华电国际电力股份有限公司烟气脱硫设施运行现状及整改方案.doc

华电国际电力股份有限公司烟气脱硫设施运行现状及整改方案

2008年2月14日

根据2007年9月集团公司在成都召开的环保会议精神，围绕“投运率和脱硫效率达到95％”的要求，华电国际公司对公司内部脱硫设施运行情况进行了进一步调查，针对发现的问题，公司成立了脱硫设施整治组织机构，并制定了整治方案，准备与设备厂家和有关科研机构进行联合，加强研究，进行脱硫设施整治试点工作，并逐步推广。本着积极而稳妥的态度，在确保安全可靠的基础上，实事求是、科学合理地解决问题。
一、华电国际公司烟气脱硫设施运行现状
首先我们进一步了解了公司系统现有脱硫设施的运行情况，对集团公司环保专项检查中查出的各单位脱硫设施存在的问题，逐条进行了解了整改情况并落实下一步整改计划，并调查统计了2007年8月份以来各单位脱硫设施的运行情况，部分单位因历史数据不全未列入。
从调查情况看，能够完全关闭旁路挡板长期稳定运行的，只有邹县电厂三期脱硫系统，青岛公司脱硫设施具备关闭旁路挡板门运行的条件，但因燃煤含硫量超过设计值20％以上，统计期间一直开旁路运行。
潍坊、十里泉、滕州、新乡、宿州等单位分别存在增压风机、旁路挡板、吸收塔等设备缺陷，必须进行整改才能保证稳定运行。
其他单位脱硫设施也都存在设计、设备、安装质量等原因造成的脱硫设施缺陷。
另外，除邹县、莱城、淄博外，其他单位燃煤含硫量都超过设计值20％以上。华电国际公司各单位的脱硫设备出力基本按20％裕量考虑。如果燃煤含硫量长期超过设计值20％以上，超出部分脱硫设备的实际处理能力，会加剧设备的磨损和腐蚀。
总的说来，目前公司系统脱硫设施整体设备及运行状况较差，远达不到关闭旁路挡板门长期稳定运行及投运率和脱硫效率不小于95％运行的能力。
二、华电国际公司脱硫设施整改方案
1．整改内容：
1）对现有脱硫设施存在的缺陷进行彻底治理。尤其是对增压风机、旁路挡板等设备问题。
2）另外，从公司各单位实际情况来看，长期关旁路运行还需进行部分技术改造：
一是修改逻辑，调整增压风机、原净烟气挡板、旁路挡板的开停逻辑关系，保证至少一条烟气通道畅通。二是修改旁路挡板门驱动装置，采用双驱动，至少一节为气动，快开时间小于15秒，并定期进行开关试验，防止卡涩。三是旁路烟道加装防爆门，在水平烟道原烟气侧加装防爆门，当烟气通道不能畅通，压力瞬间升高后，防爆门打开，保护烟道。
3） 检验现有脱硫设施的实际处理能力，即检验满足旁路挡板门关闭和排放浓度条件下脱硫设施允许的燃煤含硫量最高值为多少。
3) 检验安装防爆门的效果。拟联合防爆门生产厂家及设计单位，进行防爆门的出厂及安装后的冲击性试验。
2．整改计划
1）试点阶段：
选择三个项目进行试点，公司从技术、资金、人员等方面进行全方位支持，实行彻底改造，达到要求。
试验时间：计划在2007年12月至2008年4月完成
组织方式：从基层单位抽调人员组成督导组，进驻现场督导试点工作。
试点单位及情况：拟选择邹县电厂四期脱硫系统、潍坊公司二期脱硫系统和滕州二期脱硫系统为试点。
以上脱硫系统目前设备缺陷较多，准备利用机组大修的机会，对脱硫系统存在的缺陷进行彻底治理，并进行部分技术改造，包括对吸收塔壁板重新焊补及衬胶，吸收塔滤网更换，旁路挡板门执行机构改造，旁路烟道加装防爆门等。整改完毕后进行脱硫系统关闭旁路挡板门运行试验，并视情况进行防爆门冲击性试验。
试验目标：拟通过对邹县四期脱硫设施的试点，总结并推广其在设备检修维护、运行操作、定期工作以及管理制度等方面的经验。
通过对潍坊二期和滕州二期脱硫设施的试点，对设备治理的方式、费用，安装防爆门的实际效果以及燃煤含硫量超过设计值20％以上时的运行操作和脱硫设施的实际出力进行试验及总结，并进行推广。
2）全面治理阶段：
治理时间：2008年1月～12月
通过试点单位的经验，指导其他单位脱硫设施的维护和整改工作。对试点外的脱硫设施的技改工作，结合公司2008年环保技改项目和机组大小修进行，上半年
由于各单位机组大小修时间跨度较大，有些脱硫系统的整改项目必须等停机才能进行，所以预计需到明年12月底才能完成全部运行脱硫设施的整改工作。
3）经验总结阶段
时间：2008年3月～12月
由于各单位机组大小修时间安排错开，脱硫系统的部分缺陷必须等停机才能治理，整改工作时间跨度较长，所以采取边整改边总结的方式。
3.资金来源
对已经移交生产，但未出质保期的环保设施，督促各单位在质保期内与承包方联系解决，并严格控制质保金的支付；
对已出质保期的设备存在的问题，根据轻重缓急，逐步落实技改项目。计划从2008年大修费用和技改费用中预留部分资金专门用于脱硫设施的整改治理。
目前从上述三厂脱硫设施存在的缺陷看，需要资金缺口较大。邹县四期约需要1857万元，潍坊和滕州二期如果燃煤含硫量满足设计要求，潍坊二期约需要整改资金1472万元，滕州二期约需要4000多万元，如果燃煤含硫量维持目前的水平，则必须对整个脱硫系统重新设计改造，则每台机组脱硫整改估计至少需要5000多万元。
据此，从华电国际公司总体情况来看，保守估计脱硫设施的整治工作至少需要2亿元。如果燃煤含硫量居高不下，则需要资金更多。
三、试点情况
根据公司烟气脱硫设施整治试点工作的安排，结合机组检修计划，公司脱硫设施整治工作小组组织相关人员，分别于2008年1月11日和2008年1月30日，对潍坊公司＃3机组烟气脱硫系统及滕州公司＃4机组烟气脱硫系统进行了全关旁路挡板门运行试验。现将相关情况和出现的问题及分析简要汇报如下：
（一） 试验情况
1. 潍坊公司＃3脱硫系统试验情况
2008年1月11日，潍坊＃3机组脱硫系统在主机停运检修之前，进行了关闭旁路挡板门运行试验，由于时间紧张，加之旁路挡板门在调试期间没有进行冷、热态试验，为保证机组安全稳定运行，本次旁路挡板门实际关闭90％，通过调节增压风机叶片开度，达到全烟气脱硫运行。
试验期间机组负荷53～58万千瓦（满负荷67万），燃煤含硫量为1.4～2.7％左右（潍坊公司实际燃煤含硫量约在2.0～2.5％左右，此次燃用1.4％的低硫煤是专门为迎检准备），最高超出设计煤质含硫量（1.5％）约80%。脱硫效率82%～97%。
旁路挡板门关闭至90%运行，机组负荷53万千瓦，入口SO2浓度在3000-3500 mg/m3（含硫量约1.5～1.7％）的情况下，脱硫效率能维持在95%以上。入口SO2浓度达到5500 mg/m3时，吸收塔浆液pH值下降最低到3.8，脱硫效率下降最低至82%,不能维持正常运行,开启旁路挡板门，调整增压风机静叶开度，脱硫效率降低至70%以下，pH值维持后回升。
2.滕州公司＃4脱硫系统试验情况
＃4脱硫系统于2008年14：30开始，进行关闭旁路挡板门运行试验，至当日15：10左右，旁路挡板门全部关闭运行，至16：42左右，因吸收塔浆液pH值下降到4.0左右且不能维持，为避免长时间运行对设备造成腐蚀，遂开启旁路挡板门运行。试验期间机组负荷维持在26万千瓦（80％BMCR）。
试验期间燃煤含硫量为2.2％左右，超出设计煤质含硫量1.5％约46.7%。
关闭旁路挡板前脱硫系统运行参数：
入口SO2浓度约4500mg/Nm3（试验期间因CEMS入口测量管破损，向里漏入空气，测量结果不准，入口SO2浓度显示3584mg/Nm3，入口氧量为20.8%，根据入炉煤煤质分析，此时含硫量应在2.2％左右，入口SO2浓度应在4500mg/Nm3左右），出口SO2浓度140mg/Nm3左右，脱硫效率约97％。吸收塔浆液pH值维持在4.8～5.1左右，三台浆液循环泵和一台供浆泵运行。
关闭旁路挡板门后运行情况：
当日16：30左右，即全关旁路挡板运行1个小时后，吸收塔pH值降至4.07～4.37，且继续下降，出口SO2浓度达到1440mg/Nm3，脱硫效率只有70％左右。投入第四台浆液循环泵和备用吸收塔供浆泵，并将全部调门开至最大，限于管路特性的约束，吸收塔供浆量只增加了6 m3/h左右(额定流量45 m3/h)，运行至16：42左右，吸收塔pH值降至4.06～4.28，且继续下降，出口SO2浓度仍在1430mg/Nm3左右，达不到400 mg/Nm3的排放标准。因pH值降至4.0以下会加剧对设备的腐蚀，在无法维持吸收塔pH的情况下，为避免对设备的损害，将旁路开启。
全关旁路运行期间，烟风系统正常，增压风机电机电流平稳，振动不超标。
试验期间出口SO2浓度变化曲线见下图。

