燃煤機組“超潔凈排放”中脫硫改造策略分析與實現

摘 要：隨著環保要求的提高，燃煤機組的超潔凈排放已經列入部分地區的電力發展戰略規劃。本文對現有較為實用的脫硫技術進行了對比，并以600MW的燃煤機組為例，闡述了在該型號機組上完成超潔凈排放的脫硫改造策略分析，并根據實際情況確定了最終的脫硫改造策略，最后介紹了具體的工藝系統改造方案。

關鍵詞：超潔凈排放；脫硫改造；FGDplus

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.083

1 引言

煤炭在今后較長時間內仍我是我國電力行業的主要一次能源，長期以來燃煤火力發電廠被社會認為是污染物排放大戶，雖然國家不斷更新火力發電廠環保排放標準，提高污染物排放限值要求，發電企業也積極投入資金和設備進行環保方面的改造，但是燃煤火力發電廠的污染物排放濃度和總量仍然高于其它清潔能源[1]。

為緩解電力需求與社會環保要求日益增長的矛盾，一些經濟發達的地區提出了比國家標準更嚴格的污染物排放指標。例如珠三角的一些地區對轄內一定裝機容量以上的燃煤機組要求進行完成脫硫、脫硝和高效除塵的“超潔凈排放”改造，煙氣排放達到燃天然氣特別排放限值要求，即：氮氧化物不大于50mg/m?、二氧化硫不大于35mg/m?、煙塵不大于5mg/m?的標準。本文對珠三角某地區的600MW的燃煤機組超潔凈改造中的脫硫改造策略進行了分析。整個脫硫改造遵循以下原則：

（1）采用成熟高效的工藝方案，選擇性能優良、技術可靠、運行穩定的設備，保證工藝方案的可實施性和先進性。

（2）改造不影響主機設備出力、效率等性能參數，不影響機組主要運行模式。

（3）盡量利用現有設備與管道，減少現場改造工程量。改造后對煙氣系統的管道和設備重新進行核算，如有需要，應進行必要的加固、補強或改造。

（4）設備選型與參數擬定考慮上下游工藝的協調與匹配。

（5）改造時間合理，能夠在機組計劃停機期內完成改造。

（6）合理的改造費用和后期運行成本。

2 脫硫改造技術

由于常規濕法脫硫工藝技術不能達到超潔凈排放的技術要求，因此該技術不予考慮；由于雙吸收塔和雙循環技術均占用場地較大，不符合本項目的客觀情況，因此也不予考慮。目前其他使用較多的脫硫技術的特點如下：

2.1 FGDplus技術

通過運用 “導向傳質”原理，對現有的空塔噴淋層技術進行創新改進，以減少氣液傳質阻力和能量消耗，達到提高脫硫效率，減少系統能耗和SO2排放的目的[2，3]。

2.2 旋匯耦合（湍流子）脫硫技術

湍流塔是在傳統噴淋空塔的基礎上，增設一套由多個湍流單元構成的旋匯耦合裝置。該技術基于多相紊流摻混的強傳質機理，利用氣體動力學原理，通過特制的旋匯耦合裝置，產生氣液旋轉翻騰的湍流空間，氣液固三相充分接觸，大大降低了氣液膜傳質阻力，大大提高傳質速率，迅速完成傳質過程，從而達到提高脫硫效率的目的。

2.3 雙托盤脫硫技術

在噴淋空塔的基礎上，設置一層或多層塔板，塔板位于吸收漿液噴嘴下部，塔板上按照一定的開孔率布滿小孔，吸收劑漿液在塔板上形成一定厚度的液層。

3 項目改造策略確定

上述三種脫硫技術的具體特點比較如表1所示。

通過以上的比較，由于FGDplus的系統阻力小，示范項目的脫硫效率達到99.7%，并綜合考慮項目改造過程中的工藝及后期運行成本及管理，本項目采用FGDplus技術完成脫硫改造。

4 脫硫工藝系統改造方案

整個改造工程主要對以下部分進行了改造：

4.1 吸收塔

原有吸收塔最下一層噴淋層距吸收塔原煙氣入口距離約為2米，不能滿足加裝FGDplus的要求，本次改造需要將原有吸收塔煙氣入口及最下一層噴淋層之間加高2米用于布置FGDplus。

4.2 漿液循環泵

吸收塔加高后更換最下層漿液循環泵，將原揚程為18.4m泵更換為揚程26.4m泵，用于供給最上層噴淋層。

4.3 脫硫輔助系統

脫硫輔助系統主要包括石灰石漿液供給系統、氧化風系統、石膏脫水系統、廢水處理系統。經核算，石灰石漿液供給系統及石膏脫水系統、氧化風系統及脫硫廢水處理系統無需改造，原有系統滿足超潔凈排放改造要求。

4.4 煙道

吸收塔加高，吸收塔出口凈煙道相應增加2米。

4.5 防腐

主要包括吸收塔及新增煙道，按需要進行防腐改造或新增防腐。

參考文獻：

[1]楊青山，毛玲玲，趙湖濱等.火電廠“超潔凈排放改造策略”[J].華電技術，2015，37（05）：63-65.

[2]蔣會杰.論石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術[J].山東工業技術，2014，24（02）：23-24.

[3]龍世國，徐恩強，盧相霖.煙氣脫硫技術的發展新現狀與趨勢[J].工業技術，2014，3（02）：87-88.

作者簡介：徐毅（1979-），男，江西奉新人，工程師，研究方向：機電一體化及控制策略研究。