CN112540158B - 石灰石湿法脱硫强制氧化空气利用率的测试方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种石灰石湿法脱硫强制氧化空气利用率的测试方法，其方法包括：基于石灰石湿法脱硫吸收塔浆液自然氧化率的测试方法获取吸收塔浆液自然氧化率；锅炉在设计煤种及设计硫含量、满负荷工下稳定运行，石灰石湿法脱硫系统所有设备应全部投入运行，脱硫效率在设计范围内；分析浆液过滤后固体中的CaSO3.1/2H2O含量；当浆液过滤后固体中CaSO3.1/2H2O含量小于1％时，试验结束，计算强制氧化空气的利用率。本发明实施例提供了一种操作简单、准确性高、测定迅速的石灰石湿法脱硫吸收塔浆液强制氧化空气的利用率测试方法。

Description

石灰石湿法脱硫强制氧化空气利用率的测试方法
技术领域
本发明涉及石灰石湿法脱硫领域，具体涉及一种石灰石湿法脱硫强制氧化空气利用率的测试方法。
背景技术
根据我国《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)规定，200MW 及以上机组必须配套了脱硫装置。根据统计，国内95％以上火电机组均是采用石灰石-石膏湿法脱硫技术，广西已运行的23个火电厂中有22个是采用石灰石-石膏湿法脱硫技术。
石灰石-石膏湿法烟气脱硫中,吸收剂石灰石(CaCO3)与烟气中SO2反应如下式所示：
CaCO3+SO2+→CaSO3.1/2H2O
CaSO3.1/2H2O+O2＝CaSO4.2H2O
吸收塔浆液中亚硫酸钙CaSO3.1/2H2O氧化成CaSO4.2H2O所需要的氧来自于2个部分：一是烟气中的氧，称之为自然氧化；二是吸收塔氧化风机鼓入空气中的氧，称之为强制氧化，相应其鼓入的空气称为强制氧化空气。由于氧气很难溶于水，鼓入空气中的氧只有少部分被利用。因此，氧化风机鼓入浆液中空气中的氧被浆液中亚硫酸钙CaSO3.1/2H2O利用的体积百分比氧化成，也就是强制氧化空气利用的体积百分比称之强制氧化空气的利用率。吸收塔浆液氧化完全是否判断依据是吸收塔浆液过滤后固体中亚硫酸钙CaSO3.1/2H2O的含量是否小于1％。
强制氧化空气的利用率主要是与吸收塔强制氧化系统结构、形式及氧化风机出口压力等因素有关，是反映吸收塔浆液强制氧化系统的一个特征值。
强制氧化空气的利用率是脱硫系统较重要的设计参数，强制氧化空气的利用率，强制氧化需要的空气量就愈少，相应脱硫系统投资费用及运行费用就愈少。反之，强制氧化空气的利用率越低，强制氧化需要的空气量就愈大，相应脱硫系统投资费用及运行费用就愈大。
目前国内外石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统浆液的强制氧化空气的利用率均是采用经验值，并且不同的脱硫设计公司采用不同的经验值。根据相关资料，氧化空气的利用率经验值基本是在30％～40％这一范围。由于没有实测数据，其准确性至今未得到验证。强制氧化空气的利用率设计取值过高可能使强制氧化系统设计过小，造成吸收塔浆液氧化不完全，脱硫系统无法正常运行，强制氧化空气的利用率取值过低则造成设备的浪费，脱硫系统用电量增大。因此，现急需开发出一种操作简单、准确性高、测定迅速的吸收塔浆液强制氧化空气的利用率测试方法。
发明内容
针对现在没有石灰石湿法脱硫吸收塔浆液强制氧化空气的利用率的测试方法，本发明的目的是提供操作简单、准确性高、测定迅速的石灰石湿法脱硫吸收塔浆液强制氧化空气的利用率测试方法。
