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燃煤硫分对脱硫系统影响的经济性分析

摘要：本文对江苏沿海某电厂脱硫运行经济性进行分析，从该电厂掺烧高硫

煤支出和收益进行比较，直接计算出收益。并通过数据分析得出最佳掺烧高硫煤

硫分比例。

关键词：高硫煤脱硫厂用电率石灰石经济性

1前言

某厂脱硫系统使用石灰石-石膏湿法脱硫工艺，生产运行中燃煤硫分对脱硫

系统影响直接体现为石灰石用量和厂用电率。2019年石灰石耗量13.32万吨，费

用约2250万元，脱硫厂用电率平均为0.94%，厂用电费用约3653万元。

根据该厂脱硫系统运行情况，为更好地从燃煤硫分方面做到经济性运行，以

下从燃烧高硫分煤对该厂的支出成本和收益进行分析。

2燃烧高硫煤支出成本分析

（1）硫分对石灰石用量的影响

根据国家环保总局《主要污染物总量减排统计办法》第六条规定：污染物排

放量可采用监测数据法、物料衡算法、排放系数法进行统计。针对煤粉炉而言，

煤中硫分转换为二氧化硫的系数为0.8。公式如下：燃料燃烧二氧化硫的脱除量=

燃料煤消费量×煤含硫率×硫分转换系数×2×脱硫率。算出1000MW、设计煤种

1%硫分燃料中二氧化硫的脱除量Q：

Q=394t/h×1%×0.8×2×98.8%=6.23t/h

石灰石在吸收塔中化学反应方程式：2CaCO+2SO+O+4HO=2CaSO•2HO+2CO。

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1mol的SO脱除需1mol的CaCO，考虑石灰石纯度为90%，钙硫比（Ca/S）为

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1.05，CaCO与SO的分子量比为100/64。消耗1%硫分燃料需石灰石量

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=6.23t/h÷64×100×1.05÷90%=11.35t/h。（实际2019年该厂石灰石耗量

12.94t/h，比理论值偏高主要原因：1）方形吸收塔搅拌效果差底部沉积，2）

石膏带出部分石灰石颗粒。）

根据以上两个公式计算得出：燃煤中硫分每上升0.1个百分点，多消耗石灰

石1.135t/h，算出2019年石灰石多消耗11670吨，约197.22万元（该厂机组

年利用小时5141小时，石灰石单价169元/吨，硫分每上升0.1个百分点）。

（2）硫分对厂用电率的影响

2019年全年燃煤硫分范围0.72～0.96%，对脱硫厂用电率的影响与机组负荷

关系较大，选取全年机组日负荷率当天在同一值的机组数据，估算出煤硫分每上

升0.1个百分点，脱硫厂用电率平均增加约0.14个百分点。根据2019年发电量

102.82亿度电和全年电费结算电价0.378元/千瓦时，计算出燃煤硫分每增加

0.1个百分点，厂用电增加费用约544.12万元。（厂用电增加费用C=发电量×

电价×增加的脱硫厂用电率=102.82亿千瓦时×0.378元/千瓦时×0.14%=544.12

万元）

图12019年脱硫厂用电率、月负荷率、硫分关系

（3）燃煤硫分对设备的影响

1、湿式球磨机维护费用：煤硫分每上升0.1个百分点，石灰石多消耗11670

吨，增加湿式球磨机运行时间466.8小时（湿式球磨机出力11670吨÷25吨/小

时=466.8小时），增加钢球、润滑油、衬板等维护费用5.01万元。

2、浆液循环泵维护费用：煤硫分每上升0.1个百分点，脱硫厂用电率平均

增加约0.14个百分点，主要体现在增加浆液循环泵运行时间，一台浆液循环泵

运行时占用厂用电率0.1%（按照1000MW工况每小时浆液循环泵耗电1000千瓦时

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与单台机组一小时发电量10千瓦时比值），2019年浆液循环泵多运行时间

（0.14%/0.1%）×5141小时=7197小时。根据叶轮、护板、蜗壳内衬寿命增加维

护费用15.83万元。

3、对锅炉系统的影响：入炉硫分增加后主要对锅炉有以下三点影响：

1）水冷壁易产生高温腐蚀，造成管壁减薄水冷壁泄漏。

2）烟气酸露点升高，空预器冷端