燃煤发电厂烟气脱硫系统的技术改进.pdf

宁夏电力 1 9 9 8 年第3期 电厂烟气脱硫系统的技术改进 A l l i a n c e A l l a y s F GD [ 摘要】 面对日益激烈的市场竞争， 美国北 印第安那，＼ 共服务公司 N ip B ∞ 所属的斯查 弗 S e h a l ff 电站想方设法优化其运行方式， 进行脱硫系统的技术馥造， 姓蜮少环保费用， 达到理想的经济效置。 [ 关 键 词】坦 堡 隧 D A 石灰石系巍 1 前言 美国北印第安那公共服务公 司 N i p s c o 所属的斯查弗 S c h a h f e r 电站的 1 7 、 l 8 机组 安装了两台烟气脱硫系统 如图 1 所示 。该 电站建于 2 0 世纪 8 0 年代初， 设计者未采用 当时常规的石灰石清洗法， 而选择了双碱 D A 系统． 部分原因是由于双碱 D A 系统具 有潜在的， 较高的可靠性。 斯查弗电站的 D A系统解决了当时系统 的石灰石烟气脱硫过程中的化学结垢问题。 但该系统运行， 维护费用较高。进人 9 o年 代， D A系统的可靠性及性能都呈下降趋势， 因而导致运行费用的提高。用苏打灰和石灰 石这两种试剂除垢的费用， 维护费用以及该 系统复杂的机械运行所造成的原材料消耗都 大幅度增加 。 一 c O D C e l T I S 3 之 舟 率 2 减少烟气脱硫 系统 本 为找出困扰 D A系统操作的结症 ， N i p o 公司毛J 9 9 2 年起舞始探索可能的解决问题 的途径。_ 二 系列分析结果表明选择现有的系 统流程可解决暂时的问题。1 9 9 2 年底． R a d i ． d lI 公司国际 uC协会的工程师与 N ip s e o 公 司的运行人员一道通过对 D A脱硫系统运行 条件的严密控制减少了苏打灰的消耗量。此 时的分析结果同样表明几个领域的有意义， 有价值的设备改进应保证较低的运行成本。 至 1 9 9 4 年初。 N i p s e o 公司已得出以下结 论 具有市场竞争力， 意味着发电机组的各个 环节都要降低发电成本， 而对斯查弗 电站 的 l 7 、 ‘l 8 机组尤为重要。参 比其它电厂 后， 双碱 D A 烟气脱硫系统在成本与稳定性 方面与工业额定标准不符。 反复分析了几家零售商提供的长期解决 脱硫系统可靠性下降， 成本提高的方案， N i p s c o 公司认为该系统的改进费用很高， 而且计 划项 目 也将在长达两年多的时间内完成 随 后， 由于种种原因， 方案被搁浅。 3 合作 新的尝试 R a d k 与 N ip B c 0 公司达成意向， 尽可能 多地利用电站现有的烟气脱硫设备， 将双碱 5l 维普资讯 宁夏电力 1 9 9 8 年第3 期 燃煤发电厂烟气脱硫系统的技术改进 C O X 系统转为利用低价试剂 石灰石和有机 酸 的石灰石系统， 并生产出市场销路好的石 膏。对于 lⅣ i ， 该方案大大地简化了整个 烟气脱碱系统， 使之更加容易操作， 并缩短了 技改的工期。 同年， 新的烟气脱硫系统安装前． 选用了 可在短期内障低试剂成本的系统运行流程。 N ip e c o 公司与 [ d i s ／ l 公司共担风险， 该流程 带来的回报与运行经验成为两大公司的合作 基础。R a d ia n 公司协助 N i l e o 公司所获得的 最大补偿就是成本的降低和系统可靠性的提 高。N i p , c o 公司前生产运行负责人查克 古 德温解释说 “ 这是我们第一次用这种方式赢 得了胜利， 同时也与承包商建立了友谊。 ” 为实现合作的目标 ． 两公司的员工组成 个工作小组。例如 一位 R a d i n n 公司的工 程师将在斯查弗电站工作 l 0 年， 也就是此项 目合作的整个时间。。 将这些列入协议是对 52 圉 1 双方继续合作的一种激励。 ” N ip s c o 公司项目 经理鲍比 库克解释说， “ 我们期待新的机遇 和革新项目 也源于此。 ” 4 先期工作与论证工作 先期工作使用装有石灰和石灰石 ， 直径 为 1 ．5 2 m的湿式清洗试验装置 相当于4 M W 机组配套装置 。利用斯壹弗电站设计的清 洗装置对非常状况进行的验证工作十分成 功。试验结果表明该装置能够充分脱掉 s ， 实现试荆的充分利用， 并达到理想的石 膏纯度。石膏与石灰石混合后的脱水性优于 其与石灰混合后的脱水性。详细的经济分析 结果显示 该装置每年可节约 7 0 0 万 1 0 13 0 万美元， 3 年 一 4 年便可回收成本。 工程师工作小组设计、 监控了论证设备 的安装， 在斯查弗电厂进行了为期 5 周的全 维普资讯 e e 夏电力 1 9 9 s 年第3 期 燃煤发电厂烟气脱硫系统的技术改进 面试验， 到 1 9 9 5 年 1 1 月结束， 试验结果证 明， 新的脱硫装置比以前的脱硫成本低很多。 