本发明实施例提供一种石灰石湿法脱硫强制氧化空气利用率的测试方法，所述方法包括：
基于石灰石湿法脱硫吸收塔浆液自然氧化率的测试方法获取吸收塔浆液自然氧化率；
锅炉在设计煤种及设计硫含量、满负荷工下稳定运行，石灰石湿法脱硫系统所有设备应全部投入运行，脱硫效率在设计范围内；
记录烟气在线监测装置上的脱硫系统入口和出口SO2浓度、烟气流量、烟气O2浓度30min的平均值、氧化风机流量，连续2h，同时每30min取吸收塔浆液样一次，分析浆液过滤后固体中的CaSO3.1/2H2O含量；
当浆液过滤后固体中CaSO3.1/2H2O含量小于1％时，试验结束，计算强制氧化空气的利用率。
所述基于石灰石湿法脱硫吸收塔浆液自然氧化率的测试方法获取吸收塔浆液自然氧化率包括：
步骤一：准备可供锅炉燃烧在5.8小时至6.2小时的燃煤，所述燃煤的硫含量控制在设计值的58％-62％；
步骤二：将锅炉负荷调节到锅炉最大出力50％，保持燃烧工况的稳定；脱硫系统投运后应正常、稳定，吸收塔浆液循环泵、搅拌器全部运行，脱硫系统的脱硫效率、脱水正常；
步骤三、停运石灰石湿法脱硫系统的氧化风机，维持锅炉燃烧工况、脱硫设备的运行参数基本不变，进行第一次测试，并记录测试开始时间；
步骤四、每30分钟记录一次烟气在线监测装置上的脱硫系统入口和出口SO2浓度、烟气流量、烟气O2浓度30分钟的平均值，连续1h，共记录两次，计算其1h平均值；
步骤五、在进入步骤四的同时，每30min取吸收塔浆液样一次，分析浆液过滤后固体中的CaSO3.1/2H2O含量；
步骤六、如果吸收塔浆液过滤后固体中的CaSO3.1/2H2O含量小于1％，则将锅炉最大出力在原有的基础上提高一预设阈值，重复进入步骤四；
步骤七、如果收塔浆液过滤后固体中CaSO3.1/2H2O含量大于1％，测试结束；
步骤八、计算本次测试中的吸收塔浆液自然氧化率。
所述步骤六之后还包括：重新启动氧化风机的运行。
步骤六中的预设阈值为：5％到25％之间的任一取值。
所述步骤一中准备可供锅炉燃烧在6小时的燃煤，所述燃煤的硫含量控制在设计值的60％。
所述脱硫设备的运行参数包括浆液pH值。
所述方法还包括：当浆液过滤后固体中CaSO3.1/2H2O含量大于1％时，试验结束，则判断脱硫系统的强制氧化空气系统不符合设计要求。
相比于现有技术，本实施例所提供的火电厂石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统浆液强制氧化空气利用率的测试方法，该测试方法是利用火电厂现有的石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统，通过测试得吸收塔浆液自然氧化率后，启动吸收塔的氧化风机，测试浆液中亚硫酸钙(CaSO3.1/2H2O)含量、烟气脱硫系统(FGD)进、出口的SO2浓度、烟气量及氧化风机风量，从而计算烟气脱硫系统浆液的强制氧化空气利用率。
本发明技术优点有：至今未有火电厂烟气脱硫系统浆液强制氧化空气利用率的测试方法，该分析测试方法简单、不需要专门的试验装置，直接在已有的脱硫系统进行测试，其结果准确，符合工程实际情况,可分析、判断火电厂烟气脱硫强制氧化系统运行过程中存在的问题，为保证脱硫系统的正常运行提供保障。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为发明实施例中的石灰石湿法脱硫强制氧化空气的利用率的测试方法流程图；
图2为本发明实施例中的石灰石湿法脱硫吸收塔浆液自然氧化率的测试方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
