电厂湿磨机磨制石灰石制浆与直购石灰粉制浆的经济性分析研究

电厂湿磨机磨制石灰石制浆与直购石灰粉制浆的经济性分析研究

(淮浙煤电有限责任公司凤台发电分公司安徽淮南232131)

摘要:该文对脱硫吸收剂两种制备系统进行数据分析,使用购买石灰石自行磨制与直购石灰石粉在目前采购价格基础上进行经济性对比,为今后日常使用自备湿磨机购石灰石与直购石灰石粉的选择上提供理论支持,也为后续电厂设计制浆系统提供一定的依据。

关键词:湿磨机石灰石石灰粉脱硫效率

引言:我厂脱硫增容改造后,增加了一套石灰粉制浆系统,提高了脱硫系统供浆的可靠性。目前,石灰石制浆系统与石灰粉制浆系统均在运行。下面对购买石灰石自行磨制与直购石灰石粉在目前采购价格、维护成本以及其它相关费用等方面进行经济性对比,为合理经济运行提供依据,也为后续电厂设计制浆系统提供一定的依据。

一、技术概况

石灰石/石膏湿法烟气脱硫工艺是采用廉价的石灰石或石灰粉作为脱硫吸收剂,石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌制成吸收浆液;石灰石浆液经泵打入吸收塔与烟气充分接触,使烟气中的SO2与浆液中的CaCO3进行反应生成亚硫酸钙(同时去除烟气中部分其他污染物,如粉尘、HCl、HF、SO3),从吸收塔下部浆池鼓入氧化空气使亚硫酸钙氧化成硫酸钙,硫酸钙达到一定饱和度后,结晶形成二水石膏。石膏浆液可脱水后用于综合利用或送至灰场堆放。脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴、加热器加热升温后,由烟囱排入大气。

二、工艺原理

2.1湿式球磨制浆系统工艺流程

石灰石颗粒(粒径≤20mm)运至厂内卸料斗后经皮带输送机、一级金属分离器、斗式提升机送至石灰石储仓内贮存。储仓的石灰石经二级金属分离器处理后,由称重皮带给料机送入湿式球磨机,汇同工艺水或脱水系统的回收水与旋流分离器的底流浓浆一起进入球磨机筒体,经筒内钢球撞击、挤压和碾磨成浆液。浆液经旋流分离器通过水力旋流作用对石灰石浆液进行粗细颗粒分离,浆液中的大颗粒被分离到旋流器的底部形成底流浓浆,回到球磨机中再次碾磨;浆液中的小颗粒从顶部溢出形成稀浆进入石灰石浆液储存罐使用。典型的湿式球磨制浆系统工艺流程如图1所示。

图1:石灰石制浆系统

2.2直购石灰粉制浆系统工艺流程

由运粉罐车将石灰粉打入粉仓,经安装于粉仓顶部的电动给料机进入浆液箱,汇同工艺水或脱水系统的回收水形成稀浆进入石灰石浆液储存罐使用。

三、购石灰石自行磨制与直购石灰石粉经济性对比分析

3.1石灰石磨制与直购石灰粉费用对比分析

3.1.1某年采购石灰石自行磨制后制浆产生的费用主要有以下类别

3.1.2某半年直购石灰石粉制浆产生的费用主要有以下类别

3.2石灰石磨制与直购石灰粉制浆在运行过程中实际用量对比分析

根据目前湿磨机运行的状况,湿磨机磨制的石灰石浆液质量没有石灰粉质量高,在实际运行过程中同等条件下,石灰石的用量较石灰粉多。

5月24日-25日对1号脱硫系统分别用石灰石浆液和石灰粉浆液供浆进行对比试验,试验时曲线见图2、图3所示:

图2:1号吸收塔在石灰石浆液供浆时用量曲线(蓝色曲线为机组负荷,红色曲线为脱硫效率,黄色曲线入口硫份,粉紫色曲线为PH值,绿色曲线为供浆量)

图2曲线分析:图2为5月24日7:00~23:00,1号FGD机组负荷、进口烟气含硫量、吸收塔PH值、石灰石供浆量、脱硫效率的曲线图,从图中可看出在此时段内供浆量平均在24m3/h,9:00以前机组570MW负荷情况下,供浆量一度超过30m3/h(因供浆流量计DCS量程所限,当流量值超过30m3/h时显示为坏点),期间平均供浆量为22m3/h。

