（华北电力设计院有限公司）
摘要：随着国家对环境保护的加强，脱硫装备成为火电厂锅炉运行必不可少的装备之一。本文通过假定条件建立吸收塔结构相关数学模型得出脱硫装置利用效率的近似计算公式，并实例分析了锅炉在燃烧不同煤种和处于不同过量空气系数环境下湿法脱硫装置的实际利用效率与近似计算结果的差异，以证明近似计算公式的可行性。为电厂脱硫运行效率提供一种简化的计算方法。
关键词：锅炉运行；湿法脱硫效率；近似计算；
引言
近年来，随着工业的飞速发展，环境污染也越来越严重。在各类环境污染中，SO2以及各类硫化物引起的大气污染已成为环境污染最为严重的因素，为国家重点控制的对象之一。随着国家制定的环保标准越来越严格，脱硫装置成为火电厂锅炉运行中必不可少的装置之一。
在各类脱硫工艺中，湿式石灰石脱硫系统因其较高的性价比得到了最为广泛的应用。在以往的湿法脱硫系统效率研究中，因考虑石灰石浆液的液化比、PH值等多种因素，得出的效率计算公式相对复杂，而在实际运行过程中由于相关数据的缺失而不太容易得到最终的计算结果。本文根据吸收塔装置的结构建立相关数学模型得出脱硫装置利用效率的近似计算公式。并按照锅炉燃烧不同煤种及不同过量空气系数下的实际脱硫装置效率来对其进行验证。为电厂脱硫运行效率提供一种简化的计算方法。
1.火电厂锅炉中的脱硫装置运行效率及性能模型分析
在我国，由于各地的煤质成分不同，造成煤的低位发热量以及折算硫份也不尽相同，从而对锅炉小时耗煤量、锅炉出口SO2浓度及脱硫装置利用效率都会造成不同的影响。
火电厂脱硫设备的脱硫效率公式如下：
(1)
上式中， 为整个火电厂脱硫设备的利用效率； 为脱硫设备出口烟气中含有的SO2浓度； 为脱硫设备入口烟气中含有的SO2浓度，其标准单位统一为 。
在以往的分析中，湿法脱硫装置的脱硫效率与石灰石浆液的液化比、浆液pH值、SO2入口及出口浓度有关，并且还和实际运行中，燃烧的煤质以及设备运行情况相关，如果对其进行精确的数学分析是及其困难的。
本文对火电厂锅炉脱硫设备运行效率建立的数学模型需要满足如下3个假定条件：
⑴在火电厂锅炉运行中，除了机械未完全燃烧部分，其余煤得到了充分完全的燃烧。并且燃烧产生的烟气气流为紊流状态，也即气体中的SO2分布均匀。在气体中任意进行截取，得到的SO2浓度完全一致。
⑵烟气在脱硫塔中的气流速率为均匀流动。
⑶在脱硫设备中，石灰石浆液对烟气中SO2的吸收效率为理想状态，即当SO2一旦进入到脱硫设备的石灰石浆液中就被完全吸收，没有泄露。
湿式石灰石脱硫系统脱硫塔为标准圆柱形。其结构如下图所示，圆柱横截面半径为 ，圆柱高为H；烟气气体自圆柱体的下方匀速向上运动，脱硫塔中的石灰石浆液自圆柱体上方向下喷洒，圆柱的任意截面面积为 ，高度为dz的微元体积dv：
上式中设备的吸收效率因子a与锅炉过量空气系数α密切相关。由于烟气内SO2浓度与过量空气系数成反比关系。从而可知过量空气系数越大，脱硫装置所需达到的脱硫效率越低。
2.脱硫性能分析实例
实例分析中选定了三个不同地区的煤种，其煤质成分构成要素不同，在80℃-90℃的脱硫环境中，湿法脱硫的系统运行效率如表1所示：
；
由上表可以看出，不同的煤质成分及锅炉过量空气系数对石灰石脱硫系统的运行效率造成影响。此外由简单的数学模型得到的脱硫效率近似计算结果与实际值之间只存在较小的偏差。
结语
在以往火电厂脱硫效率的计算公式中，由于有石灰石浆液的液化比、pH值等一系列数据无法一一获得，最终难以得出计算结果。本文根据简单数学模型拟定的近似计算方法在燃烧不同煤种和处于不同过量空气系数环境下所得的脱硫效率与实际值之间只存在较小偏差，对现场脱硫运行起到一定的指导作用。
参考文献
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论文作者:王琳 李栋
论文发表刊物:《电力设备》2015年第12期供稿
论文发表时间:2016/4/29
标签：效率论文; 石灰石论文; 烟气论文; 锅炉论文; 火电厂论文; 浆液论文; 装置论文; 《电力设备》2015年第12期供稿论文;