具体的，图1示出了本发明实施例中的石灰石湿法脱硫强制氧化空气的利用率的测试方法流程图，该方法包括以下步骤：
S201、基于石灰石湿法脱硫吸收塔浆液自然氧化率的测试方法获取吸收塔浆液自然氧化率；
具体的，图2示出了本发明实施例中的石灰石湿法脱硫吸收塔浆液自然氧化率的测试方法流程图，具体步骤如下：
S101、准备可供锅炉燃烧的燃煤，所述燃煤的硫含量控制在设计值；
具体的，准备可供锅炉燃烧约6小时的燃煤，其燃煤的硫含量应控制在设计值的60％左右，其他燃煤煤质应与设计值基本相同。
S102、将锅炉负荷调节到锅炉最大出力50％，保持燃烧工况的稳定；
具体的，将锅炉负荷调节到锅炉最大出力(BMCR)50％，保持燃烧工况的稳定；脱硫系统投运后应正常、稳定，吸收塔浆液循环泵、搅拌器全部运行，脱硫系统的脱硫效率、脱水等正常。
S103、停运石灰石湿法脱硫系统的氧化风机，维持锅炉燃烧工况、脱硫设备的运行参数基本不变，进行第一次测试，并记录测试开始时间；
具体的，停运石灰石湿法脱硫系统的氧化风机，维持锅炉燃烧工况、脱硫设备的运行参数(包括浆液pH)基本不变，进行第一次测试(i＝1)，并记录测试开始时间。
S104、每30分钟记录一次烟气在线监测装置上的脱硫系统入口和出口 SO2浓度、烟气流量、烟气O2浓度30分钟的平均值，连续1h，共记录两次，计算其1h平均值；
S105、每30min取吸收塔浆液样一次，分析浆液过滤后固体中的 CaSO3.1/2H2O含量；
步骤S104和步骤S105中：每30min(30分钟)记录一次烟气在线监测装置(CEMS)上的脱硫系统入口和出口SO2浓度、烟气流量、烟气O2浓度30min的平均值，连续1h，共记录两次，计算其1h平均值；同时每 30min取吸收塔浆液样一次，分析浆液过滤后固体中的CaSO3.1/2H2O含量。
S106、判断吸收塔浆液过滤后固体中的CaSO3.1/2H2O含量是否小于1％；
S107、如果吸收塔浆液过滤后固体中的CaSO3.1/2H2O含量小于1％，则将锅炉BMCR在原有的基础上提高10％，重复试验(即进入S104)所有步骤(i＝2)。
这里可以设置锅炉BMCR的预设阈值，该预设阈值在5％到25％之间的任一取值，这里取值10％进行实验。
S108、每次试验都是将锅炉BMCR在原有的基础上提高10％，当第i+1 次试验吸收塔浆液过滤后固体中CaSO3.1/2H2O含量大于1％，测试结束；
测试结果之后，需要重新启动氧化风机的运行。
S109、计算本次测试中的吸收塔浆液自然氧化率。
吸收塔浆液自然氧化率的计算如(1)式所示：
Figure BDA0002797263570000061
Figure BDA0002797263570000062
Figure BDA0002797263570000063
式中：
Z：石灰石湿法脱硫吸收塔浆液自然氧化率，％；
WSO2，自：吸收塔浆液中利用烟气中的氧氧化的SO2量，mol；
WSO2，设：脱硫系统设计脱除的SO2量，mol；
Qi：第i次测试时(CEMS)上的脱硫系统入口烟气流量30min的平均值，m3/h(标，干，O26％)；
Q设：脱硫系统设计的入口烟气流量，m3/h(标，干，O26％)；
Ci，SO2，入口：第i测试时，脱硫系统入口CEMS测得的SO2浓度30min 平均值，mg/m3(标，干，O26％)；
Ci，SO2，出口：第i测试时，脱硫系统出口CEMS测得的SO2浓度30min 平均值，mg/m3(标，干，O26％)；
C设，SO2，入口：脱硫系统入口的设计SO2浓度，mg/m3(标，干，O26％)；