在单个试验模型中生产的石膏利用现有的真 空旋转式滚筒过滤器脱水 、 清洗一这是论 证工作中的一个组成部分， 随后将石膏送到 附近的墙板厂进行试生产。斯查弗电站生产 的副产品可满足特殊的需求， 可用来加工高 质量的墙板。 基于该工程的重要性， N ip s o 公司要求 R a d i a n 公司负责该工程的一揽子项目， 包括 工程的整体管理， 系统流程。 详细的设计， 材 料的采购， 建筑、 建筑管理， 设备调试， 系统启 动， 韧始及常规运行 包括培训 以及对系统 流程的优选等等。通用公司对工程项目进行 监督指导。杜克／ 弗罗、 丹尼尔、 芝加哥、 伊尔 等公司分包设计、 采购、 及建筑管理。 5 新旧设备的有机结合 利用现有的系统流程设备 如图2 是此 项工程的关键所在。试剂槽、 存储仓、 吸水装 置、 滚筒过滤器、 传送机以及其它流程装置都 被重新利用。而那些可靠性较差、 维修费用 很高的设备， 如石灰传送带、 熟化设备、 沉降 槽以及流量泵都废弃不用。 新的脱硫过程利用由另一个合作公司提 供的石灰石粉， 还准备使用干式滚压磨粉机， 为实现最低的运行成本， 采用以下方法 1 现有的石灰存储仓改进为石灰石存 储仓。利用发电厂现有的设备， 喷射泵混合 技术可提供可靠性高， 成本低的石灰、 石灰浆 备料系统。 2 吸收装置的内部零件没有更换 ， 安装 了一些新的泥浆循环泵和管道， 以提高泥浆 由液态转化为气态 B 的效率。有机酸添 加剂， 可以达到理想的 9 除净率。 3 吸收装置稍加改装以增加存储仓的 深度， 达到有效的氧化作用。 4 1 氧4 t O _ 气喷洒装置使搅拌更充分， 无 需再使用常规的机械搅拌机。 石 青 虎 品 堆 彳 膏 图 2 为减少成本继续使用现有的适用的设备 维普资讯 宁夏电力 1 9 9 8 年第3 期 燃媒发电厂烟气脱硫系统的技术改进 5 新的脱硫过程在吸收装置的存储仓 电运行时， 灰浆的浓度较高． 在滚筒式过滤器 中进行最后的脱水工艺前无须经过中速脱 水。 6 成功的改进 到每台机组的停机期末， 烟气脱硫系统 H 在实现工程计划和实际锅炉运行两方 面都实现了非常成功的改进。新的脱硫过程 戏剧般地使脱 s o 率得到提高， 达到了脱硫 过程的稳定性 如图 3 ， 因而减少 了环境污 染和机组甩负荷的机会。 起韧造成双碱 D A 脱硫系统运行成本 较高的原因主要是使用了低质试剂。现在石 灰石的月使用率达到或超过预期 目 标 ％。 在最初的 6 个月的运行中， 石膏的纯度 为 9 5 ％一 9 7 ％， 超过了预定 目标 ％。自 脱 硫系统工作以来， 石膏中氯化物达 5 0 P P m， 低 于氯化物水平极值 1 0 0 P P m 。每个月石膏的 湿度为 1 3 ％一1 5 ％， 现在利用滚筒过滤器和 滤饼清洗系统， 已将湿度降低到 1 2 ％一1 4 ％ 低于湿度极值 1 5 ％。 制定的相当强制停机率 E F O R 目 标低 于 2 ％。E F O R是指强制停机或机组甩负荷 的加权和而后者是由于烟气脱硫系统 F G D 时间， F 仍 需要支持锅炉运行而工作。 图 4 是系统提高其可靠性示意图。 7I ． ／ 图3脱藏量增加示意图 5 4 7 脱硫系统运行成本 l l0 i 霎 鐾 霉 图 4 烟气脱蒜系统提高其可靠性示意图 总的来讲， 合作双方预计 1 9 9 “／ 年烟气脱 硫系统 F G D 在运行与管理 O a m 方面可以 降低 5 0 ％的成本 与 1 9 9 6 年水平相比 ， 这是 此工程经过去年头 6 个月的实际运行与管理 o a m 所耗费用得出的结论。成本降低主要 取决于试剂的使用， 废渣稳定化以及废渣的 填坑。减少超时工人和维修费用也节约了一 部分成本。未来销售石膏副产品的收入还未 包括， 但销售计划已制定。 1 9 9 5 年， N i p m o 公司开始关注石膏市场， 并将墙板工业定为最适用目标 ， 在全面论证 试验过程中生产出来的 2 0 0 t 高质量的石膏 被一家墙板公司看中并以此为原料进行墙板 试生产。1 9 9 7 年初随着新的石灰石石 膏生产线的投人生产， 另外一家有兴趣的实 体将介入， 进行第二次成功的墙板全面试生 产 。 最近， 一家大型墙板生产企业宣布将在 斯查弗电站附近的麦地 Wh e a t fi e l d 建设一 家墙板生产厂。该厂于 1 9 9 9 年 6 、 7 月开工， 石膏原料百分之百来 自 斯查弗电站。 宁 夏 电 力 试 验 研 究 所 翠 毫译 自 动力 1 9 卵年 9 J l O 期徐海宁校对 维普资讯