火電廠濕法脫硫系統增容提效改造技術方案

田曉曼

（大唐科技產業集團有限公司，北京 100096）

火電廠濕法脫硫系統增容提效改造技術方案

田曉曼

（大唐科技產業集團有限公司，北京 100096）

目前，國內許多火電廠的濕法脫硫裝置需要進行增容提效改造。文章介紹了幾種應用較廣泛的增容提效改造方案，并對各方案的應用和優缺點進行了論述，為同類煙氣脫硫裝置增容提效改造工程提供了參考。

濕法脫硫；增容提效改造；火電廠

國內許多火電廠由于實際燃用煤質較差、煤種較雜，脫硫系統入口SO2濃度遠遠大于系統設計值，導致脫硫裝置長期處于超負荷狀態運行，影響了系統的可靠性，無旁路脫硫系統甚至會導致機組停運，嚴重影響了電廠的正常生產。特別是自從國家提出京津冀等地區實行特別排放限值、沿海地區實行“近零排放”的要求后，為保證在燃用不同煤種條件時仍能達到最新環保排放要求，許多電廠都將脫硫系統的增容提效改造提上了日程。新的形勢對于環保設備的性能優化、結構設計、系統升級等方面提出了更高的要求。

目前常規的石灰石濕法煙氣脫硫裝置主要包括煙氣系統、SO2吸收系統、石灰石漿液制備及供給系統、石膏脫水及儲運系統、事故漿液排放系統、工藝水及工業水系統、廢水處理系統七大系統部分。其中，SO2吸收系統是整個煙氣裝置的核心，也是增容提效改造的核心。整個SO2吸收系統可細分為吸收塔系統、漿液循環系統、氧化空氣系統、除霧器系統、事故噴淋系統等。對于噴淋塔而言，煤種的適應性與漿液的循環量、吸收塔氧化槽的容積，以及是否有足夠的氧化風量密切相關[1]。本文主要介紹了目前應用較廣泛的脫硫吸收塔增容提效改造技術方案。

1 單塔增容提效改造

1.1 增加液氣比

液氣比對脫硫效率的高低有重要影響。在吸收塔設計中，循環漿液量的多少決定了SO2吸收表面積的大小，在其他參數恒定的情況下，提高液氣比相當于增大了吸收塔內的漿液噴淋密度，從而增大了氣液傳質表面積，強化了傳質，提高了脫硫效率，因此提高液氣比是提高脫硫效率的有效措施。

（1）增加噴淋層數

保持原有噴淋系統不變，通過增加吸收塔高度加裝新的噴淋層及相關配套設施等進行增容提效改造。

具體方案是：1）吸收塔系統：通常在吸收塔的原有最上層噴淋層上方增加一定高度加裝噴淋層，同時改造相關設施；在吸收塔的漿池部分增加一定高度進行漿液增容，同時改造相關設施。2）漿液循環系統：在原有漿液循環泵及噴淋系統的基礎上增加一臺漿液循環泵、噴淋系統、閥門及管路系統。新增加的一臺漿液循環泵

的設計依據是：根據物料平衡計算新的漿液流量與原漿液流量相比增加的量來確定泵的流量，同時考慮增加設備互換使用率。3）其他系統：根據新的物料平衡，確定氧化風量是否充足，考慮氧化風機的更換或增加。早期的除霧器都是平板式的，根據現場除霧效果考慮是否在此次增容提效改造工程中更換為屋脊式，以提高其除霧效果，減少“石膏雨”現象。

（2） 增大噴淋密度

保持吸收塔高度不變，增大石灰石漿液噴淋量。具體方案是：采用增加噴嘴的覆蓋率，密集布置，同時為避免煙氣在吸收塔周邊“短路”，應考慮布置在吸收塔周邊的流量比中心噴嘴流量要大。

1.2 塔內提效構件

（1）均流裝置

吸收塔均流構件能改善吸收塔內煙氣分布，使漿液分布均勻，避免了因吸收塔入口煙氣偏流和短路現象產生的脫硫效率降低的影響。煙氣和漿液的流場分布直接決定著吸收塔內的傳質、傳熱和反應進行程度。良好的吸收效果可以減少液氣比和噴淋層，使吸收塔的高度降低。一般均流構件均設置在吸收塔的煙氣入口上方，選用防腐耐磨材料，安裝和更換都相當方便，對于需要提高一定效率的脫硫改造裝置，工程量最小，經濟性較好。

（2）防煙氣逃逸

在吸收塔的中心區，由于氣液接觸較好，SO2的吸收效果也較好。但在吸收塔內壁附近，由于氣液接觸不良，存在“壁效應”，這使得部分原煙氣沒有接觸到漿液，從而漏過吸收區，造成吸收塔總體脫硫效率的降低。在吸收塔壁靠近噴淋層的一定位置布置一圈環狀裝置，能使沿吸收塔壁下流的漿液再進入吸收塔吸收區域，防止塔壁附近煙氣的逃逸。這種裝置恰如在吸收塔壁安裝噴嘴，對漿液分布進行校正，能有效改善SO2的脫除效率，提高吸收劑利用率[2]。