C设，SO2，出口：脱硫系统出口的设计SO2浓度，mg/m3(标，干，O26％)。
S202、锅炉在设计煤种及设计硫含量、满负荷工下稳定运行，石灰石湿法脱硫系统所有设备应全部投入运行，脱硫效率在设计范围内；
S203、记录烟气在线监测装置上的脱硫系统入口和出口SO2浓度、烟气流量、烟气O2浓度30min的平均值、氧化风机流量，连续2h，同时每 30min取吸收塔浆液样一次，分析浆液过滤后固体中的CaSO3.1/2H2O含量；
S204、当浆液过滤后固体中CaSO3.1/2H2O含量小于1％时，试验结束，计算强制氧化空气的利用率；
S205、当浆液过滤后固体中CaSO3.1/2H2O含量大于1％时，试验结束，则判断脱硫系统的强制氧化空气系统不符合设计要求。
实施例2
该检测方法包括利用石灰石湿法脱硫吸收塔浆液自然氧化率的测试方法测试得到浆液的自然氧化率；锅炉在设计煤种及设计硫含量(最大硫含量)、满负荷工况(BMCR)下稳定运行，石灰石湿法脱硫系统所有设备应全部投入运行，其脱硫效率在设计范围内；记录烟气在线监测装置(CEMS) 上的脱硫系统入口和出口SO2浓度、烟气流量、烟气O2浓度30min的平均值、氧化风机流量，连续2h，同时每30min取吸收塔浆液样一次，分析浆液过滤后固体中的CaSO3.1/2H2O含量；当浆液过滤后固体中CaSO3.1/2H2O 含量小于1％时，试验结束，用(1)、(2)式计算强制氧化空气的利用率；当浆液过滤后固体中CaSO3.1/2H2O含量大于1％时，试验结束，脱硫系统的强制氧化空气系统不符合设计要求。
吸收塔浆液强制氧化空气的利用率计算如(1)式所示：
Figure BDA0002797263570000071
Figure BDA0002797263570000072
式中：
η：石灰石湿法脱硫吸收塔浆液强制氧化空气的利用率，％
石灰石湿法脱硫吸收塔浆液强制氧化空气的利用率分设计工况下强制氧化空气的利用率、强制氧化空气最大利用率。
当锅炉在设计煤种及设计硫含量、满负荷工况(BMCR)下稳定运行，石灰石湿法脱硫系统所有设备应全部投入运行，其脱硫效率在设计范围内时测得的强制氧化空气的利用率为设计工况下强制氧化空气的利用率。
当锅炉在燃煤最大允许硫含量或脱硫系统入口SO2浓度最大允许值(燃煤其它含量应为设计值，如发热量)、满负荷工况(BMCR)下稳定运行，石灰石湿法脱硫系统所有设备应全部投入运行，其脱硫效率在设计范围内时测得的强制氧化空气的利用率为强制氧化空气最大利用率。
q理论：
1)测试设计工况下强制氧化空气的利用率时是锅炉在设计煤种、满负荷工况(BMCR)下，吸收塔浆液过滤后固体中的CaSO3.1/2H2O含量小于 1％时脱硫系统脱除SO2理论上需要的空气量，m3/h(标)；
测试强制氧化空气最大利用率时是浆液过滤后固体中的CaSO3.1/2H2O 含量小于1％时脱硫系统入口SO2浓度达到最大允许值时脱除SO2理论上需要的空气量，m3/h(标)。
q风机：氧化风机出口空气流量，m3/h(标)；
Z：石灰石湿法脱硫吸收塔浆液自然氧化率，％；
Q：测试时(CEMS)上的脱硫系统入口烟气流量平均值，m3/h(标，干，O26％)；
CSO2，入口：测试时，脱硫系统入口CEMS测得的SO2浓度平均值，mg/m3 (标，干，O26％)；
CSO2，出口：测试时，脱硫系统出口CEMS测得的SO2浓度平均值，mg/m3 (标，干，O26％)；
16：1/2O2分子量；
64：SO2的分子量；
22.4：1mol气体物质在标准状态下所占体积，L；
