火力發(fā)電廠大氣污染物超低排放升級(jí)改造探究

楊軍平

摘 要：隨著國(guó)家環(huán)境監(jiān)管政策的日益嚴(yán)格和火電廠超低排放標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，各個(gè)火電廠現(xiàn)有的環(huán)保工藝已經(jīng)無(wú)法達(dá)到超低排放的要求，必須加大投入對(duì)現(xiàn)有相關(guān)設(shè)備、技術(shù)工藝進(jìn)行更新改造，集成各種先進(jìn)的煙氣治理技術(shù)才能達(dá)到超低排放水平。本文論述某2×330MW火電廠大氣污染物超低排放升級(jí)改造所采用的優(yōu)選方案，希望對(duì)同類(lèi)工程環(huán)保改造有所幫助。

關(guān)鍵詞：火電廠;超低排放;脫硝;脫硫;除塵

1、引言

燃煤電廠發(fā)電過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣，污染周邊的大氣。隨著國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的越發(fā)嚴(yán)格，對(duì)污染治理提出了更高的要求;隨著減排工作的不斷深入，周邊省份越來(lái)越多的電廠加入到超低排放的行列中，電廠紛紛采取“超低”排放技術(shù)來(lái)減輕企業(yè)對(duì)于環(huán)境的污染程度?！俺汀迸欧偶夹g(shù)即在原來(lái)脫硝、脫硫和除塵的基礎(chǔ)上進(jìn)行協(xié)同脫除技術(shù)，并在傳統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)之上進(jìn)行提效，減少火電廠大氣污染物排放量。本文結(jié)合超低排放改造技術(shù)在某2×330MW火電廠中的實(shí)際應(yīng)用，對(duì)改造技術(shù)進(jìn)行分析，以促進(jìn)該技術(shù)的應(yīng)用和推廣。

2、脫硝系統(tǒng)改造

利用鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整燃燒風(fēng)量，合理布置燃盡風(fēng)，使煤粉燃燒初期缺氧，燃燒后期富氧，能有效抑制NOx產(chǎn)生量，而且不影響鍋爐效率，這是爐內(nèi)低NOx燃燒技術(shù)（簡(jiǎn)稱(chēng)LNB）;在鍋爐爐膛適當(dāng)位置布置噴槍?zhuān)鶢t膛中噴射氨氣，在適當(dāng)?shù)臏囟葪l件下將NOx還原，這是選擇性非催化還原煙氣脫硝技術(shù)（簡(jiǎn)稱(chēng)SNCR）;在鍋爐尾部適當(dāng)?shù)臒煹绤^(qū)域布置脫硝裝置，往脫硝裝置種噴入氨氣，在適當(dāng)?shù)臏囟燃按呋瘎┳饔孟聦Ox還原，這是選擇性催化還原煙氣脫硝技術(shù)（簡(jiǎn)稱(chēng)SCR），這三種脫硝技術(shù)可以結(jié)合工程實(shí)際情況采用。

根據(jù)某2×330MW火電廠實(shí)際情況，改造的主要目的是為了提高原有SCR脫硝系統(tǒng)的脫硝效率，原有SCR脫硝系統(tǒng)不滿足超低排放中對(duì)NOX的排放要求，設(shè)計(jì)系統(tǒng)出口NOX濃度≤80mg/Nm3，本次系統(tǒng)改造后，出口NOX濃度≤50mg/Nm3;同時(shí)由于國(guó)家環(huán)保部近期已要求火電廠鍋爐全工況脫硝，因此需要對(duì)現(xiàn)有鍋爐系統(tǒng)進(jìn)行改造，以滿足全工況脫硝的要求。

根據(jù)已有SCR脫硝系統(tǒng)已經(jīng)預(yù)留一層備用催化劑層，針對(duì)脫硝系統(tǒng)所要達(dá)到的效率，結(jié)合現(xiàn)狀脫硝催化劑活性等進(jìn)行分析，考慮到催化劑使用年限，則可靠的脫硝技術(shù)路線：新增一層相同規(guī)格的脫硝催化劑+更換一層再生脫硝催化劑+保留一層現(xiàn)有脫硝催化劑，增加省煤器旁路煙道，實(shí)現(xiàn)全工況脫硝。

在鍋爐省煤器后合適位置設(shè)置旁路煙道，鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，調(diào)節(jié)旁路煙道擋板門(mén)開(kāi)度，煙氣部分通過(guò)省煤器，確保煙氣處于300～420℃，SCR脫硝系統(tǒng)正常投運(yùn)。

另外對(duì)脫硝系統(tǒng)進(jìn)行空氣動(dòng)力場(chǎng)計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)導(dǎo)流板、噴氨格柵、整流器、整流格柵優(yōu)化調(diào)整，使煙氣流場(chǎng)分布均勻，煙氣與氨氣充分混合均勻，保證噴氨效果。

3、脫硫系統(tǒng)改造

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)已經(jīng)建成采用超低排放改造技術(shù)的燃煤電廠調(diào)查，煙氣SO2、煙塵超低排放采用的技術(shù)方案就是對(duì)現(xiàn)有的脫硫設(shè)備、除塵設(shè)備進(jìn)行改造提效，使電廠排放的煙塵達(dá)到清潔排放的要求。

