CN111564184A - 燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫so3协同脱除效率预测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种燃煤电厂石灰石‑石膏湿法脱硫SO3协同脱除效率预测方法，属于工业废气净化环保及能源领域。本发明通过针对具体燃煤电厂石灰石‑石膏湿法脱硫装置开展资料收集、现场测试等工作收集相关数据，确定塔内烟气停留时间、入口烟温、液气比、入口烟尘浓度、入口SO3浓度等参数，再根据石灰石‑石膏湿法脱硫装置投运后性能试验结果确定综合性能修正系数，最终将所得结果代入燃煤电厂石灰石‑石膏湿法脱硫装置SO3脱除效率预测模型进行计算得出SO3脱除效率预测值。本方法具有系统、准确、操作性强、可实时预测的优点，可为石灰石‑石膏湿法脱硫装置的优化运行以及SO3的排放控制提供技术支撑，具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于工业废气净化环保及能源领域，特别涉及一种燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫SO3协同脱除效率预测方法。
背景技术
我国以煤为主的能源结构在相当长时间内不会改变，因此，控制燃煤烟气污染物排放是我国治理大气污染的一项重要工作。在当前燃煤电厂常规烟气污染物全面要求超低排放的形势下，SO3排放由于控制手段相对较为缺乏，对生态环境、电力生产危害性大，已经越来越引起各方重视。另一方面，当前燃煤电厂烟气脱硫应用最广泛的是石灰石-石膏湿法脱硫技术，其在脱除SO2的同时，由于SO3所生成的硫酸气溶胶与喷淋浆液之间存在惯性碰撞、重力沉降、布朗扩散、扩散电泳、热泳等作用，故可以脱除一部分烟气中的SO3，但针对具体燃煤机组又存在SO3脱除效率波动较大且测试难度较大的问题。如能实时、有效的预测石灰石-石膏湿法脱硫装置的SO3脱除效率，则将对石灰石-石膏湿法脱硫装置的优化运行以及SO3的排放控制大有裨益，是当前燃煤烟气脱硫技术领域急需解决的技术难题。
基于上述形势与现状，本发明通过针对反应机理、影响特性、影响规律的深入研究，提出一种燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫SO3协同脱除效率预测方法，具有系统、准确、操作性强、可实时预测的特点，能够产生显著的环保效益与经济效益。
与本发明相关的专利，如公告号CN 100516870——《二水湿法磷酸生产过程中SO3含量的软测量方法》，是通过以磷酸萃取装置中游离硫酸SO3含量为主导变量，以矿浆流量、硫酸流量、料浆流量、液位、磷矿CaO含量等参数为辅助变量，建立湿法磷酸萃取装置的动态机理软测量模型，利用该软测量模型实时计算磷酸萃取装置SO3含量。但该方法仅适用于磷酸生产工业，而本发明所针对的燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫装置SO3脱除效率在反应机理、影响特性、影响参数等方面均与其完全不同，无法参照使用。
发明内容
本发明的目的是针对当前缺乏对燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫装置SO3脱除效率系统、准确、实时进行预测的难题，提出一种燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫SO3协同脱除效率预测方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫SO3协同脱除效率预测方法，其特征是，通过针对具体燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫装置开展资料收集、现场测试等工作收集相关数据，确定塔内烟气停留时间、入口烟温、液气比、入口烟尘浓度、入口SO3浓度等参数，再根据石灰石-石膏湿法脱硫装置投运后性能试验结果确定综合性能修正系数，最终将所得结果代入燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫装置SO3脱除效率预测模型进行计算得出SO3脱除效率预测值，模型方程表达式如式(1)所示；
其中，ηWFGD为石灰石-石膏湿法脱硫装置SO3脱除效率，％；X1为塔内烟气停留时间，s；X2为入口烟温，℃；X3为液气比，L/m3；X4为入口烟尘浓度，mg/m3；X5为入口SO3浓度，mg/m3；K为石灰石-石膏湿法脱硫装置综合性能修正系数；K1为常数系数；K2为塔内烟气停留时间系数；K3为入口烟温系数；K4为液气比系数；K5为入口烟尘浓度系数；K6为入口SO3浓度系数。
进一步的，所述K1取值为-0.391，K2取值为-0.011，K3取值为0.127，K4取值为-0.101，K5取值为-0.004，K6取值为-0.031。
