探究發(fā)電廠脫硫系統(tǒng)升級(jí)改造及改造后系統(tǒng)優(yōu)化

馬迪

摘 要：本文將結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際對(duì)發(fā)電廠脫硫系統(tǒng)升級(jí)改造及優(yōu)化進(jìn)行闡述，實(shí)現(xiàn)硫化物的達(dá)標(biāo)排放，為同類發(fā)電廠脫硫系統(tǒng)升級(jí)改造提供有益借鑒。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠；脫硫系統(tǒng)；煙氣—煙氣再熱器；升級(jí)改造

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.018

1 引言

目前我國(guó)以煤炭為主的火電廠的運(yùn)行給環(huán)境帶來了較大的影響，主要表現(xiàn)在含硫污染物的排放上面，對(duì)于降低火力發(fā)電過程中硫化物的排放率問題已經(jīng)是迫在眉睫，火電廠脫硫系統(tǒng)升級(jí)改造也是刻不容緩，在提高設(shè)備的可靠性的同時(shí)也要降低耗能，這對(duì)提高空氣質(zhì)量具有重要意義。

2 電廠脫硫系統(tǒng)概述及問題分析

2.1 電廠脫硫系統(tǒng)概述

發(fā)電廠脫硫工程采用石灰石—石膏濕氣法煙氣脫硫工藝，一爐一塔，設(shè)備主要包括：吸收塔系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、熱控系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、排放系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)和石灰石漿液制備系統(tǒng)，其中主要設(shè)備有煙氣—煙氣再熱器、增壓風(fēng)機(jī)和吸收塔。該脫硫裝置設(shè)計(jì)在燃用設(shè)計(jì)煤種及校核煤種、鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量、處理100%煙氣量條件下脫硫裝置脫硫率保證值大于90%。

2.2 脫硫系統(tǒng)問題分析

（1）由于不同批次煤炭質(zhì)量稍有差別，導(dǎo)致實(shí)際燃用的煤炭含硫量與設(shè)計(jì)煤種存在一定的偏差，實(shí)際煙氣脫硫入口SO2濃度較高，最高值硫份可高達(dá)1.3%以上，凈煙氣SO2濃度已經(jīng)無法滿足最新的大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)的的要求。（2）該脫硫裝置配套了兩臺(tái)石灰石制漿系統(tǒng)，但是由于其主設(shè)備濕式球磨機(jī)功率較小，導(dǎo)致制漿系統(tǒng)出力不足，當(dāng)機(jī)組硫份值偏高時(shí)，無法向吸收塔提供足夠的吸收劑，引起系統(tǒng)脫硫效率降低，造成污染物排放超標(biāo)。 （3）由于吸收塔除霧器除霧效果較差，經(jīng)過吸收塔后， 大量的石灰石（石膏）顆粒隨煙氣進(jìn)入煙氣—煙氣再熱器，導(dǎo)致煙氣—煙氣再熱器換熱元件兩側(cè)壓差快速上升，需要停止運(yùn)行，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行沖洗，這可能對(duì)主設(shè)備的安全運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。（4）原有設(shè)備排放系統(tǒng)只有一個(gè)事故漿液箱，并且其儲(chǔ)存量較小，當(dāng)有兩臺(tái)以上機(jī)組同時(shí)進(jìn)行檢查維修時(shí)，其儲(chǔ)存量將無法滿足吸收塔漿液的排放需求，會(huì)給機(jī)組的檢查維修帶來不便。（5）現(xiàn)有煙氣—煙氣再熱器的漏風(fēng)率大于2.0%，未處理的煙氣泄漏量已經(jīng)超出了《火電廠大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13233-2011）中對(duì)粉塵和SO2最高排放閾值。

