燃煤電廠煙氣超低排放脫硫系統(tǒng)優(yōu)化控制分析

張林寶

（中國華電科工集團(tuán)有限公司，北京 100070）

燃煤電廠煙氣超低排放使燃煤機(jī)組大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)滿足天然氣燃?xì)馀欧艠?biāo)準(zhǔn)需求，也就是煙塵≤5mg/Nm3，NOx≤50mg/Nm3，SO2≤35mg/Nm3。某燃煤電廠的脫硫系統(tǒng)為了能夠有效實(shí)現(xiàn)SO2≤35mg/Mm3的目的，使用脫硫增效改造方式為：新添加兩個(gè)漿液循環(huán)泵，使第三層及第二層標(biāo)準(zhǔn)式噴淋層轉(zhuǎn)變成為交互式噴淋層。在漿液循環(huán)量不斷擴(kuò)大的過程中，原吸收塔漿池容積并不夠，所以在吸收塔旁邊添加塔外漿池，對(duì)漿液停留的時(shí)間進(jìn)行保證。脫硫系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)超低排放后，對(duì)于系統(tǒng)穩(wěn)定性運(yùn)行過程中的需求在不斷地提高。所以，要實(shí)現(xiàn)脫硫系統(tǒng)的優(yōu)化控制。

1 流化風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化

現(xiàn)代部分燃煤電廠的煙氣脫硫系統(tǒng)都是利用石灰石-石膏濕法實(shí)現(xiàn)，為了能夠進(jìn)一步降低投資、用電率和占地，都是在場(chǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)石灰石粉倉方案的設(shè)置。為了避免石灰石粉堵塞和黏結(jié)，都會(huì)設(shè)置流化風(fēng)，詳見圖1。此種配置方案的主要優(yōu)勢(shì)就是脫硫系統(tǒng)和電站主體設(shè)備在運(yùn)行過程中是獨(dú)立的，但是因?yàn)槠渲性O(shè)置了獨(dú)立電加熱器及流化風(fēng)機(jī)，導(dǎo)致系統(tǒng)較為復(fù)雜，提高了耗電量，并且也提高了投資和噪音源，影響了周邊的環(huán)境。優(yōu)化后的方案為脫硫流化風(fēng)使用電站主體儀用氣，通過計(jì)算，每個(gè)石灰石粉倉一般需要1.7Nm3/min 的流化風(fēng)量，0.1MPa 的壓頭。為了使電站主體系統(tǒng)儀用氣影響降低，將一個(gè)2m3儀用壓縮空氣罐設(shè)置到粉倉附近，之后和石灰石粉倉流化板相互連接。為了避免儀用壓縮空氣時(shí)出現(xiàn)帶水的情況導(dǎo)致石灰石粉板結(jié)，將備用電加熱器設(shè)置到儀用壓縮空氣管和石灰石粉倉流化板母管中。

圖1

2 工藝水系統(tǒng)的優(yōu)化

在石灰石-石膏濕法應(yīng)用到煙氣脫硫系統(tǒng)中，要對(duì)其補(bǔ)充工藝水，以此滿足脫硫系統(tǒng)水平衡的需求。為了降低電站水耗，都是通過電廠循環(huán)水排放污水，通過工業(yè)廢水處理系統(tǒng)水，使其成為脫硫工藝水水源。因?yàn)槲覈蟛糠侄际鞘褂妹摿驆u通過脫硫?qū)I(yè)公司EPC 模式實(shí)現(xiàn)，通過設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé)電站主體。為了能夠有效地簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)接口，在工藝水集水池中結(jié)合多種水，使其成為主體設(shè)計(jì)院的主要內(nèi)容，然后通過輸送水泵，將混合水朝著脫硫工藝水箱進(jìn)行輸送，脫硫?qū)I(yè)公司通過工業(yè)水泵提供脫硫工藝水，還能夠?qū)崿F(xiàn)脫水系統(tǒng)沖洗、除霧水沖洗等。

因?yàn)槠渲械难a(bǔ)充水等高氯離子水會(huì)同時(shí)對(duì)工藝水供給，混合后的工藝水具有濃度高的氯離子，這時(shí)的脫硫系統(tǒng)工藝水泵、水箱、管道及閥門都是利用合金鋼材及襯膠等實(shí)現(xiàn)，不僅會(huì)使系統(tǒng)投資得到提高，還會(huì)使系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的風(fēng)險(xiǎn)得到進(jìn)一步提高。