进一步的，针对未投运石灰石-石膏湿法脱硫装置，所述塔内烟气停留时间可通过收集资料，根据设计塔内烟气停留时间确定；针对已投运石灰石-石膏湿法脱硫装置，可结合现场的在线监测数据或测试数据以及脱硫塔的设计参数，通过式(2)计算确定；
式中：t为烟气在脱硫塔内停留时间，s，如双塔双循环脱硫装置为两级塔计算值之和；Q为脱硫塔入口烟气流量，m3/h；Hi为第i级脱硫塔烟气入口至脱硫塔烟气出口的距离，m；Si为第i级脱硫塔烟气通流截面积，m2。
进一步的，针对未投运石灰石-石膏湿法脱硫装置，所述入口烟温可通过收集资料，根据设计入口烟温确定；针对已投运石灰石-石膏湿法脱硫装置，可采用现场的在线监测数据，也可采用现场的测试数据确定。
进一步的，针对未投运石灰石-石膏湿法脱硫装置，所述液气比可通过收集资料，根据设计液气比确定；针对已投运石灰石-石膏湿法脱硫装置，可结合现场的在线监测数据以及脱硫塔的设计参数，通过式(3)计算确定；
式中：L/G ratio为液气比，L/m3；Vi为石灰石-石膏湿法脱硫装置所开启的第i台浆液循环泵的设计流量，L/h；Q为石灰石-石膏湿法脱硫装置入口烟气流量，m3/h。
进一步的，针对未投运石灰石-石膏湿法脱硫装置，所述入口烟尘浓度可通过收集资料，根据设计入口烟尘浓度确定；针对已投运石灰石-石膏湿法脱硫装置，可采用现场的在线监测数据，也可采用现场的测试数据，也可采用煤质分析数据核算确定。
进一步的，针对未投运石灰石-石膏湿法脱硫装置，所述入口SO3浓度可通过收集资料，根据设计入口SO3浓度确定；针对已投运石灰石-石膏湿法脱硫装置，可根据在线监测数据与石灰石-石膏湿法脱硫装置投运后性能试验时的入口SO3浓度测试结果，通过式(4)计算确定；
式中：SO3-inlet，为预测对应的入口SO3浓度，mg/m3；SO2-inlet，为预测对应的入口SO2浓度，mg/m3；SO’3-inlet，为石灰石-石膏湿法脱硫装置投运后性能试验时的入口SO3浓度测试结果，mg/m3；SO’2-inlet，为与SO’3-inlet同一次开展的入口SO2浓度测试结果或对应的在线监测数据，mg/m3。
进一步的，针对未投运石灰石-石膏湿法脱硫装置，所述石灰石-石膏湿法脱硫装置综合性能修正系数取1；针对已投运石灰石-石膏湿法脱硫装置，可根据式(5)计算确定；
式中：K为石灰石-石膏湿法脱硫装置综合性能修正系数；ηWFGD-0为石灰石-石膏湿法脱硫装置在投运后性能试验时的SO3脱除效率，％；η’WFGD-0为根据设计参数预测的石灰石-石膏湿法脱硫装置在投运后性能试验时的SO3脱除效率，％。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：通过采用上述方法，能够系统、准确、实时的预测石灰石-石膏湿法脱硫装置SO3脱除效率，为石灰石-石膏湿法脱硫装置的优化运行以及SO3的排放控制提供技术支撑，能够产生显著的环保效益、安全效益以及经济效益，具有广泛的应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例的系统流程图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例。
某发电企业1000MW燃煤机组石灰石-石膏湿法脱硫装置已投运2年，采用了双塔双循环配置，需要预测该装置在此时的SO3脱除效率。通过收集石灰石-石膏湿法脱硫装置设计资料，确定两级脱硫塔烟气入口至脱硫塔烟气出口的距离，两级脱硫塔烟气通流截面积，石灰石-石膏湿法脱硫装置各台浆液循环泵的设计流量等参数，现场采集在线监测数据确定入口烟温、入口烟尘浓度、入口SO2浓度、入口烟气量，通过查阅石灰石-石膏湿法脱硫装置投运后性能试验时的入口SO2浓度、入口SO3浓度、SO3脱除效率等数据，然后计算石灰石-石膏湿法脱硫装置的塔内烟气停留时间、液气比、入口SO3浓度，然后根据石灰石-石膏湿法脱硫装置投运后性能试验实测的SO3脱除效率与计算SO3脱除效率得出石灰石-石膏湿法脱硫装置综合性能修正系数，最终将所得结果代入燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫装置SO3脱除效率预测模型进行计算得出SO3脱除效率预测值，进而指导后续对石灰石-石膏湿法脱硫装置的运行调整以及SO3的排放控制。
本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫SO3协同脱除效率预测方法，其特征是，通过针对具体燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫装置开展资料收集、现场测试工作收集相关数据，确定塔内烟气停留时间、入口烟温、液气比、入口烟尘浓度、入口SO3浓度参数，再根据石灰石-石膏湿法脱硫装置投运后性能试验结果确定综合性能修正系数，最终将所得结果代入燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫装置SO3脱除效率预测模型进行计算得出SO3脱除效率预测值，模型方程表达式如式(1)所示；