0.21：空气中O2所占体积百分比。
本发明实施例所涉及的石灰石湿法脱硫强制氧化空气的利用率测试方法，包括以下步骤：
(1)准备可供锅炉燃烧约6小时的燃煤，其燃煤煤质应符合锅炉设计要求。同时准备除以硫含量不同外其它煤质与设计煤质基本相同的燃煤，用于强制氧化空气最大利用率的测试。
(2)锅炉负荷调节到锅炉最大出力(BMCR)100％，保持燃烧工况的稳定；脱硫系统投运后应正常、稳定，吸收塔浆液循环泵、氧化风机、搅拌器等全部运行，脱硫系统的脱硫效率、脱水等正常，脱硫效率在设计范围内。
(3)每30min记录一次烟气在线监测装置(CEMS)上的脱硫系统入口和出口SO2浓度、烟气流量、烟气O2浓度30min的平均值以及氧化风机出口流量，连续2h，共记录3～4次；同时每30min取吸收塔浆液样一次，分析浆液过滤后固体中的CaSO3.1/2H2O含量。
(4)当浆液过滤后固体中CaSO3.1/2H2O含量小于1％时，，试验结束，用(1)、(2)式计算强制氧化空气的利用率。
(5)当吸收塔浆液过滤后固体中的CaSO3.1/2H2O含量大于1％，时，试验结束，脱硫系统的强制氧化空气系统不符合设计要求。
实施例3
广西某电厂330MW机组的2号机组石灰石湿法烟气脱硫系统吸收塔浆液强制氧化空气的利用率的测试
(11)广西某电厂330MW机组采用石灰石湿法烟气脱硫系统，吸收塔共有4层喷淋层(相应4台浆液循环泵)，燃煤中硫含量设计值为2.83％，处理烟气中SO2浓度FGD入口设计值为6800mg/m3(标，干，O26％)，设计处理烟气量1089235m3/h(标，干，O26％)，其排放SO2浓度允许排放标准是小于400mg/m3(标，干，O26％)。每个吸收塔设置二台氧化风机(一用一备)的强制氧化空气系统，每台氧化风机流量为19000m3/h(标态)。
(12)对烟气脱硫系统(FGD)进、出口测量烟气SO2浓度、烟气量的烟气在线监测仪(CEMS)进行了校验，其误差符合《固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及监测方法》(HJ/T 76-2007)的规定要求。同时对氧化风机出口流量计进行校验，一台氧化风机运行时空气流量为 19213m3/h(标态)。
(13)利用一种石灰石湿法脱硫吸收塔浆液自然氧化率的测试方法测试得该机组脱硫系统吸收塔浆液的自然氧化率为25.1％。
(一)设计工况下强制氧化空气利用率的测试
1)该锅炉设计的燃煤硫含量Sar＝2.83％，锅炉满负荷时燃煤量160t/h。为此，通过燃煤掺配方式准备了硫含量约为2.83％的燃煤，燃煤数量大约 1000t。
2)吸收塔的4台浆液循环泵全部运行，1台氧化风机运行，脱硫系统其它设备运行正常，脱硫效率在设计值范围内。
3)将锅炉负荷调整到330MW并稳定后，此时FGD入口的烟气在线监测仪(CEMS)显示的SO2浓度在6900mg/m3左右，烟气量在110000m3/h (标，干，O26％)左右，取吸收塔浆液过滤后分析其固体中亚硫酸钙 (CaSO3.1/2H2O)含量为0.2％左右，说明浆液中亚硫酸钙氧化完全。
4)保持满负荷工况连续运行，每30min记录一次烟气在线监测装置 (CEMS)上的脱硫系统入口和出口SO2浓度、烟气流量、烟气O2浓度30min 的平均值，连续2h，共记录四次，取其平均值；同时每30min取吸收塔浆液样一次，分析浆液过滤后固体中的CaSO3.1/2H2O含量。吸收塔浆液固体中亚硫酸钙含量平均在0.3％左右。这说明脱硫系统浆液的氧化正常。试验结束。
