燃煤電廠脫硫系統(tǒng)超低改造技術(shù)淺析

王月飛 國(guó)能億利能源有限責(zé)任公司電廠

一、脫硝超低排放提效改造背景

為積極響應(yīng)《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃（2014—2020）》，自2015年以來(lái)，全國(guó)范圍內(nèi)燃煤電廠都在積極推行煙氣超低排放改造?，F(xiàn)有燃煤機(jī)組煙氣脫硝改造方案從裝置實(shí)際運(yùn)行情況出發(fā)，遵循“改造技術(shù)成熟、可靠、先進(jìn)；改造措施經(jīng)濟(jì)、合理、有效；改造后設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定、安全；整機(jī)使用壽命周期長(zhǎng)，達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)”的原則，針對(duì)存在的實(shí)際問題提出建設(shè)性的改造措施，做到“范圍明確、重點(diǎn)突出、便于實(shí)施、縮短工期”。

二、脫硝系統(tǒng)異常問題

燃煤電廠在運(yùn)行過程中，同時(shí)出現(xiàn)了脫硝系統(tǒng)噴氨量過大、煙氣中NOx濃度“正掛”嚴(yán)重、空氣預(yù)熱器進(jìn)出口壓差升高、除塵器除塵效率降低的現(xiàn)象，燃煤機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性受到了極大的威脅。通過現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，該電廠脫硝系統(tǒng)的實(shí)際噴氨量，比理論消耗量高25%以上，造成運(yùn)行成本的顯著增加。脫硝系統(tǒng)出口煙氣中NOx濃度為75mg/m3（標(biāo)態(tài)，干基，6%O2）左右，而煙囪總排口煙氣中NOx濃度為35mg/m3（標(biāo)態(tài)，干基，6%O2）左右，“正掛”現(xiàn)象嚴(yán)重。空氣預(yù)熱器進(jìn)出口壓差從平時(shí)運(yùn)行控制的0.8～1.0kPa，升高至2.5kPa左右，同時(shí)引風(fēng)機(jī)電流上升20A左右。靜電除塵器的二次電流發(fā)生逐漸降低的現(xiàn)象，且除塵器出口煙塵濃度有逐步升高的趨勢(shì)，對(duì)煙塵的達(dá)標(biāo)排放產(chǎn)生極大的威脅。

三、燃煤電廠脫硫及除塵系統(tǒng)超低排放改造

（一）脫硫系統(tǒng)概況

本文研究了某燃煤電廠。該電廠的裝機(jī)容量為2×300MW，鍋爐具有亞臨界參數(shù)，鍋爐型號(hào)為HG-1025/17。640540/540-YM型兩個(gè)亞臨界鍋爐，具有一次加熱，自然循環(huán)鼓式輸送。蒸汽輪機(jī)是亞臨界萃取冷凝式蒸汽輪機(jī)，型號(hào)：C300/235-16.7/0.35/537/537，是亞臨界，中間加熱，單萃取，冷凝的蒸汽輪機(jī)，發(fā)電機(jī)型號(hào)-QFSN-300-2B。脫硫過程為硫石膏石灰石煙氣脫硫。脫硫使用將液體注入到廢氣脫硫塔中的技術(shù)。用于液柱注入的廢氣脫硫技術(shù)是一種更先進(jìn)的石灰-石膏脫硫技術(shù)。石膏脫硫技術(shù)自引進(jìn)我國(guó)以來(lái)，就深受廣大燃煤企業(yè)的重視，其高效率，低消耗，低污染等特性使其能夠迅速在我國(guó)燃煤企業(yè)中廣泛應(yīng)用，該功能單元使用1kWh的電能來(lái)評(píng)估生命周期。

（二）原工藝系統(tǒng)

1.煙氣系統(tǒng)

煙氣系統(tǒng)包括原始煙氣爐，煙氣網(wǎng)爐，煙道和伸縮縫。目前，我省發(fā)電廠已完成上電與擴(kuò)產(chǎn)的整合。經(jīng)過電除塵系統(tǒng)處理后的煙氣在風(fēng)扇的作用下通過煙囪進(jìn)入吸收塔，以去除污染物。進(jìn)入脫硫系統(tǒng)的煙氣穿過煙氣出口，從進(jìn)水管進(jìn)入吸收塔，在塔中上升并與冷卻塔中的噴霧以相反的方向進(jìn)行反應(yīng)。經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)后，塔中的污染物被清除并通過煙道釋放到大氣中，然后煙氣進(jìn)入除霧系統(tǒng)。顧名思義，其功能是在脫硫后收集煙氣小滴，收集后返回吸收塔進(jìn)行二次處理。由于氣液室內(nèi)的固體堆積，除霧器系統(tǒng)將被嚴(yán)重阻塞，從而降低了效率。為了確保除霧器系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行并避免堵塞，有必要定期用工藝用水沖洗除霧器系統(tǒng)的每個(gè)位置。