（二）原因分析：
（1）潍坊＃3脱硫系统和滕州＃4脱硫系统不能关闭旁路挡板门稳定运行的主要原因，是由于实际燃煤含硫量超过设计值及裕量，超出了脱硫系统实际处理能力而不能维持系统平衡，导致无法正常运行。
（2）吸收塔pH值不能维持的主要原因是入口SO2浓度升高后，吸收反应生成的CaSO3增多，石灰石供浆泵及氧化风量限于设计出力，供浆及氧化风量不足等所致。由于管路特性的约束，即使投入备用的另一台吸收塔供浆泵，也只能增加到额定流量的15％左右。
（3）脱硫效率降低的直接原因是吸收塔pH值不能维持，浆液吸收能力下降所致，同时与氧化风量、烟气与浆液接触面积、循环浆液停留时间等不足也密切相关。最终原因仍然是燃煤含硫量严重超出设计值所致。
（三）改造方案分析：
从试验情况及原因分析来看，如果潍坊公司和滕州公司燃煤继续维持目前含硫量不能降下来或者继续升高，则只靠改造供浆系统与石膏脱水系统，只能保证维持吸收塔pH值达到设计及运行要求，很难保证较高的脱硫效率和出口SO2排放浓度达标。要达到排放要求，则必须进行改造。几种可行的方案如下：
1．方案一：重新设计和改造脱硫系统。包括对原吸收塔及喷淋系统、氧化空气系统、浆液制备系统、石膏脱水系统和废水处理系统的改造，需重新进行计算设计。本方案最大改造难度在于吸收塔本体的尺寸、内部结构可能需要改变，难度大、费较高，且需要停运脱硫设施进行。预计每套至少需要5000万元，费用需详细核算。
2.方案二：另外再增加一套吸收塔，进行二次脱硫或者分烟气量脱硫。此方案需视场地情况，另外需要结合原脱硫系统进行部分子系统的改造，如石膏脱水及废水处理系统。费用需详细核算，预计每套至少需要5000万元。
3.方案三：更换或添加活性更高的吸收剂，提高浆液吸收能力。如更换为熟石灰或者添加Ca（OH）溶液。但运行费用很高。符合脱硫要求的熟石灰市场价格大约300元/吨左右，大约是石灰石粉的2～3倍，以潍坊公司为例，每年要比用石灰石多支出2000万元左右。
（四）建议
1.上述三种方案中，更换吸收剂方案由于运行费用太高，运行3年后即可能超过方案一、二的改造费用，建议不采用。方案一和方案二都是可行的，需要根据具体情况和费用核算比较进行选择。
2.建议委托脱硫公司或者设计院对现有燃煤含硫量严重超标的机组脱硫系统进行收资、核算并设计改造方案。
3.在改造方案未确定之前，对目前检修安排靠前的机组如潍坊＃3机组、滕州＃4机组和邹县＃7机组的脱硫系统，先进行部分子系统（主要是供浆系统和石膏脱水系统）和“卡脖子”设备的改造，裕量按照实际燃煤含硫量计算，以达到能关闭旁路挡板门后稳定运行的能力。
4.供浆系统、脱水系统改造完毕后，通过试验验证在旁路挡板门完全关闭后，脱硫系统满出力运行情况下，脱硫效率达到95%或者达标排放所允许的最高燃煤含硫量，以及实际燃煤条件下的最高脱硫效率，为改造方案提高参考依据。