5)试验测试结果如下表1。
表1:广西某电厂2×330MW机组2号机组石灰石湿法烟气脱硫系统吸收塔浆液强制氧化空气的利用率测试结果
锅炉负荷MW 330 设计值
FGD入口SO<sub>2</sub>浓度mg/m<sup>3</sup>(2小时平均值) 6902 6800
FGD出口SO<sub>2</sub>浓度mg/m<sup>3</sup>(2小时平均值) 206 400
FGD入口烟气量m<sup>3</sup>/h(2小时平均值) 110245 1089235
氧化风机风量m3/h(标) 19213 19000
浆液固体中亚硫酸钙含量％ 0.32 ≦1
浆液自然氧化率％ 25.1 /
强制氧化空气的利用率％ 12.0
由表1可得在设计条件下，广西某电厂2×330MW机组2号机组石灰石湿法烟气脱硫系统在设计工况下强制氧化空气的利用率为12.0％。
为进一步验证其结果的准确性，继续在条件完全相同的该电厂1号机组进行同样试验，测试得在设计工况下强制氧化空气的利用率为13.2％。
(二)强制氧化空气最大利用率
1)该锅炉设计的燃煤硫含量Sar＝2.83％，锅炉满负荷时燃煤量160t/h。为此，通过燃煤掺配方式准备了硫含量约为3.0％、3.5％、3.8％、4.0％、4.2％的燃煤，燃煤其它含量在设计范围内，各种硫含量燃煤数量约500t。
2)锅炉燃用硫含量为3.0％燃煤，在锅炉负荷调整到330MW并稳定后，此时FGD入口的烟气在线监测仪(CEMS)显示的SO2浓度在7200mg/m3左右，烟气量在1095000m3/h(标，干，O26％)左右。
3)吸收塔的4台浆液循环泵全部运行，1台氧化风机运行，脱硫系统其它设备运行正常，脱硫效率在设计值范围内。
4)保持满负荷工况连续运行，每30min记录一次烟气在线监测装置 (CEMS)上的脱硫系统入口和出口SO2浓度、烟气流量、烟气O2浓度30min 的平均值，连续2h，共记录四次，取其平均值；同时每30min取吸收塔浆液样一次，分析浆液过滤后固体中的CaSO3.1/2H2O含量。吸收塔浆液固体中亚硫酸钙含量平均在0.3％左右。这说明脱硫系统浆液的氧化正常。
5)将锅炉燃用硫含量改为3.5％燃煤，锅炉负荷稳定在330MW，此时 FGD入口的烟气在线监测仪(CEMS)显示的SO2浓度在8100mg/m3左右，烟气量在1105000m3/h(标，干，O26％)左右，其它步骤同上3)、4)此时吸收塔浆液固体中亚硫酸钙含量平均在0.5％左右。这说明脱硫系统浆液的氧化正常。
6)将锅炉燃用硫含量改为3.8％燃煤，锅炉负荷稳定在330MW，此时 FGD入口的烟气在线监测仪(CEMS)显示的SO2浓度在10300mg/m3左右，烟气量在1105000m3/h(标，干，O26％)左右，其它步骤同上3)、4)此时吸收塔浆液固体中亚硫酸钙含量平均在0.7％左右。这说明脱硫系统浆液的氧化正常。
7)将锅炉燃用硫含量改为4.0％燃煤，锅炉负荷稳定在330MW，此时 FGD入口的烟气在线监测仪(CEMS)显示的SO2浓度在12200mg/m3左右，烟气量在1114000m3/h(标，干，O26％)左右，其它步骤同上3)、4)，此时吸收塔浆液固体中亚硫酸钙含量已达1.2％。这说明脱硫系统浆液不能完全被氧化。
由测试结果可见，该机组脱硫系统在吸收塔浆液固体中亚硫酸钙含量小于1％，即浆液可完全氧化条件下，锅炉燃煤硫含量最大为3.8％，相应其脱硫系统入口SO2浓度最大值10300mg/m3)，由此该机组脱硫系统吸收塔浆液强制氧化空气最大利用率计算结果见表2。