2 單塔雙循環

單塔雙循環是在脫硫塔內設置積液盤將脫硫區分隔為上、下循環脫硫區，下循環脫硫區、下循環中和氧化池及下循環泵共同形成下循環脫硫系統，上循環脫硫區、上循環中和氧化池及上循環泵共同形成上循環脫硫系統，在一個脫硫塔內形成相對獨立的雙循環脫硫系統，煙氣的脫硫由雙循環脫硫系統共同完成。具體方案可將脫硫塔噴淋層分成兩部分：一部分是脫硫塔底漿池、循環泵、最下面噴淋層、脫硫塔底漿池構成漿液循環，此級循環漿液的pH控制在4.5～5.0，該循環使脫硫形成的亞硫酸鈣徹底氧化和脫硫劑充分溶解；另一部分是由脫硫塔外漿池、循環泵、上面噴淋層、漿液收集托盤、脫硫塔外漿池構成漿液循環。此級循環漿液的pH控制在5.6～6.0，通過第一個循環后，煙氣已得到初步凈化，因而通過第二循環漿液的pH控制，更有利于脫硫反應，脫硫效率更高，單塔雙循環脫硫技術綜合脫硫效率可以達到98.0%以上。該工藝的雙循環脫硫系統相對獨立運行，但又布置在一個脫硫塔內，既保證了較高的脫硫效率，又降低了漿液循環量和系統能耗，并且單塔整體布置還減少了占地面積，節約了投資。

3 新建塔外漿池

在原有吸收塔附近，增加一個塔外漿液循環箱及相應的漿液循環泵，原有脫硫塔直徑不變，充分利用了原有的噴淋系統和氧化系統[3]，原塔和新建塔外漿池通過連通管連接。新增塔外漿池配備相應的氧化系統和攪拌系統，新增漿液循環泵入口與塔外漿液循環箱相連，出口與原吸收塔相連，并在原塔最后一層噴淋層上方增加噴淋層層數或只增加一層噴淋層。原石膏排出泵不動，塔外漿液排漿液時排入附近地溝，再通過地坑泵打回吸收塔。這種方式對原塔的改造較少，設備利舊較多，施工周期較短，相對節省投資，但需要脫硫裝置內有放置塔外漿池的空間。

4 串塔方案

保留原有吸收塔系統不變，在原有脫硫系統的基礎上增加一個輔塔，新吸收塔的凈煙道作為原吸收塔的入口煙道實現兩個吸收塔串聯處理煙氣。通過新增的吸收塔對SO2及其他污染物進行部分脫除，再進入原來的吸收塔脫除剩余的污染物。通過兩次脫硫，滿足了排放要求。一般串塔方案適合煤質硫分變化較大、排放標準大幅度降低的脫硫增容提效改造。由于串聯塔的設置可以提前單獨施工，因此在一定的主機停機時間里，縮短了整個施工工期。但由于增加了一個新的吸收塔，整體煙氣系統阻力會增大很多，引風機需要克服的阻力也加大了很多。

5 吸收塔重建

吸收塔重建方案是將原有的吸收塔拆除，按新的設計條件重新設計一個吸收塔。同時，根據新的輸入計算

條件，其他工藝系統也需要相應地進行重新設計和優化。因而在一般脫硫增容提效改造工程中，只有在以上幾種方案均不能達到效果時，才考慮這種方案。

6 結語

電廠脫硫系統增容提效改造的核心內容就是吸收塔的改造，在充分考慮燃煤電廠當地SO2排放標準要求的基礎上，在技術可行、運行可靠的條件下，需要根據電廠各自不同的情況、要求、改造工期、場地、投資等因素，對原吸收塔的性能進行核算，經過多方案的技術經濟比較后，選取最優方案。

[1]郭東明.脫硫工程技術與設備[M].北京：化學工業出版社，2007．

[2]曾庭華，等.濕法煙氣脫硫系統的調試、試驗及運行[M].北京：中國電力出版社，2011.

[3]劉劍軍，等.濕法脫硫裝置SO2吸收系統增容改造方案探討[J].電力科技與環保，2011（6）.

Technical Scheme of Capacity-increasing and Efficiency-raising of Wet Process Desulfurization System in Power Plant

TIAN Xiao-man
(Datang Science and Technology Industry Group Co., Ltd, Beijing 100096, China)

At present, wet process desulfurization devices of many power plants in our country should be reformed in capacity-increasing and efficiency-raising. The paper introduces several capacity-increasing and efficiency-raising reform schemes, and discusses the applications and excellences and shortcomings of the very scheme so as to provide the

for the similar capacity-increasing and efficiency-raising reform engineering of FGD devices.

wet process desulfurization; capacity-increasing and efficiency-raising reform; power plant

X701

A

1006-5377（2015）08-0019-03