè)水19.23萬(wàn)t，按照現(xiàn)水資源費(fèi)1.8元/t計(jì)，2019～2020年節(jié)水：(11.74+19.23）×1.8=56 萬(wàn)元。

3.2.3 石膏創(chuàng)收

2018～2020年共產(chǎn)石膏7.1719萬(wàn)t，按5元/t計(jì)，石膏可創(chuàng)收：7.1719×5=36萬(wàn)元。

3.2.4 節(jié)約高硫煤

2018～2020年共用高硫燃煤32.88+31.68+29.2=93.76萬(wàn)t，市場(chǎng)高低硫煤差價(jià)50元/t，3年共計(jì)4688萬(wàn)元。

經(jīng)實(shí)際運(yùn)行測(cè)算，燃煤硫每高1%，則每1萬(wàn)t煤多用石粉400t左右，多耗廠用電約10萬(wàn)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(wàn)t，多耗電93.76×1.07×10=1003萬(wàn) kWh，按照石粉153元/t，電價(jià) 0.3879元/kWh計(jì)，共多耗資金4.01×153+1003×0.3879=1003萬(wàn)元。

2018～2020公司通過(guò)燃燒高硫煤節(jié)約購(gòu)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(wàn)元。

3.3 環(huán)保效益

河南省環(huán)保稅按照污染物排放當(dāng)量數(shù)征收，每當(dāng)量收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為4.8元，且污染因子排放濃度低于執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)一半時(shí)減半征收，低于執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)三分之二減免25%環(huán)保稅。石灰石濕法脫硫改造后，2018～2020年焦作韓電發(fā)電有限公司SO2排放當(dāng)量數(shù)大幅減少，且排放濃度基本都在執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的一半以下，初步估算少繳納環(huán)保費(fèi)用50余萬(wàn)元。

3.4 減排量

焦作韓電發(fā)電有限公司脫硫系統(tǒng)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。