表2：广西某电厂2×330MW机组2号机组石灰石湿法烟气脱硫系统吸收塔浆液强制氧化空气最大利用率测试结果
锅炉负荷MW 330 设计值
FGD入口SO<sub>2</sub>浓度mg/m<sup>3</sup>(2小时平均值) 10300 6800
FGD出口SO<sub>2</sub>浓度mg/m<sup>3</sup>(2小时平均值) 197 400
FGD入口烟气量m<sup>3</sup>/h(2小时平均值) 1105000 1089235
氧化风机风量m3/h(标) 19213 19000
浆液固体中亚硫酸钙含量％ 0.56 ≦1
浆液自然氧化率％ 25.1 /
强制氧化空气最大利用率％ 18.1
由表1可得广西某电厂2×330MW机组2号机组石灰石湿法烟气脱硫系统强制氧化空气最大利用率为18.1％。
为进一步验证其结果的准确性，继续在条件完全相同的该电厂1号机组进行同样试验，测试得其强制氧化空气最大利用率为20.1％。
从广西某电厂的2台机组脱硫系统浆液的强制氧化空气利用率及最大利用率测试结果可见，浆液的强制氧化空气最大为20.1％，这与《火电厂湿法烟气脱硫技术手册》以及国内发表的研究论文中推荐的经验值30％～40％相差较大。为了分析强制氧化空气利用率偏低的原因，该电厂利用机组检修机会，全面对强制氧化空气系统进行了检查，发现有部分强制氧化空气管道结垢。在清理氧化空气管道结垢后再次重新进行强制氧化空气最大利用率测试，其1号、2号机组脱硫系统的强制氧化空气最大利用率分别提高到31.1％、32.8％，基本达到设计要求，保证了脱硫系统的安全可靠运行。
以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应采用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种石灰石湿法脱硫强制氧化空气利用率的测试方法，其特征在于，所述方法包括：
基于石灰石湿法脱硫吸收塔浆液自然氧化率的测试方法获取吸收塔浆液自然氧化率，吸收塔浆液自然氧化率的计算如下：
Figure FDA0004020998850000011
Figure FDA0004020998850000012
Figure FDA0004020998850000013
式中：
Z：石灰石湿法脱硫吸收塔浆液自然氧化率，％；
WSO2，自：吸收塔浆液中利用烟气中的氧氧化的SO2量，mol；
WSO2，设：脱硫系统设计脱除的SO2量，mol；
Qi：第i次测试时CEMS上的脱硫系统入口烟气流量30min的平均值，m3/h，标，干，O26％；
Q设：脱硫系统设计的入口烟气流量，m3/h，标，干，O26％；
Ci，SO2，入口：第i测试时，脱硫系统入口CEMS测得的SO2浓度30min平均值，mg/m3，标，干，O26％；
Ci，SO2，出口：第i测试时，脱硫系统出口CEMS测得的SO2浓度30min平均值，mg/m3，标，干，O26％；
C设，SO2，入口：脱硫系统入口的设计SO2浓度，mg/m3，标，干，O26％；
C设，SO2，出口：脱硫系统出口的设计SO2浓度，mg/m3，标，干，O26％；
锅炉在设计煤种及设计硫含量、满负荷工下稳定运行，石灰石湿法脱硫系统所有设备应全部投入运行，脱硫效率在设计范围内；
记录烟气在线监测装置上的脱硫系统入口和出口SO2浓度、烟气流量、烟气O2浓度30min的平均值、氧化风机流量，连续2h，同时每30min取吸收塔浆液样一次，分析浆液过滤后固体中的CaSO3.1/2H2O含量；