四、完善公司脱硫工作的其他措施
根据总经理办公会的精神，结合公司实际情况，对公司脱硫工作拟进行以下几方面的改善：
1、从思想上给予高度重视，从源头抓起，改变过去脱硫工程采用的EPC总承包模式，实行和主机建设一样的管理模式，脱硫设备供应厂家及施工队伍由业主直接招标确定，控制设备制造质量和施工安装质量。结合集团公司的试点工作，在11月底进行的莱城电厂＃1、＃2烟气机组脱硫招标工作中，已经按E+P+C(设计、采购、施工分开,业主直接参与)的管理模式完成了设计招标，评标结果已经报集团公司批准。设备招标和施工招标工作也将按计划进度推进。目前准备进行的邹县电厂一二期烟气脱硫项目的招标，也拟按照E＋P＋C的方式进行。
2、联系工程处和物资公司对以往新建和技改工程中的脱硫设备制造厂家进行系统梳理，建立厂家信誉档案，在今后的招标工作中，综合考虑投标价格与厂家能力。
在进行莱城电厂的招标中，已经将在以往脱硫工程中出现较多问题的承包商和设备制造商排除在外，对以往设备质量、服务较好的设备厂家拟实行绿色通道，简化程序，在公司制度允许范围内考虑直接订货。
3、加强对新建机组脱硫设施建设的督导力度，结合集团公司相关文件，在设计、施工、调试、竣工验收等环节生产处积极介入，避免出现移交生产即进行技术改造的现象出现。
4、制定公司系统脱硫设施运行管理制度及措施，逐步使脱硫设施的运行管理纳入正规。
5、加强对脱硫运行人员的培训工作，计划2008年上半年对部分脱硫运行人员进行集中培训。并考虑实现持证上岗。

附件：
1、潍坊二期脱硫整治工程量及费用统计
2、滕州二期脱硫整治工程量及费用统计
3、邹县四期脱硫整治工程量及费用统计