根據(jù)某2×330MW火電廠實(shí)際情況，在現(xiàn)有濕法脫硫基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化改造是比較可取的方案。改造提效技術(shù)方案主要有三種：其一是增加噴淋層，并在出口配置濕式靜電除塵器（簡(jiǎn)稱(chēng)噴淋濕電方案）;其二是低溫省煤器余熱利用裝置+低低溫電除塵器+脫硫塔協(xié)同除塵，脫硫塔內(nèi)增加托盤(pán)，使煙氣中的SO2含量≤35mg/Nm3、煙塵含量≤10mg/Nm3的超低要求（簡(jiǎn)稱(chēng)低低溫方案）;其三是對(duì)脫硫裝置進(jìn)行提效改造設(shè)計(jì)，采用脫硫煙塵超低排放一體化技術(shù)，改造現(xiàn)有脫硫塔，實(shí)現(xiàn)高效脫硫、協(xié)同除塵，確保脫硫塔出口煙氣中SO2含量≤35mg/Nm3、塵含量≤10mg/Nm3（簡(jiǎn)稱(chēng)脫硫除塵一體化方案）。

結(jié)合工程實(shí)際情況，采用煙氣脫硫除塵一體化技術(shù)。投資費(fèi)用低、改造周期短，且原有的脫硫設(shè)施可以利用。改造實(shí)施方案一是對(duì)脫硫塔進(jìn)行改造，通過(guò)改造脫硫塔吸收區(qū)域，實(shí)現(xiàn)單塔雙循環(huán)，確保SO2達(dá)標(biāo)排放。二是采用高效除霧器，實(shí)現(xiàn)粉塵超低排放。

（1）脫硫塔吸收區(qū)改造

將脫硫塔分成上下二段，實(shí)現(xiàn)單塔雙循環(huán)，在下塔中保留原有二層噴淋層，實(shí)現(xiàn)煙氣100%傳熱降溫，循環(huán)漿液蒸發(fā)吸熱，漿液濃縮，同時(shí)實(shí)現(xiàn)80%的脫硫效果，100%的氯離子的脫除，在下塔與上塔分界處，煙氣中的二氧化硫濃度為200～300mg/Nm3，在下塔和上塔中間設(shè)置平板除霧器，減少由下塔上升到上塔煙氣霧滴夾帶。在下塔與上塔的連接處是高效脫硫除塵協(xié)同單元，該協(xié)同單元是一個(gè)可調(diào)文丘里結(jié)構(gòu)，可以在該處實(shí)現(xiàn)上循環(huán)脫硫漿液的充分霧化，實(shí)現(xiàn)較高的脫硫及除塵效果，同時(shí)協(xié)同單元還有通煙不漏液的特性，實(shí)現(xiàn)將上塔的脫硫漿液導(dǎo)出塔體的功能。由于配置了高效協(xié)同單元，上塔部分實(shí)現(xiàn)自身獨(dú)立的漿液循環(huán)。脫硫漿液導(dǎo)出塔體后進(jìn)入上塔漿液循環(huán)罐，該循環(huán)罐具有pH值控制功能及亞硫酸根氧化結(jié)晶功能，循環(huán)罐出來(lái)的上循環(huán)漿液經(jīng)循環(huán)泵加壓后進(jìn)入上塔噴淋?chē)娮?，漿液噴出噴嘴后脫除煙氣中低濃度二氧化硫，上塔脫硫效率達(dá)到90～95%，可保證上塔出口的二氧化硫濃度在25mg/Nm3以下。

（2）除霧器改造

拆除現(xiàn)有脫硫塔上部除霧器，安裝管束式高效除霧器，達(dá)到粉塵的超低排放目的。

4、除塵系統(tǒng)改造

某2×330MW火電廠每臺(tái)鍋爐配置兩臺(tái)靜電除塵器，采用雙室五電場(chǎng)靜電除塵器，設(shè)計(jì)除塵器效率為99.5%，出口煙塵濃度原設(shè)計(jì)值≤50mg/Nm3;為使除塵器改造后在煙氣成分、燃煤性質(zhì)和飛灰性質(zhì)等工況條件發(fā)生一定變化時(shí)具有較好的適應(yīng)能力，粉塵排放還能滿足環(huán)保要求，除塵器按照較高工況條件進(jìn)行選型設(shè)計(jì)。同時(shí)遵循成熟可靠、投資少、維護(hù)量小的原則進(jìn)行方案選擇。

結(jié)合工程實(shí)際及項(xiàng)目本身已有設(shè)施的情況，當(dāng)前比較成熟的改造方案是是：靜電除塵器提效+高效脫硫除塵提效，使煙塵排放濃度≤10mg/Nm3。

本工程原靜電除塵器，設(shè)備運(yùn)行了一段時(shí)間，因此需要進(jìn)行恢復(fù)性大修或者局部改造。

靜電除塵器恢復(fù)性大修，主要解決以下問(wèn)題：

1）電除塵器內(nèi)部結(jié)構(gòu)磨損問(wèn)題;

2）電除塵腐蝕問(wèn)題;

3）電除塵變形及漏風(fēng)問(wèn)題。

綜上，某熱電2×330MW機(jī)組采用靜電除塵器恢復(fù)性大修作為本次改造的方案，改造方案實(shí)施后取得明顯環(huán)保效果。

5、結(jié)語(yǔ)

燃煤電廠在電網(wǎng)中具有重要的主導(dǎo)地位，由于燃煤電廠發(fā)電過(guò)程中產(chǎn)生較多的大氣污染物，因此需要對(duì)鍋爐煙氣進(jìn)行處理。本文通過(guò)對(duì)脫硝脫硫及除塵超低排放升級(jí)改造技術(shù)進(jìn)行分析研究，更好地促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用和推廣，有利于環(huán)境保護(hù)的有效實(shí)現(xiàn)。