對(duì)此，工藝水分級(jí)系統(tǒng)進(jìn)行全面優(yōu)化的思路為：首先，通過初步設(shè)計(jì)電廠中的工藝補(bǔ)充水平衡圖對(duì)脫硫工藝水的補(bǔ)充水源水量、水質(zhì)及種類進(jìn)行全面的分析，結(jié)合脫水工藝水系統(tǒng)進(jìn)行分級(jí)，并且還要和脫硫工藝水系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合，尤其是氯離子濃度超過1000ppm 的水質(zhì)，要能夠直接補(bǔ)入吸收塔，不能再進(jìn)入工藝水混合池中。氯離子濃度在1000ppm 以下的補(bǔ)充水要送到工藝水箱中，通過工藝水泵送到各個(gè)工藝水用水點(diǎn)中。圖2 為工藝水系統(tǒng)優(yōu)化流程。

使用此方案后，能夠以各種水的水量、水質(zhì)等情況分別到脫硫工藝系統(tǒng)和吸收塔中補(bǔ)入。酸堿再生排水的管道、閥門等附件使用合金鋼及襯膠，其他的管道、設(shè)備和附件都是用普通碳鋼。此方案系統(tǒng)較為簡(jiǎn)潔，不僅能夠降低工程造價(jià)和輸送水泵的電耗，還能進(jìn)一步保證系統(tǒng)運(yùn)行過程中的安全性。

圖2 工藝水系統(tǒng)優(yōu)化流程

3 添加濕式電除塵器

3.1 濕電優(yōu)勢(shì)

其一，能夠?qū)O3去除。脫銷催化劑能夠使部分的SO2轉(zhuǎn)變稱為SO3，提高SO3。干式電除塵及脫硫系統(tǒng)無法將SO3微液滴去除。

其二，實(shí)現(xiàn)微細(xì)粉塵的收集。脫硫系統(tǒng)無法收集微細(xì)粉塵，除霧器無法有效去除微細(xì)的煙塵、水霧、氣溶膠粒子及重金屬等，此物質(zhì)會(huì)提高粉塵的排放量。

3.2 水平衡優(yōu)化

在吸收塔安裝后及GGH 安裝前安裝濕電，使用國外技術(shù)，板式結(jié)構(gòu)、臥式布置，使用陽極板連續(xù)噴淋及陰極線間歇式的噴淋系統(tǒng)，殼體使用Q235B 普通鋼的加鱗片襯里，極板、內(nèi)部配管、噴嘴、支撐件和極線都是使用SUS316L不銹鋼。每臺(tái)爐中配置2 臺(tái)濕電，每臺(tái)濕電一共都有兩室，每室具有一個(gè)電場(chǎng)。濕電型號(hào)為2NYW120，每臺(tái)鍋爐的整流變壓器一共有4 臺(tái)，額定二次電壓55kV，額定二次電流為1600mA，定額排水量為27.2t/h。濕電利用循環(huán)水對(duì)前部陽極板進(jìn)行沖洗，利用工藝水對(duì)陰極線、陽極板及氣體均布板進(jìn)行沖洗之后，沖洗水排到循環(huán)水箱及排水箱中。排水箱中的部分水到廢水處理裝置中排放，處理后使其成為吸收塔除霧器沖洗水，另外，部分的水溢流到循環(huán)水箱循環(huán)使用。利用補(bǔ)給水量及外排水量進(jìn)行控制，從而使整體水系統(tǒng)水量保持平衡。

為了避免出現(xiàn)漿液溢流的情況，建議進(jìn)入脫硫系統(tǒng)水量得到降低。首先，使設(shè)備冷卻水使用閉環(huán)方式實(shí)現(xiàn)設(shè)置，也就是設(shè)置冷卻水獨(dú)立循環(huán)系統(tǒng)，或者和電廠閉式循環(huán)冷卻水合并，冷卻水排水不會(huì)再進(jìn)入脫硫系統(tǒng)中；其次，建議使用相應(yīng)的措施使低溫省煤器出口溫度進(jìn)行降低，調(diào)整鍋爐負(fù)荷的過程中要求低溫省煤器出口煙氣溫度設(shè)置在85℃左右；最后，使用相應(yīng)措施，基于保證系統(tǒng)安全，使濾液水成為除霧器沖洗水。

4 結(jié)語

在科技不斷進(jìn)步的過程中，人們對(duì)于環(huán)保問題也越來越重視，也更加重視煙氣超低排放脫硫系統(tǒng)，對(duì)其進(jìn)行分析，能夠降低污染物排放量。