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赵太平
山东黄岛发电厂 山东青岛 266500
1993年中日合作在山东黄岛发电厂4号锅炉(670 t/h)引风机之后，安装了一套处理烟气量30万m3／h旋转喷雾烟气脱硫装置。经工业试验后，于1998年移交给黄岛发电厂。1999年2月23～26日国家电力公司在黄岛电厂召开了中日合作山东黄岛发电厂脱硫示范项目现场评估会，中日双方专家组对该项目的技术性能、设备运行、经济分析、技术资料与文件等进行了全面的评估，对在试验与运行中取得的宝贵数据与丰实的经验达成了共识。该脱硫装置移交中方管理后，黄岛电厂作了进一步改进完善，使脱硫装置的可用率明显提高。目前该脱硫装置随4号锅炉运行，各项参数正常。
黄岛发电厂旋转喷雾半干法脱硫装置采用的工艺流程如图1所示。
该工艺系统有生石灰接收贮存系统、浆液制造和供给系统、脱硫反应系统、除尘除渣系统等。
1 主要试验与问题
在试验过程中，每个特性试验都穿插多个条件变化试验，取得了大量有价值的试验数据，其中最佳运行参数试验包括生石灰熟化时间变化试验、熟化起始温度变化试验、注入盐分试验、浆液浓度变化试验、副产品加入试验、旋转喷雾轮转速变化试验、多品种生石灰试验以及脱硫塔热特性试验等。通过以上试验，基本掌握了半干法的脱硫性能，找到了最佳运行工况，找出了提高脱硫性能的方法与途径。
脱硫装置在运行初期曾因设计、制造、运行等多方面因素的影响出现过不少问题，因设备故障脱硫系统停运处理达77次，占系统总启动次数的40%。影响脱硫系统运行的主要问题表现在：反应塔塔壁积灰造成塔底严重堵灰；旋转喷雾器圆盘和喷嘴磨损；旋转喷雾器振动以及辅机故障等。另外，排灰管道堵塞、电除尘器腐蚀、电磁阀动作不灵也是影响正常运行的因素。以上问题经过几次大、小修，采取多种改造措施，设备运行的可靠性与耐久性得到显著提高。
黄岛发电厂在脱硫装置工业试验全面完成后，为确保脱硫装置正常运行和可持续发展 ，成立了环保公司，加大管理力度，夯实脱硫装置安全运行的基础，积极巩固脱硫系统的运行成果。
2 设备的主要改造措施
2.1 生石灰系统斗式提升机
将下部轴承构造改为滑动式。
2.2 液体旋流器
改为设置在旋转喷雾器前段。
2.3 脱硫反应塔
加设旁路烟道；塔底旋转排灰器改为破碎机，并加装排碎格栅；在入口烟道加装烟气整流板；设置放射状顶部翼。
2.4 旋转喷雾器
变更圆盘耐磨板的材质，将喷嘴及入口形状变更为喇叭管口形。
2.5 灰处理系统
将副产品排灰管改为明沟冲洗方式。
2.6 公用系统
增设一条供水管线及水泵，以保证供水。
3 整个工程的评价
3.1 技术性能
(1) 该脱硫装置在处理烟气量25万 m3／h，钙硫比为1.4，使用添加副产品的石灰浆，比差温度保持在15～18 ℃时，脱硫效率可达70%以上，达到了中日双方协议书预定的目标 ，为电厂采用半干法脱硫工艺提供了宝贵的经验。
(2) 吸收剂制备系统布置紧凑，能耗较低。在试运行期间进行了一系列的条件试验,为提高吸收剂的活性，做了许多有益的工作。这种制备系统用于低品位石灰时，需要妥善解决因排渣而带来的吸收剂损失问题。
(3) 该脱硫系统采用高径比为3的细长型脱硫吸收塔，减少了占地面积，尤其适用于老电厂脱硫改造。该塔经多次改进，改善了塔内的流场和传热传质条件，使脱硫吸收塔可以安全稳定运行。
(4) 旋转喷雾器采用大功率变频调速装置，具有体积小、重量轻、操作维护方便的特点。
(5) DCS(分散控制)系统和控制水平能适应该试验装置的控制要求，但若作为商业装置推广，还需在冗余和可靠性方面进一步完善。
3.2 设备运行
(1) 该脱硫装置自1994年10月5日投入试验运行，至1998年3月31日工业试验结束，累计运行14 419 h。1998年4月1日移交中方管理后，至1999年11月10日，累计运行7 788 h。
(2) 该装置调节控制性能良好，可适应设计范围内的负荷(烟气量、烟气SO2浓度等)变化。
(3) 该装置投运初期故障较多，经中日双方共同努力，这些问题基本得到解决。移交中方管理后，山东黄岛发电厂又作了进一步改进完善，使脱硫装置的运行更加稳定，可用率明显提高。
3.3 经济分析
3.3.1 建设投资
该项目建设费用为17.38亿日元，相当于人民币1.086亿元，其中设备费用5 912.5万元，设计及工厂试验费1 187.5万元，土建安装费用2 985.7万元，试运调整费775万元。按脱硫烟气量相对应的发电量折算，单位投资为1 340元／kW。上述费用若排除工业试验特殊性引起的费用，按日本国电源开发(株)的测算，建设费用可降低至11.85亿日元，相当于人民币7 106万元，单位投资相应降低为889元／kW。
3.3.2 年运行费用
该项目的年运行费为1 850万元人民币，按照脱硫量对应的发电容量约为8.33万kW计算 ，每kW·h电的脱硫成本为0.040 4元，相应脱SO2的成本为4 486元／kg。
上述费用中若排除工业试验特殊性引起的费用，年运行费用将相应有所降低。
3.4 问题
以上评价较全面地代表了该脱硫装置4年多来工业试验及随后的实际运行情况，从社会 、环境、效益方面收益颇大，但该装置在设计中未能考虑副产品回收再利用的问题。
4 普及与推广应用前景
(1) 旋转喷雾(半干法)是一种常用的脱硫工艺，山东黄岛发电厂脱硫装置采取了很多有利于提高工艺实用性和竞争力的设计，如采用占地面积小的细高型反应塔，体积小、维护量少、运行可靠的一体化高速变频电机驱动的旋转喷雾器，这些在国内外都具有一定的先进性，和其他脱硫工艺相比，尚具有占地面积小、工艺系统简单、水耗低、能耗低等优点，对于缺水又缺少脱硫预留场地的中小机组进行脱硫改造很有吸引力，极具推广应用前景，但需对制浆系统进一步简化，并提高吸收剂的利用率，这样做前景更佳。
(2) 在脱硫选择上，应考虑一是要经济性好；二是要可靠性高；三是脱硫工艺要符合清洁生产的要求，即要节水、减少占地、节能且脱硫副产品能实现综合利用；四是要考虑技术的先进性和可改造性，以适应不断提高的环保要求。示范项目的国产化离不开以上4个方面的问题。应注意的是：除主机要引进技术外，其他诸如DCS(分散控制)系统、喷雾轮、喷嘴及调节装置等需要进行技术研究，以便尽快实现国产化的目标。
参考文献
［1］赵太平，王寿增.中日合作高硫煤脱硫技术试验情况.华北电力技术，1995，(7).
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