600 MW級火電機組超低排放改造后的運行成效分析

肖 麗，王 剛，金禮方

（浙江浙能樂清發電有限責任公司，浙江 溫州 325609）

600 MW級火電機組超低排放改造后的運行成效分析

肖 麗，王 剛，金禮方

（浙江浙能樂清發電有限責任公司，浙江 溫州 325609）

介紹了某發電廠1號機組超低排放改造情況，并對改造后的運行效果進行了分析和總結。通過脫硝改造、低低溫電除塵器改造、增設管式GGH和濕式電除塵器以及高效脫硫塔改造，使主要大氣污染物排放濃度達到燃氣輪機組的排放標準。從改造后的運行情況來看，煙塵濃度、氮氧化物濃度、二氧化硫濃度均達到了超低排放的設計要求。

超低排放改造；運行成效；濕式電除塵器

按照國家和浙江省大氣污染防治行動計劃，某發電廠于2014年對1號機組進行了煙氣超低排放改造。改造采用了目前先進的低低溫除塵、濕式電除塵和高效脫硫等技術，使主要大氣污染物排放濃度達到了燃氣輪機組的排放標準。經過近一年的運行，改造后的設備運行基本穩定，煙囪出口污染物排放濃度能達到設計要求。

1 項目概況

1.1 超低排放改造前污染物排放情況

某發電廠建設有一期2×600 MW超臨界、二期2×600 MW超超臨界共4臺機組。本改造項目實施前，一期工程同步配套建設了雙室四電場靜電除塵器和石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統，1號機組于2012年增設了SCR（選擇性催化還原）脫硝系統。據統計，在超低排放改造前1號機組2013年全年煙氣主要污染物排放情況及環保設施的主要性能指標如表1所示。

表1 改造前主要煙氣污染物排放情況及環保設施的主要性能指標

由表1可知，1號機組自投產以來，環保設施運行穩定，可用率均超過設計值。主要污染物排放指標均優于原設計值，滿足火電廠大氣污染物排放標準要求。

1.2 超低排放改造項目概況

發電廠超低排放改造目標[1]是：煙囪出口凈煙氣在設計條件下，煙塵排放濃度不大于5 mg/m3，SO2排放濃度不大于35 mg/m3，NOX排放濃度不大于50 mg/m3。

本超低排放改造項目主要包括脫硝改造、除塵改造、脫硫改造，以及相應的電氣、儀表、控制和輔助設施的工藝改造等。脫硝改造主要是為每臺機組增加一層催化劑；除塵改造主要包括低低溫電除塵系統的改造、增設濕式電除塵器以及煙氣系統的改造；脫硫改造主要包括吸收塔本體的改造、循環泵的增設和改造及回轉式GGH（氣-氣換熱器）等相關設備的拆除[2]。

改造后煙氣經省煤器出口SCR脫硝反應器進入鍋爐空預器，再經管式GGH煙氣冷卻器降溫后，進入低低溫電除塵器。除塵后煙氣從引風機后水平煙道引出，經引風機增壓后通過高效脫硫吸收塔脫硫。脫硫后凈煙氣分成2路，每路分別進入濕式靜電除塵器進一步去除煙氣中的石膏霧滴、煙塵微粒等污染物，再經管式GGH煙氣加熱器升溫后匯合，然后通過煙囪排出。超低排放改造后環保系統如圖1所示。

2 超低排放改造內容

2.1 脫硝系統改造

發電廠安裝低氮燃燒系統后，鍋爐出口NOX濃度可控制在250～280 mg/m3。此次改造SCR脫硝裝置按入口NOX濃度330 mg/m3設計，設計脫硝效率為87%，SCR出口NOX濃度降到45 mg/m3以下。為充分利用原有催化劑的剩余活性，改造中保留了原有2層催化劑，在第3層預留層上加裝新的催化劑，并在催化劑上部增設聲波吹灰器。

2.2 除塵改造

除塵改造主要是：將干式靜電除塵器改造為低低溫電除塵器，包括增設管式GGH和低低溫電除塵器改造；增設濕式靜電除塵器，包括濕電本體部分、水沖洗系統和排水處理系統；在濕電出口增設煙道除霧器等。