2.石膏脫水系統(tǒng)

石膏排泄泵通過管道輸送石膏克隆的吸收塔中的含石膏污泥。旋風(fēng)除塵器執(zhí)行兩項(xiàng)功能：一是將現(xiàn)有懸浮液脫水一步，二是對(duì)石膏的性能進(jìn)行分類。石膏懸浮液在離心力的作用下進(jìn)入旋風(fēng)分離器，小顆粒向上移動(dòng)并從溢流中噴出。旋風(fēng)分離器懸浮液中的固體從旋風(fēng)分離器的邊緣向下移動(dòng)，并在電流下形成40%～50%的固體濃度。通過溢流口的部分漿料返回到吸收塔，另一部分被輸送到廢水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于減少脫硫系統(tǒng)中其他重金屬的含量并提高脫硫效率。從分離器的邊緣向下移動(dòng)的漿料進(jìn)入真空帶脫水系統(tǒng)，真空帶脫水后的漿料進(jìn)入漿料過濾池，最后返回濾液泵的吸收塔。懸浮液用真空膠帶脫水機(jī)處理，以減少水含量，提高石膏的純度，并壓成餅狀。短時(shí)間存放后，懸架可通過汽車到達(dá)制造商。

（三）脫硫系統(tǒng)改造方案

優(yōu)化現(xiàn)有的噴霧系統(tǒng)，更換原來(lái)的循環(huán)泵B和C，并增加漿液供應(yīng)。原始的吸收塔直徑為13m，高度為29.3m，配有三層噴霧。三個(gè)用于漿液的循環(huán)泵，容量為5300m3/h，壓力-20.3/22.2/24.1m，噴嘴為偏心錐形。為了減小系統(tǒng)的阻力，更換了C泵的葉輪，并且C泵的電流小于更改后的初始設(shè)計(jì)值。考慮到超低排放的要求，為確保脫硫效率，經(jīng)過仔細(xì)考慮，決定用恒壓替換漿液循環(huán)泵B和C，流量增加到6150m3/h。轉(zhuǎn)換后，總噴霧量達(dá)到17600m3/h，對(duì)應(yīng)于液氣比為12.42。重新布置初始噴涂層，以滿足對(duì)新噴嘴放置的需求。從煙道氣中去除的二氧化硫必須在必要時(shí)被完全氧化，以確保煙道氣和懸浮液具有最充分的響應(yīng)并且不會(huì)在吸收塔和吸收塔的內(nèi)壁上結(jié)垢，噴涂過程必須認(rèn)真細(xì)致地完成，盡量減少噴涂失誤，從而有效提高氧化反應(yīng)效率。大部分氧化反應(yīng)在吸收塔中進(jìn)行，另一部分由煙道氣中所含的氧氣補(bǔ)充。因此，吸收塔污泥池的污泥存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)必須滿足最低氧化要求。根據(jù)計(jì)算，與最小氧化空間相對(duì)應(yīng)的懸浮罐最小容積為857m3，現(xiàn)有的懸浮罐容積滿足轉(zhuǎn)化后氧化空間的最小需求。為了使脫硫系統(tǒng)的副產(chǎn)物達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，所形成的小的石膏顆粒可以在吸收塔的下落液體中長(zhǎng)時(shí)間保留，這對(duì)于提高石膏的質(zhì)量非常重要。石膏質(zhì)量直接關(guān)系到產(chǎn)品的使用質(zhì)量，含水率最高不能超過10%，才能有效提高混凝土質(zhì)量。

四、結(jié)語(yǔ)

技術(shù)可能是實(shí)現(xiàn)超低排放的主要問題，但管理和運(yùn)營(yíng)水平也是非常重要的補(bǔ)充。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果表明，盡管對(duì)超低排放量的改造可以滿足對(duì)超低排放量的要求，但脫硫系統(tǒng)也存在許多問題。我們希望本文將提供一個(gè)可行的解決方案為電廠提供參考。