循环流化床锅炉烟气脱硫工艺分析

Analysis on Flue Gas Desulfurization Process of Circulating Fluidized Bed Boiler Flue

Song Hongguang；Yang Sanming

（①Guizhou Provincial Coal Mine Design & Research Institute，Guiyang 550025，China；

②Chongqing Institute of Environmental Science，Chongqing 401147，China）

摘要： 本文以某2×350M电厂（电厂A）为例，针对重庆地区高硫煤的特点，使用层次分析法为循环流化床锅炉选择一个合理的炉外脱硫工艺，使之与炉内脱硫相结合，组成一个两级脱硫工艺，以使电厂排气筒出口二氧化硫的浓度符合国家和地方的排放标准。

Abstract: Taking a 2 x 350 M power plant （power plants A） as an example, aiming at the characteristics of high sulfur coal in Chongqing area, this paper uses analytic hierarchy process to choose a reasonable outside-furnace desulphurizing process for circulating fluidized bed boiler to make it combine with desulphurization and compose a two-grade process, in order to make the concentration of sulfur dioxide eliminated from power plant pump export meet the state and local discharge standards.

关键词： 循环流化床锅炉 层次分析法 综合评价 二级脱硫

Key words: circulating fluidized bed boiler；analytic hierarchy process （AHP）；comprehensive evaluation；two-stage desulfurization

中图分类号：TM621.2文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）29-0065-02

0引言

燃烧含硫率为3.92%（电厂A）的发电厂，如果仅仅使用循环流化床炉内固硫，则无论如何改变反应条件，甚至牺牲部分热效率来提高脱硫效率，也不能达到排放标准。本文试图运用层次分析法实现定量和定性分析相结合，避开实际情况中由于未定量带来的判断困难，为选择合适的脱硫工艺提供决策方法。

1研究对象

电厂A循环流化床锅炉拟燃用松藻矿区的煤矸石和劣质煤，设计煤种的收到基硫（St，ar）为3.92％，收到基恒容低位发热量（Qnet,var）为11.8MJ/kg。电厂A设计两台1162t/h的锅炉，经计算，在炉内固硫效率为85%时，排气筒出口烟气中SO2浓度未达标排放，因此，必须再选择一个脱硫工艺使之技术经济可行。

2工艺选择模型建立

2.1 工艺选择本次选择以下五种FGD[1，2]技术作为备选工艺：A：石灰石/石膏湿法；B：旋转喷雾干燥法（SDA法）；C：CFB-FGD半干法；D：炉内喷钙尾部增湿（LIFAC法）；E：电子束法。其中：A主要参考了重庆华能珞璜电厂一二期的脱硫设备的技术参数；B主要参考了山东黄岛电厂的脱硫设备的技术参数；C主要参考了四川内江发电总厂高坝电厂的脱硫设备的技术参数；D主要参考了南京下关电厂的脱硫设备的技术参数；E主要参考了四川成都热电厂的脱硫设备的技术参数。

2.2 层次分析法原理及步骤层次分析法[3]（AHP）是美国匹茨堡大学T.L.Saaty提出的一种用于解决多目标复杂问题的定性与定量结合的决策分析方法。层次分析法共分为三步：第一步，将问题分解成不同的组成因素，按照各因子之间的相互影响和隶属关系将其分层，形成一个有层次结构的模型。第二步，对模型中每一层次因子的相对重要性给与权重值。第三步，通过计算各层次的组合权重值，得到方案层相对于总目标的排序权重值，以此作为方案选择的依据。

2.3 综合评价指标体系的提出综合考虑FGD技术自身特点，通过专家讨论、问卷调查等方式提出燃煤电厂烟气脱硫技术综合评价指标体系，其层次结构[4]如图1所示：

2.4 指标权重的确定本次采取大样本专家数量的主观赋值法进行指标权重的确定，通过两次一致性检验去掉不合理的数据，使得结果接近实际。

3结果与分析

本次采用Matlab程序的[V，D]=eig（A）格式计算矩阵的特征值和特征向量。

3.1 A-Bi权重值计算与分析通过Matlab计算可以得到A-Bi的判断矩阵的计算结果，如下表1所示。

由表1可知权重值为：技术指标 > 经济指标 > 环境指标。其中技术指标占到49.3%，说明在烟气脱硫的工艺选择中，二氧化硫达标排放是非常重要的。

3.2 Bi-Ci权重值计算与分析

对矩阵Bi-Ci进行计算，矩阵Bi-Ci的排序权重值如下表2。

由表2分析可知：

①B1的层次单排序中，子指标排序C2>C1，说明C2（脱硫成本）比C1（单位投资）重要。

②技术指标B2中，C3和C6的值较大，因此脱硫率和技术成熟度的权重比较大。

③在环境指标（B3）中，副产物的回收性（C11）相对重要。

3.3 Ci-Di权重值计算与分析

对矩阵Ci-Di进行计算，矩阵Ci-Di的排序权重值如下表3。

在11个次级指标中，脱硫率（C3）的比重很大，从上表3中可以看出，D1和D3的综合性能较好，D1和D3权重值的直观图如下图2所示。

由上图2可知，11个参选因素中，烟气循环流化床脱硫工艺有C1、C2、C4、C7、C9、C10等六个参数的排序权重值比石灰石/石膏湿法脱硫工艺大。

3.4 C、D层次排序权重值计算与分析通过计算，D层次5个脱硫工艺的权重排序值的直观图如下图3：

上图3中各工艺的层次总排序结果表明：D3（0.274） > D1（0.231） > D5（0.194）> D2（0.157）>D4（0.144），可知5个工艺中，烟气循环流化床工艺的重要性最强，其次是石灰石/石膏湿法脱硫工艺，然后依次是电子束法、旋转喷雾干燥法，最后是炉内喷钙脱硫尾部增湿脱硫工艺。

因此由层次分析法判断得出，烟气循环流化床脱硫工艺的综合性能最好。

4结语

其一，建议A电厂选择循环流化床锅炉炉内固硫+烟气循环流化床脱硫工艺的组合工艺进行脱硫，不应该盲目选择脱硫效率很高的石灰石/石膏湿法脱硫工艺。

其二，针对含硫率在3.92%以下的高硫煤炭，CFB锅炉炉内固硫+CFB-FGD的两级脱硫工艺能使电厂烟气稳定达标排放，本文提出的两级脱硫的组合工艺可以在重庆地区推广。

参考文献：

[1]郝吉明.燃煤二氧化硫污染控制技术手册.北京:化学工业出版社，2001.

[2]国家经贸委.火电厂烟气脱硫关键技术与设备国产化规划要点[R].北京:2007.

[3]王树芬，许树柏.层次分析法引论.北京:中国人民大学出版社，1990.

[4]李柞泳.层次分析新标度法[J].系统工程理论与实践，1998，18，（10）：74-77.

[5]用小龙潭褐煤的锅炉炉型选择及运行成本比较[J].云南电力技术，2004，（2）:5-6.