脱硫系统

吸收塔浆液密度是火电厂湿法烟气脱硫系统的主要工艺参数，是反映浆液品质、决定脱硫效率的重要指标。 浆液密度测量受密度测量方法、现场不利测量条件的影响，是困扰整个脱硫行业的难点问题，至今没有很好解决。 本成果彻底消除了浆液中气泡对密度测量的影响，避免了浆液中颗粒杂质堵塞质量流量计，在脱硫行业首次实现了免维护连续准确测量吸收塔浆液密度的测量效果。

燃煤电厂在生产过程中会产生大量含SO2的烟气，一般情况下采用湿法脱硫来处理，湿法脱硫需从烟气脱硫系统中外排部分废水以保证FGD(FlueGasDesulfurization)的安全性和可靠性。由于脱硫废水属于燃煤电厂的末端废水，具有高含盐量、高腐蚀性等特性，对其进行安全、稳定处理十分必要。

由于国家环保部大气污染排放标准越来越严，对燃煤发电厂污染物浓度排放标准值越来越低，尤其是东部地区。因此，许多燃煤电厂不得不进行超低排放改造。超低改造电气系统，针对原脱硫系统主接线，提出电气电源优化设计方案，以及解决原系统越级跳闸、低压设备掉闸等问题，确定合理的电气接线方案。

华能海门电厂现有装机容量4×1036MW，二期还将建设2×1036MW，共六台1036MW机组，耗煤量巨大。投产以来一直燃用以上偏离设计煤种的进口煤。燃料在火力电厂所占成本接近80%，随着热力系统节能技术的不断提高，火电厂的节能空间需要从全流程降耗上寻找新的突破点。由于目前煤种的煤质偏离设计煤种，且较宽范围的煤种变化对锅炉的安全、经济和环保运行提出了挑战。在此条件下，科学的多煤种优化混烧解决该问题的一个重要途径，通过建立煤源、煤种、煤质数据库，建立了一套燃料的采购、库存、配煤、燃烧、排放的科学、协调、匹配管理。 首先，在新的环保标准执行以后，机组脱硫系统压力十分大，而在现有来煤中不乏高硫煤种，如何在保障负荷的情况下，以较大能力掺烧高硫煤是提高经济性的途径，但也是配煤掺烧的一个难题。其次，海门电厂煤场为三个露天煤场、两个封闭式圆形煤场，露天煤场受设备限制，可取煤量有限，从而给日常工作带来诸多不便，因此，如何在现有煤场条件下，合理地安排煤场堆放位置和取料位置，如何保障煤场安全性，是配煤掺烧面临的又一个难题。最后，对于不同煤种的掺烧价值，迫切需要一个科学的评估平台，定量计算出某种煤或某船煤掺烧后的利润空间，从而指导进一步的采购决策。

华能海门电厂现有装机容量4×1036MW，二期还将建设2×1036MW，共六台1036MW机组，耗煤量巨大。投产以来一直燃用以上偏离设计煤种的进口煤。燃料在火力电厂所占成本接近80%，随着热力系统节能技术的不断提高，火电厂的节能空间需要从全流程降耗上寻找新的突破点。由于目前煤种的煤质偏离设计煤种，且较宽范围的煤种变化对锅炉的安全、经济和环保运行提出了挑战。在此条件下，科学的多煤种优化混烧解决该问题的一个重要途径，通过建立煤源、煤种、煤质数据库，建立了一套燃料的采购、库存、配煤、燃烧、排放的科学、协调、匹配管理。 首先，在新的环保标准执行以后，机组脱硫系统压力十分大，而在现有来煤中不乏高硫煤种，如何在保障负荷的情况下，以较大能力掺烧高硫煤是提高经济性的途径，但也是配煤掺烧的一个难题。其次，海门电厂煤场为三个露天煤场、两个封闭式圆形煤场，露天煤场受设备限制，可取煤量有限，从而给日常工作带来诸多不便，因此，如何在现有煤场条件下，合理地安排煤场堆放位置和取料位置，如何保障煤场安全性，是配煤掺烧面临的又一个难题。最后，对于不同煤种的掺烧价值，迫切需要一个科学的评估平台，定量计算出某种煤或某船煤掺烧后的利润空间，从而指导进一步的采购决策。

