《论文-FGD系统的优化》由会员分享，可在线阅读，更多相关《论文-FGD系统的优化（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、FGD 系统的优化 FGD 系统的优化 薛子畅 薛 雷 （哈尔滨动力设备股份有限公司，哈尔滨 150040） 摘 要：摘 要：通常电厂烟气脱硫系统(FGD)的投资和运行维护费用是十分高的。根据各电厂的具体情况，优选适宜的 FGD 工艺，对选定的 FGD 系统进行认真、仔细的设计优化，同时在运行过程中对各运行参数进行优化，取得最佳的运行效果。最终降低 FGD 系统的投资和运行维护费用，以最小的投入和消耗来满足环保要求。 关键词：关键词：FGD；优化 1 概 述 1 概 述 我国能源以煤碳为主。我国的环境污染非常严重，二氧化硫排放是大气污染的主要污染源之一。电力企业是二氧化硫的排放大户，因此随着近
2、年来国民经济的发展和能源消耗的不断增长，控制二氧化硫的排放，成为电力环境治理的主要问题。根据国家“十五” 、 “十一五”期间电力环保产业政策，国家将支持脱硫环保产业，在这种产业政策的引导下，发电企业将从SO2 排放总量和排放浓度两个方面进行技术改造，加大脱硫力度。脱硫方法可划分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫（烟气脱硫） 三类。 燃煤的烟气脱硫 （FGD）技术是当前应用最广、效率最高的脱硫技术。对燃煤电厂而言，在今后一个相当长的时期内，FGD将是控制SO2排放的主要方法。 目前国内脱硫市场竞争比较激烈，各脱硫公司都在努力降低制造成本，但是电厂烟气脱硫系统的投资和运行维护费用仍然是比较高的，
3、以大型火电厂湿法石灰石石膏 FGD 系统为例，目前其造价约为100-200 元/kW，在整个电厂的总投资比例中依然占有很大的份额。这主要由以下三方面的因素造成：第一，选用脱硫工艺技术不恰当， 使得系统投资及运行费用增高；第二，在脱硫工程的设计及运行上存在着许多不合理之处，使得系统投资及运行费用增高；第三，目前市场上应用成熟的脱硫技术和关键设备大都是从国外引进，从而造成投资及运行成本据高不下。 2 FGD 系统工艺的优化选择 2 FGD 系统工艺的优化选择 烟气脱硫技术总体上可以分为三类：湿法、半干法、干法。所谓湿法是指其脱硫产物的最终形态为溶液或浆液的状态；所谓干法是指最终产物是干态的；而半干
4、法是指脱硫过程中使用了溶液或浆液的状态的脱硫剂， 但最终产物是却仍然干态的。具体有石灰石石膏法、海水法、双碱法、氨法、磷氨肥法、氧化镁法、碱式硫酸铝法、钠碱吸收法、喷雾干燥法、LIFAC 法、电子束法等。从技术设计方面考虑，湿法脱硫的脱硫效率较高，占地面积较大，工艺系统比较复杂；干法半干法的脱硫效率较低，工艺系统比较简单，占地面积比较少。从运行费用及投资方面考虑，湿法脱硫技术的投资费用与运行费用较高；干法半干法的投资费用与运行费用相对较低。 火 力 发 电 厂 设 计 技 术 规 程 （DL5000-2000)18.2.4 条明确提出“发电厂应根据气象参数、全厂燃煤二氧化硫排放量、二氧化硫排放
5、浓度、二氧化硫落地浓度等数据进行计算， 优化确定烟囱高度、烟囱座数、烟囱内筒个数及出口内径、脱二氧化硫量及脱硫效率” 。但实际操作时，许多电厂往往要求 FGD 系统能很好地适应高硫煤，给出的燃煤含硫量比实际运行要高许多，要求的脱硫率也尽可能地高，而脱硫率与脱硫成本成指数关系，单纯的要求提高脱硫效率势必造成投资成倍增加。 发达国家从 20 世纪 80 年代初就已经开始对 FGD 系统进行评价和筛选，比较成熟的体系有美国电力研究所的 EPRI 评价体系，英国煤炭研究所的 IEA 评价体系和美国能源部 CCPT 体系等。 我国也有一些评价体系，比较简单，基本评价指标差不多，主要有能源部研究会的评价体
6、系、模糊综合评判体系等。无论是国内还是国外，评价指标大体上是类似的，主要是技术成熟度，技术环境性能和技术经济性能，有的评价还加上了技术适用性。具体来说，对于一个具体电厂选择脱硫工艺时，应遵循以下的原则： 1）用的技术成熟，不应是试验性质的，运行可靠性高。 2)根据处理后的SO2排放量进行评价，按其平均值与排放标准的比较分为： 很好、好、中等和差四个等级，低于排放标准的为很好，达到排放标准的为好，接近排放标准的为中等，达不到标准的为差。 3)选用FGD占电厂装机总投资的比例和SO2单位脱硫成本作为综合经济性能评价的标准，在电厂规模、贴现和燃料性质等参数均一致时，单位SO2脱除成本和FGD装机投资