3 電廠脫硫系統(tǒng)升級(jí)改造方案

3.1 脫硫系統(tǒng)擴(kuò)容

（1） 將煙氣—煙氣再熱器的換熱元件由Howden HS8e型換成HC型，則通道將增大，并且換熱元件高度從600mm降到450mm，同時(shí)煙氣—煙氣再熱器吹灰系統(tǒng)也進(jìn)行同步改造，達(dá)到高壓水、低壓水和主蒸汽吹掃，煙氣從引風(fēng)機(jī)直接進(jìn)入煙氣—煙氣再熱器，經(jīng)過吸收塔直接通過煙囪排入大氣。（2）拆除原有的3000m3/h羅茨風(fēng)機(jī)，安裝6500m3/h單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)，吸收塔內(nèi)原有矛槍式氧化風(fēng)管改為列管式，確保吸收塔漿池中亞硫酸鈣的氧化。（3）原有的屋脊型除霧器表面結(jié)構(gòu)堵塞比較嚴(yán)重，需要全部更換，同時(shí)增加頂層沖洗水，為了進(jìn)一步改善除霧器效果，在除霧器和噴淋層之間增加一層聚丙烯材料的管式除霧器。（4）由于原有吸收塔攪拌器多次發(fā)生磨損和斷裂，使用效果較差，把原有萊寧 HWL200型攪拌器改為EKATO HWL 2000型，以保證吸收塔漿池中石膏漿液不發(fā)生沉集和亞硫酸鈣的均勻氧化。（5）由于石灰石漿液系統(tǒng)中制漿出力不足，并且煙氣中的SO2實(shí)際濃度比設(shè)計(jì)值大，需要對(duì)制漿系統(tǒng)進(jìn)行增容改造，需要新增一套石灰石粉倉(cāng)和石灰石漿液箱，保留原濕式球磨機(jī)系統(tǒng)和新增系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行，更換原有石灰石漿液輸送泵，兩套制漿系統(tǒng)可以分別對(duì)吸收塔供漿，提高系統(tǒng)的可靠性。（6）根據(jù)上述脫硫過程中遇到的問題，為了滿足系統(tǒng)改造的需求，還需新增1個(gè)事故漿液箱，有效容積應(yīng)2200m3，其余機(jī)械、電氣、控制、土建等系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)工藝需要做相應(yīng)改造。

3.2 煙氣—煙氣再熱器漏風(fēng)率改造

（1）調(diào)整并更換煙氣—煙氣再熱器三向密封片（包括橫向、縱向和周向），調(diào)整后要保證設(shè)備運(yùn)行時(shí)密封片不與其它部件摩擦、卡澀。

（2）增加一套密封系統(tǒng)并保留原有密封系統(tǒng)，新增系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)、電機(jī)、擋板門及執(zhí)行器、煙道、煙道非金屬膨脹節(jié)等，并在煙氣—煙氣再熱器的煙氣側(cè)底部扇形板處增加吹掃隔離風(fēng)通道，風(fēng)源采用處理后的凈煙氣煙道，經(jīng)過入口處的擋板門后，經(jīng)密封風(fēng)機(jī)升壓后進(jìn)入扇形板作為隔離風(fēng)。

4 電廠脫硫系統(tǒng)優(yōu)化措施

（1）漿液pH值控制。合理的調(diào)配漿液pH值是提高脫硫效率的有效措施之一，較低的漿液pH值有利于石灰石的溶解，較高的漿液pH值有利于SO2的吸收，當(dāng)漿液pH值在4-5時(shí)HSO3-的氧化率最高，當(dāng)漿液pH值在4-6時(shí)CaCO3的溶解率呈線性增加。所以從實(shí)際運(yùn)行過程中不斷嘗試和分析的結(jié)果上看，漿液pH值控制在5-5.5之間是較為合理的區(qū)間，可以有效的提高脫硫效率。（2）漿液循環(huán)泵節(jié)能運(yùn)行。在脫硫系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)根據(jù)機(jī)組的負(fù)荷和濕法煙氣脫硫入口硫份的高低來控制漿液循環(huán)泵的運(yùn)行和功率的選擇來實(shí)現(xiàn)節(jié)能。（3）減少煙氣—煙氣再熱器漏風(fēng)率。電廠煙氣—煙氣再熱器原有密封系統(tǒng)只有徑向密封（漏風(fēng)率大于2%），經(jīng)過改造后增加縱向密封，風(fēng)量是徑向密封的1/3，并在出風(fēng)口處布置扇形板，煙氣流動(dòng)方向從下往上，與扇形板流動(dòng)方向一致，運(yùn)行時(shí)密封風(fēng)吹掃、置換煙氣—煙氣再熱器換熱元件中的原煙氣，來降低換熱元件的攜帶漏風(fēng)，改造后煙氣—煙氣再熱器漏風(fēng)率控制在0.5%以下。

5 結(jié)論

本文結(jié)合發(fā)電廠脫硫改造升級(jí)項(xiàng)目實(shí)際，對(duì)發(fā)電廠脫硫系統(tǒng)所存在的問題進(jìn)行了綜合性的分析，再基于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際以及相關(guān)法律法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，對(duì)脫硫系統(tǒng)的改造升級(jí)方案進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，并有針對(duì)性的對(duì)改造后的方案進(jìn)行了優(yōu)化，使得改造后設(shè)備投運(yùn)效率大幅度提高，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，硫化物排放濃度和排放量明顯減少，達(dá)到了國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，為同類發(fā)電廠脫硫系統(tǒng)升級(jí)改造提供有益借鑒。

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