图3曲线分析:图3所示为5月25日,7:00~23:00,1号FGD机组负荷、进口烟气含硫量、吸收塔PH值、石灰石供浆量、脱硫效率的曲线图8:40以前1号FGD仍单独通过2号湿磨机磨制浆液供给(1B石灰石浆液泵),而2号FGD仍以石灰粉浆液供给,之后因单台湿磨机运行(1号筒体衬板脱落检修),1号吸收塔供浆量不足(当时2号湿磨机的进料量为6.5t/h),故当班运行人员将1号吸收塔供浆由石灰石浆液改为石、粉混合浆液供给。从图中可看出在此时段内1号吸收塔供浆改为石、粉混合浆液供给后浆液品质得到明显提升:在机组负荷升高150MW、二台吸收塔再循环泵、进口烟气含硫量变化不大情况下供浆量反而得到明显减少(由19m3/h降至14m3/h左右)同时脱硫效率、吸收塔PH值均有不同程度的提升,在机组负荷升至570MW稳定之后系统供浆流量平均在14m3/h,5月25日9:00-23:00期间平均供浆量在12m3/h。

图3:1号吸收塔在石灰石(粉)浆液供浆时用量曲线((蓝色曲线为机组负荷,红色曲线为脱硫效率,黄色曲线入口硫份,粉紫色曲线为PH值,绿色曲线为供浆量)

通过比较其供浆量及浆液密度(石灰石浆液密度为1200kg/m3,石灰粉浆液密度为1350kg/m3)的数据对比得出,石灰石与石灰粉、石灰石的用量对比约为1.6:1,考虑到5月24日至25日,石灰石碳酸钙含量较低,平均约85%,正常情况下石灰石碳酸钙含量约为90%,将这一因素考虑后,其石灰石与石灰粉的用量比为1.2:1,为进一步证明此数据,6月18日-21日对1号脱硫系统再次进行了对比试验,计算后石灰石与石灰粉用量比为1.34:1,两次综合后,石灰石与石灰粉的用量比1.25:1,也就是说在同等运行条件下,如果需要1吨石灰粉用量,那么石灰石就需要用1.25吨,也就是说要想达到同样的脱硫效率,石灰石用量是石灰粉用量的1.25倍。

3.3石灰石与石灰粉某年上半年碳酸钙含量对比分析

表一:某年上半年石灰粉与石灰石月平均碳酸钙含量对比

在某年1-6月份石灰石及石灰粉化验结果表中统计,石灰石平均碳酸钙为86.43%,石灰粉平均碳酸钙含量为87.17%,石灰粉碳酸钙含量略高,基本上碳酸钙含量的影响可以忽略不计。但总的来说,石灰石及石灰粉的碳酸钙含量均偏低,设计要求石灰石及石灰粉碳酸钙含量达到90%以上,由于碳酸钙含量的降低,在运行过程中石灰石(粉)总用量肯定就会有所增加,按照目前实际石灰石(粉)碳酸钙含量与设计要求石灰石(粉)碳酸钙含量对比,石灰石(粉)总用量约增加15%,其它相关成本也会有所增加。

3.5结论

在石灰石与石灰粉碳酸钙含量影响因素不计的情况下,综合以上所述各项费用及其它影响因素,购买石灰石自行磨制综合单价应为218元/吨,直购石灰粉的综合单价应为191元/吨。仅以目前的市场价格来说,石灰石和石灰粉价格有差别,但考虑到石灰石及石灰粉所有相关的其它费用及影响因素以后,用石灰粉比较经济。以每年的石灰粉耗量8万吨计算,每年的石灰粉总费用为1528万元;由于石灰石存在用量差,石灰石耗量是石灰粉的1.25倍,石灰石每年的耗量为2180万元,用石灰粉每年节约费用为652万元

四、结束语

针对以上结论,建议后期建设的电厂,还是以直购石灰粉制浆比较经济。

作者简介:杨昕,工作单位:淮浙煤电有限责任公司凤台发电分公司,从事除灰脱硫工作19年,现为凤台电厂除灰脱硫运行专业工程师。

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