7、比例最低者即为最佳技术。 4)脱硫工艺流程应尽量简单、操作简便易于维护。工艺流程的繁简与可靠性、维护工作量是密切相关的，工艺流程的复杂必然也带来操作的繁琐，并要投入较多的运行及维修人员。 5)选择低运行成本。运行成本与所采用的工艺、脱硫吸收剂材料、脱硫副产品的综合利用、燃煤的含硫量、能耗、水耗、运行操作维护人员等相关。 6)已建电厂的扩建脱硫设备要考虑场地和运行条件，老电厂上脱硫设备前应在是否上脱硫设备造价与支付排污费之间，做经济分析和对环境影响的等综合分析。 7)选择适宜的国产化方案可以降低建设，并且国产化设备的备品备件也会降低FGD 运行维护费用。 总之，对新建单机容量大的机组、且燃用的煤
8、种含硫量较高的电厂应选用脱硫率较高的脱硫工艺。在老电厂进行改造或燃用中、低硫煤种时，可以选用投资少、运行费用低、 脱硫效率低的简易脱硫方案。不同地区、不同的城市间选用脱硫方案要根据当地环保要求及自然情况来确定。脱硫工艺方案选择时除考虑初投资外，更重要的考虑计入设备折旧和还贷因素以后的运行费用。单纯的最求高的脱硫率，在投资及运行成本上要花费不必要的昂贵代价。 3 3 FGD 工艺的设计、运行优化 FGD 工艺的设计、运行优化 3.1 设计优化 进行基本设计时要根据处理的烟气状况及运行条件，从性能、工艺、节能及自动化方面优化设计从而降低 FGD 系统的成本，增加 FGD 系统运行的安全性。具体优化
9、设计时考虑如下方面：除了遵守法规、标准外，要考虑运行负荷变化时维持稳定的脱硫及除尘性能；考虑烟尘及氯化氢、氟化氢等污染物对脱硫性能的影响，以及GGH、旁路烟道烟气泄漏对策；在综合考虑与锅炉等设备的协调以及 FGD 系统整体性能的可靠性、经济性的同时，还要考虑脱硫性能以及副产品石膏的品质，考虑脱硫设备的排水水质及水量，为排水处理设备的优化设计提供重要数据；降低 FGD 系统阻力从而降低脱硫增压风机的动力消耗；选用高效率的辅机设备等；FGD 系统启停及日常运行中操作的省力和合理性；运行操作的安全性、可靠性及简便性；高效且能使机器长寿命地运行；停运时防止浆液沉积，尤其是对调峰机组要考虑从深夜和周末的
10、停运到正常运行的操作。 3.2 运行优化 尽管在设计时根据设计工况优化了各种参数，然而在实际运行过程中，锅炉煤种、负荷及烟气量、烟气温度、烟尘浓度、吸收剂品质等是经常变化的，若根据原有设计参数运行，可能会威胁发电机组的安全运行及 FGD 系统本身的运行。因此应根据各个具体的情况进行优化，使 FGD 系统处于最佳运行状态，提高 FGD 系统的利用率和安全性，降低运行成本。优化的内容可以包括以下部分：烟气挡板启停程序、烟气挡板的快开时间、增压风机前压力控制及保护、FGD 的冲洗时间；循环泵的组合方式、 浆液 pH 值、 氧化效果、 浆液密度、吸收塔液位、除雾器冲洗时间；石灰石磨系统的优化、石灰石浆
11、液的密度控制；水力旋流器分离效果、脱水机效果、石膏品质；电气保护定值、废水处理等等。合理的优化运行不仅能保证 FGD 系统和发电机组的安全运行，而且还能够在确保达到预期脱硫效果情况下，尽可能降低 FGD 系统的运行、维护费用。 4 4 FGD 系统的国产化 FGD 系统的国产化 目前国内已建成的火电厂烟气脱硫工程中很多设备是从国外进口，国内负责土建和安装。不但增加运行成本，而且会因备品备件不能及时更换而影响设备的正常运行。由此不仅造成 FGD 系统的投资和运行费用很高，并且给国家和企业带来很大负担。 我国地域大，各地情况不同，对于某一具体的工程采用何种烟气脱硫工艺，必须因地制宜，进行技术、经济
12、比较。但不论采取哪一种工艺，都必须考虑脱硫技术和设备国产化的问题。国产化包括设计技术与设备两方面的内容。首先必须实现设计技术的国产化，如引进国外设备的，必须同时引进设计技术，并要消化吸收和创新。其次是设备国产化，应区分已实现国产化的设备、可以实现国产化的设备和短期引进的设备三种不同的情况。 只有实现烟气脱硫设计国产化，才能按市场规则选用更多质量优良、价格合理的国产脱硫设备，才有资格、有能力对脱硫工程实行总承包，承担全部技术责任，推动烟气脱硫国产化的进程。近几年，随着国家相关政策的重视，通过组织实施烟气脱硫技术与设备国产化示范工程，在引进技术并与国外公司合作的基础上，目前已经有很多脱硫技术开始实
13、现国产化，并相继成立了很多具有规模的有国产化脱硫设计能力的脱硫公司。 脱硫设备的国产化率低导致价格过高，有专家测算过，国产设备的价格只相当于进口设备价格的一半到 2/3。目前，在我国许多环保设备厂家的努力下，除了一些重要的检测、采样仪表和关键部位阀门等少数设备以外，其他大部分脱硫设备都已可以国产化，并有应用业绩。因此电厂在建设 FGD 系统的时候，完全可以考虑使其国产化率应尽可能的增大以降低整个FGD 系统成本。 5 5 总 结 总 结 因此，在火电厂建设脱硫项目时应根据各电厂的具体情况，优选适宜的工艺，对选定的系统配置进行认真、仔细的设计优化，同时在运行过程中对各运行参数进行优化，取得最佳的运行效果，最终降低FGD 系统的投资和运行维护费用，以最小的投入和消耗来满足环保要求。