2.2.1 低低溫電除塵器改造

低低溫電除塵器的改造主要是改造現有的干式靜電除塵器。由于煙氣溫度降低后灰的流動性變差，關鍵部位會產生結露爬電和腐蝕現象等，需要對灰斗和關鍵部位進行相應的改造。在電除塵器的所有絕緣件位置設置強制熱風吹掃裝置，并增設輔助蒸汽加熱裝置。另外，拆除所有灰斗原有的電加熱，改用蒸汽加熱，保證全灰斗壁溫不低于120℃[4]。

2.2.2 增設管式GGH

管式GGH主要包括兩級換熱器（煙氣冷卻器和煙氣加熱器）、熱媒輔助加熱系統、熱媒增壓系統及附屬管道、閥門、附件等。熱媒介質為除鹽水，采用閉式循環和增壓泵驅動的方式，熱媒輔助加熱系統采用輔助蒸汽加熱。

每臺機組共設4臺煙氣冷卻器，布置在空預器出口與原干式靜電除塵器入口前的煙道上；每臺機組設2臺煙氣加熱器，布置在濕式靜電除塵器出口后煙道除霧器的出口煙道上。系統設置熱媒水旁路，通過調節熱媒水流量將煙氣冷卻器出口的煙氣溫度控制在90℃，以滿足低低溫電除塵器入口煙氣溫度的要求。管式GGH系統增設熱媒輔助加熱系統，保證機組在低負荷工況下煙囪入口煙氣溫度不低于80℃。

圖1 超低排放改造后環保系統

2.2.3 增設濕式電除塵器

濕式電除塵器布置在脫硫吸收塔出口后的煙道上，本工程采用水平板式濕式靜電除塵器，每臺機組設2臺雙室兩電場的濕式電除塵器。濕式電除塵器設計除塵效率不低于85%，出口煙塵濃度不高于3 mg/m3。濕式電除塵器配套采用了水循環再利用系統和排水處理系統。水循環再利用系統將噴淋收塵后的水進行加堿中和處理，經過濾后循環噴淋使用，經排水處理后供吸收塔除霧器沖洗水回用，底泥排入吸收塔。系統還配置堿儲罐和加堿裝置，控制循環水箱的沖洗水pH值在7～10。在濕式電除塵器出口水平支管煙道上布置水平煙道除霧器，用于降低煙氣霧滴含量。同時在濕式電除塵器入口及煙氣加熱器出口水平支管煙道上布置煙氣擋板，便于單側故障時檢修。

2.3 脫硫改造

脫硫系統改造主要包括對原有吸收塔進行改造，將原有的3層噴淋母管及噴嘴改為交互式噴淋系統，在第1層噴淋母管拆除后留下的空間新增設一層合金均流增效板及支撐梁，與原有的一層均流增效板構成雙均流增效板系統，并調整均流增效板的開孔率，同時安裝吸收塔增效裝置。另外還新增循環泵并對原有循環泵進行改造。脫硫系統改后使脫硫效率達到98%，保證煙囪出口SO2濃度不大于35 mg/m3。

3 改造后成效分析

本項目1號機組于2014年12月正式投入運行，經過1年的穩定運行，從運行情況和污染物排放指標來看均達到預期設計目標。

3.1 主要運行指標

對煙囪出口污染物排放在線監測月均值進行統計，1號機組2015年1—6月的運行數據見表2，改造后污染物排放濃度與標準值對比見圖2。

表2 1號機組煙囪總排口在線監測月均值mg/m3

圖2 超低排放改造后污染物排放濃度與標準值對比

從半年的在線統計數據來看，煙囪總排口均值SO2為10.59 mg/m3，NOX為36.14 mg/m3，煙塵為1.31 mg/m3，排放濃度均達到了超低排放改造要求。