本研究提出了全新的燃煤机组烟尘一体化高效脱除与智能控制关键技术路线，包括电除尘器和脱硫系统协同除尘优化设计选型技术、高效除尘除雾器设计和脱硫除尘智能在线优化控制系统开发。通过超低排放改造前后设计参数的挖掘分析，结合脱硫除尘装置运行效果，得到了不同机组改造边界条件的相互影响规律，形成烟尘稳定达标排放和投资成本经济合理的电除尘器和脱硫系统协同除尘控制装置优化选型方法。通过设计具有流动分区、粒径分级、旋流匹配特点的高效除尘除雾器，为燃煤机组烟尘一体化脱除提供了经济、高效、稳定运行的关键设备。创建了基于在线数据挖掘及智能算法的脱硫除尘优化控制系统，通过对系统能耗、物耗的在线实时监控分析，实现了脱硫除尘一体化系统运行经济性的全面提升。 1、在电除尘器与脱硫吸收塔协同除尘技术方案设计方面：建立了187台燃煤机组多年煤种、设备配置和运行参数的动态数据库，揭示了关于电除尘器及脱硫系统改造参数对烟尘脱除效率影响的机理，创建了保证改造后烟尘排放长期稳定达标的除尘器及脱硫系统改造参数选型设计优化方法，开发了基于数据挖掘的燃煤机组烟尘一体化脱除设备集成优化选型系统，并应用于125台燃煤机组。 2、在烟尘一体化高效脱除关键设备开发方面：提出了“流动分区、粒径分级、旋流匹配”的高效除尘除雾器设计的创新方法，形成了基于数据挖掘的高冲洗效率除雾器冲洗水系统控制技术，开发了高效除雾器的精益化设计系统，据此研发了宽负荷适应性强、烟尘脱除效率高、雾滴排放浓度低、运行阻力小的新型高效除雾器并进行了工程应用，为燃煤机组烟尘一体化脱除提供了经济、高效、稳定运行的关键设备，为进一步提升脱硫系统运行经济性提供了更大的空间。 3、在提高脱硫除尘一体化运行经济性方面：创建了基于在线数据挖掘及智能算法的脱硫系统控制策略，研究了脱硫系统能耗、物耗在线实时监控方法，及基于数据挖掘的重要设备故障诊断方法，开发了脱硫智能在线优化控制系统，实现了脱硫除尘一体化系统运行经济性的全面提升。 本研究为国内燃煤机组超低排放改造提供了经济、高效的改造技术路线和科学的选型依据，为降低燃煤发电企业因环保改造增加的投资和运行成本提供了解决途径。项目成果成功应用于大唐集团125台机组超低排放改造项目，机组100%实现达标排放，节约投资超过20亿元，产生直接经济效益2.7亿元，减少烟尘排放9625吨/年。高效除雾器在机组50-100%宽负荷范围内、除尘器出口浓度大于40 mg/Nm3等条件下，能保证烟尘浓度稳定小于5 mg/Nm3，雾滴浓度小于15 mg/Nm3，运行阻力小于300 Pa。脱硫除尘智能优化系统节约电耗、水耗、物耗等运行成本运行成本4-10%。研究成果为超低排放改造提供了智能、高效、稳定、经济的技术路线，为降低发电企业因环保改造增加的投资和运行成本提供了解决途径，在节能降耗、绿色发展方面产生巨大的经济和社会效益。

目前我国燃煤电厂主要采用石灰石一石膏湿法脱硫工艺，较多电厂”为了满足节能减排的需求在脱硫前段加装了低温省煤器，但在实际应用中多厂出现了低负荷条件下脱硫效率不随着负荷降低而升高的异常现象(常规理论认为脱硫效率会随着负荷下降、烟气流速下降而呈上升趋势)，从而导致了脱硫系统在低负荷阶段需增开浆液循环泵，造成了脱硫系统运行电耗上升、浆液循环泵长期投运磨损、低负荷工况下浆液循环泵满开存在的设备运行与环保指标超标风险、水平衡无法保持等问题。 本项目针对以上问题，采用理论分析及数值计算并行的方式提出了“两段式”脱硫效率评估模型，合理解释了低负荷条件下脱硫效率降低的异常问题，并设计了一套基于误差分析及CEMS测点优选的脱硫一低温省煤器联动优化调整软件，为此类异常问题提供动态的解决方案及指导策略，有效的解决了问题的同时也带来了可观的经济效益。