当浆液过滤后固体中CaSO3.1/2H2O含量小于1％时，试验结束，计算强制氧化空气的利用率，吸收塔浆液强制氧化空气的利用率计算如下：
Figure FDA0004020998850000021
Figure FDA0004020998850000022
式中：
η：石灰石湿法脱硫吸收塔浆液强制氧化空气的利用率，％；
q理论：
测试设计工况下强制氧化空气的利用率时是锅炉在设计煤种、满负荷工况BMCR下，吸收塔浆液过滤后固体中的CaSO3.1/2H2O含量小于1％时脱硫系统脱除SO2理论上需要的空气量，m3/h，标；
测试强制氧化空气最大利用率时是浆液过滤后固体中的CaSO3.1/2H2O含量小于1％时脱硫系统入口SO2浓度达到最大允许值时脱除SO2理论上需要的空气量，m3/h，标；
q风机：氧化风机出口空气流量，m3/h，标；
Z：石灰石湿法脱硫吸收塔浆液自然氧化率，％；
Q：测试时CEMS上的脱硫系统入口烟气流量平均值，m3/h，标，干，O26％；
CSO2，入口：测试时，脱硫系统入口CEMS测得的SO2浓度平均值，m3/h，标，干，O26％；
CSO2，出口：测试时，脱硫系统出口CEMS测得的SO2浓度平均值，m3/h，标，干，O26％；
16：1/2O2分子量；
64：SO2的分子量；
22.4：1mol气体物质在标准状态下所占体积，L；
0.21：空气中O2所占体积百分比；
所述基于石灰石湿法脱硫吸收塔浆液自然氧化率的测试方法获取吸收塔浆液自然氧化率包括：
步骤一：准备可供锅炉燃烧在5.8小时至6.2小时的燃煤，所述燃煤的硫含量控制在设计值的58％-62％；
步骤二：将锅炉负荷调节到锅炉最大出力50％，保持燃烧工况的稳定；脱硫系统投运后应正常、稳定，吸收塔浆液循环泵、搅拌器全部运行，脱硫系统的脱硫效率、脱水正常；
步骤三、停运石灰石湿法脱硫系统的氧化风机，维持锅炉燃烧工况、脱硫设备的运行参数基本不变，进行第一次测试，并记录测试开始时间；
步骤四、每30分钟记录一次烟气在线监测装置上的脱硫系统入口和出口SO2浓度、烟气流量、烟气O2浓度30分钟的平均值，连续1h，共记录两次，计算其1h平均值；
步骤五、在进入步骤四的同时，每30min取吸收塔浆液样一次，分析浆液过滤后固体中的CaSO3.1/2H2O含量；
步骤六、如果吸收塔浆液过滤后固体中的CaSO3.1/2H2O含量小于1％，则将锅炉最大出力在原有的基础上提高一预设阈值，重复进入步骤四；
步骤七、如果收塔浆液过滤后固体中CaSO3.1/2H2O含量大于1％，测试结束；
步骤八、计算本次测试中的吸收塔浆液自然氧化率。
2.如权利要求1所述的石灰石湿法脱硫强制氧化空气利用率的测试方法，其特征在于，所述步骤六之后还包括：重新启动氧化风机的运行。
3.如权利要求2所述的石灰石湿法脱硫强制氧化空气利用率的测试方法，其特征在于，步骤六中的预设阈值为：5％到25％之间的任一取值。
4.如权利要求3所述的石灰石湿法脱硫强制氧化空气利用率的测试方法，其特征在于，所述步骤一中准备可供锅炉燃烧在6小时的燃煤，所述燃煤的硫含量控制在设计值的60％。
5.如权利要求4所述的石灰石湿法脱硫吸收塔浆液自然氧化率的测试方法，其特征在于，所述脱硫设备的运行参数包括浆液pH值。
6.如权利要求1至5任一项所述的石灰石湿法脱硫强制氧化空气利用率的测试方法，其特征在于，所述方法还包括：当浆液过滤后固体中CaSO3.1/2H2O含量大于1％时，试验结束，则判断脱硫系统的强制氧化空气系统不符合设计要求。
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