為了進一步檢驗超低排放改造效果，對1號機組進行了環保監測，總排口監測結果如表3所示。從監測結果來看，1號機組超低排放改造后污染物排放濃度能達到環保要求。

3.2 性能指標測試情況

在機組滿負荷工況下，鍋爐燃用煤種為蒙混和富動24號，入爐煤硫份St，ar在0.43%～0.48%，對1號機組超低排放改造性能指標進行測試，試驗結果見表4。

從測試結果來看，鍋爐燃用常用煤種時各項性能指標均能達到設計要求。

3.3 超低排放改造設備用電情況

超低排放改造增加了濕式電除塵器和熱媒水泵等耗電量大的設備，同時煙道變得復雜，導致煙氣阻力增加，引風機耗電增加，所以超低排放改造后整個廠用電率會有所增加。表5是改造前后某2個月相關設備的用電統計。

表3 1號機組煙囪總排口環保監測數據

表4 1號機組煙氣超低排放改造性能指標測試結果

表5 超低排放改造前后相關設備用電統計

由表5可以看出，超低排放改造后各相關設備廠用電率增加0.46%。其中吸收塔再循環泵用電量增加最多，用電率增加0.17%，主要是因為增加了2臺再循環泵，單位時間噴入吸收塔的石灰石漿液量增加；其次是引風機和濕式電除塵器用電率明顯增加；而干式電除塵器用電率有所下降，主要是因為干式電除塵器灰斗由電加熱改成了蒸汽加熱。

3.4 濕式電除塵器效果試驗情況

為了檢驗濕式電除塵器對出口凈煙氣含塵量的去除作用，在機組負荷500～550 MW情況下，進行了濕式電除塵器投撤試驗。濕式電除塵器示意圖如圖3，試驗結果如表6。

從表6的試驗結果來看，停運前排或后排電場對出口含塵量影響均很大，出口含塵量上升約10 mg/m3，出口含塵量無法滿足超低排放要求，可見濕式電除塵器對煙塵的去除效果較佳。

圖3 濕式電除塵器示意

表6 濕式電除塵器投撤試驗結果 mg/m3

4 結語

某發電廠1號燃煤機組通過采用SCR高效脫硝技術、雙層交互式噴淋層+雙托盤高效脫硫技術、低低溫靜電除塵技術、濕式電除塵技術等對環保設施進行提效改造后，煙氣主要污染物排放指標均能達到超低排放要求，實現了煙氣超低排放的目標。然而，超低排放改造后伴隨運行設備和煙氣阻力的增加，電耗、用水量、蒸汽耗量、用氨量和石灰石耗量均有所增加，導致機組運行成本相應增加。

[1]朱法華，王臨清.煤電超低排放的技術經濟與環境效益分析[J].環境保護，2014（21）:28-33.

[2]翟德雙.燃煤電廠鍋爐超凈排放技術改造探討[J].華東電力，2014，42（10）:2218-2221.

[3]酈建國.低低溫電除塵技術的研究及應用[J].中國環保產業，2014（3）:28-33.

[4]莫華，朱法華，王圣，等.濕式電除塵器在燃煤電廠的應用及其對PM2.5的減排作用[J].中國電力，2013，46（11）: 62-65.

（本文編輯：張 彩）

Analysis on Operation Effect of Ultra-low Emission Reformation of a 600 MW Thermal Power Unit

XIAO Li，WANG Gang，JIN Lifang
（Zhejiang Zheneng Yueqing Electric Power Generation Co.，Ltd.，Wenzhou Zhejiang 325609,China）

This paper introduces an ultra-low emission Reformation of No.1 unit in a power plant；besides，it analyzes and summarizes operation effect after the reformation.Through denitration，low-temperature electric precipitator retrofit，MGGH and wet-type electric precipitator installation，desulfurization tower reformation，the concentration of the main atmospheric pollutants can meet emission standards of gas turbine.After the reformation，the dust concentration，nitrogen oxide concentration and sulfur dioxide concentration all reach the design requirement of ultra-low emission.

ultra-low emission reformation；operational effect；wet-type electric precipitator

X773

：B

：1007-1881（2016）07-0037-04

2016-04-12

肖 麗（1981），女，工程師，主要從事火電廠環保和化學相關工作。