其中，ηWFGD为石灰石-石膏湿法脱硫装置SO3脱除效率，％；X1为塔内烟气停留时间，s；X2为入口烟温，℃；X3为液气比，L/m3；X4为入口烟尘浓度，mg/m3；X5为入口SO3浓度，mg/m3；K为石灰石-石膏湿法脱硫装置综合性能修正系数；K1为常数系数；K2为塔内烟气停留时间系数；K3为入口烟温系数；K4为液气比系数；K5为入口烟尘浓度系数；K6为入口SO3浓度系数。
2.根据权利要求1所述的燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫SO3协同脱除效率预测方法，其特征是，所述K1取值为-0.391，K2取值为-0.011，K3取值为0.127，K4取值为-0.101，K5取值为-0.004，K6取值为-0.031。
3.根据权利要求1所述的燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫SO3协同脱除效率预测方法，其特征是，针对未投运石灰石-石膏湿法脱硫装置，所述塔内烟气停留时间可通过收集资料，根据设计塔内烟气停留时间确定；针对已投运石灰石-石膏湿法脱硫装置，可结合现场的在线监测数据或测试数据以及脱硫塔的设计参数，通过式(2)计算确定；
式中：t为烟气在脱硫塔内停留时间，s，如双塔双循环脱硫装置为两级塔计算值之和；Q为脱硫塔入口烟气流量，m3/h；Hi为第i级脱硫塔烟气入口至脱硫塔烟气出口的距离，m；Si为第i级脱硫塔烟气通流截面积，m2。
4.根据权利要求1所述的燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫SO3协同脱除效率预测方法，其特征是，针对未投运石灰石-石膏湿法脱硫装置，所述入口烟温可通过收集资料，根据设计入口烟温确定；针对已投运石灰石-石膏湿法脱硫装置，可采用现场的在线监测数据，也可采用现场的测试数据确定。
5.根据权利要求1所述的燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫SO3协同脱除效率预测方法，其特征是，针对未投运石灰石-石膏湿法脱硫装置，所述液气比可通过收集资料，根据设计液气比确定；针对已投运石灰石-石膏湿法脱硫装置，可结合现场的在线监测数据以及脱硫塔的设计参数，通过式(3)计算确定；
式中：L/G ratio为液气比，L/m3；Vi为石灰石-石膏湿法脱硫装置所开启的第i台浆液循环泵的设计流量，L/h；Q为石灰石-石膏湿法脱硫装置入口烟气流量，m3/h。
6.根据权利要求1所述的燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫SO3协同脱除效率预测方法，其特征是，针对未投运石灰石-石膏湿法脱硫装置，所述入口烟尘浓度可通过收集资料，根据设计入口烟尘浓度确定；针对已投运石灰石-石膏湿法脱硫装置，可采用现场的在线监测数据，也可采用现场的测试数据，也可采用煤质分析数据核算确定。
7.根据权利要求1所述的燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫SO3协同脱除效率预测方法，其特征是，针对未投运石灰石-石膏湿法脱硫装置，所述入口SO3浓度可通过收集资料，根据设计入口SO3浓度确定；针对已投运石灰石-石膏湿法脱硫装置，可根据在线监测数据与石灰石-石膏湿法脱硫装置投运后性能试验时的入口SO3浓度测试结果，通过式(4)计算确定；
式中：SO3-inlet，为预测对应的入口SO3浓度，mg/m3；SO2-inlet，为预测对应的入口SO2浓度，mg/m3；SO’3-inlet，为石灰石-石膏湿法脱硫装置投运后性能试验时的入口SO3浓度测试结果，mg/m3；SO’2-inlet，为与SO’3-inlet同一次开展的入口SO2浓度测试结果或对应的在线监测数据，mg/m3。
8.根据权利要求1所述的燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫SO3协同脱除效率预测方法，其特征是，针对未投运石灰石-石膏湿法脱硫装置，所述石灰石-石膏湿法脱硫装置综合性能修正系数取1；针对已投运石灰石-石膏湿法脱硫装置，可根据式(5)计算确定；
式中：K为石灰石-石膏湿法脱硫装置综合性能修正系数；ηWFGD-0为石灰石-石膏湿法脱硫装置在投运后性能试验时的SO3脱除效率，％；η’WFGD-0为根据设计参数预测的石灰石-石膏湿法脱硫装置在投运后性能试验时的SO3脱除效率，％。
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