350MW冷熱電聯供機組脫硫、除塵優化設計

劉貴喜 葛銀海 孫立德 范曉英

【摘要】根據目前火電廠大氣污染物排放限值控制日趨嚴格，內蒙古西部地區某350MW冷熱電聯供燃煤超臨界機組在基建期準備對脫硫、除塵設備進行優化設計，達到超低排放要求。本文以某電廠為例，介紹優化設計方案，并做了可行性分析，最后采用技術成熟可靠地脫硫、除塵一體化技術。

【關鍵詞】脫硫優化；除塵優化；超低排放；一體化技術

引言

隨著電力工業的快速發展，發電廠煙氣SO2、煙塵的排放指標已列入國家環保監測范圍，《GB 13223—2011火電廠大氣污染排放標準》明確規定：新建燃煤機組SO2質量濃度應控制在100 mg/m3以下、煙塵的排放濃度應控制在30 mg/m3以下。如何控制燃煤電廠SO2、煙塵的生成量，已成為各電廠的主要研究課題。本文就某電廠2×350 MW超臨界冷熱電聯供燃煤機組脫硫、除塵優化改造進行介紹，為同類型機組電廠提供借鑒。

1、優化設計前方案

1.1 脫硫優化設計前方案

電廠石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝，1爐配1塔，單塔單循環，不設GGH和煙氣旁路，每臺吸收塔配4臺漿液循環泵，每臺泵帶1層噴淋層，共4層噴淋層。主要設計參數見下表。

1.2 除塵優化設計前方案

電廠除塵器選用電袋復合型除塵器，每臺鍋爐配置2套，不設內置旁路，靜電預除塵型式為2室2電場，布袋除塵器濾袋為圓形外濾式，使用PTFE基布+（50%PTFE+50%PPS）混紡，單臺爐為9940條。主要設計參數見下表。

2、優化設計方案

2.1 脫硫優化設計方案

如果在主要設計參數不變的基礎上實現脫硫出口SO2濃度達到排放要求需進行設計調整，采用單塔雙循環脫硫工藝技術，即煙氣經過兩個不同的循環過程和石灰石反應后得到凈化。

工藝原理：原煙氣在一個脫硫塔內經過一級、二級循環的串聯吸收，能夠實現對兩級吸收漿液氧化結晶、高效率脫硫等不同功能的物理劃分，可同時分別控制2個獨立漿池的pH值、液位、密度等參數。其優點是：真正實現了一級循環和二級循環漿液的物理隔離，脫硫效率可達99.6%以上，工藝成熟，適合所有煤種；缺點是工藝流程較長，投資較高，占地面積大。

2.2 除塵改造方案

根據公司目前電袋復合除塵器的設計、施工情況，結合現場平面布置如果在保證除塵器入口煙氣參數不變的情況下，針對電袋除塵器本身進行設計優化改造方案。在原有基礎上增加濾袋長度，龍骨由兩節改為三節，長度也增加。

2.3 脫硫、除塵一體化改造方案

采用單塔一體化脫硫除塵深度凈化技術，該技術是由高效旋匯耦合脫硫除塵技術、離心管束式除塵技術組成。

2.3.1 高效旋匯耦合脫硫除塵技術

引風機出口煙氣進入吸收塔，經過高效旋匯耦合裝置，利用流體動力學原理，形成強大的可控湍流空間，使氣液固三相充分接觸，提高傳質效率，同時液氣比比同類技術低30%，實現第一步的高效脫硫和除塵；

2.3.2 離心管束式除塵裝置

經高效脫硫及初步除塵后的煙氣向上經離心管束式除塵裝置進一步完成高效除塵除霧過程，離心管束式除塵裝置由分離器、增速器、導流環、匯流環及管束等構成。煙氣在一級分離器作用下使氣流高速旋轉，液滴在壁面形成一定厚度的動態液膜，煙氣攜帶的細顆粒灰塵及液滴持續被液膜捕獲吸收，連續旋轉上升的煙氣經增速器調整后再經二級分離器去除微細顆粒物及液滴。同時在增速器和分離器葉片表面形成較厚的液膜，會在高速氣流的作用下發生“散水”現象，大量的大液滴從葉片表面被拋灑出來，穿過液滴層的細小液滴被捕獲，大液滴變大后被筒壁液膜捕獲吸收，實現對細小霧滴的脫除。最后經過匯流環排出，實現煙塵超凈脫除。

2.4 優化設計可行性分析

電廠采用“三塔合一、兩機一塔”的布置方式。通過對比，脫硫優化改造方案投資大、占地面積大、改造工期較長，施工難度大，對間冷塔冷卻效果影響不確定。脫硫、除塵一體化技術已投運十余年，經過多臺業績表明無腐蝕、堵污情況，且優化改造工期短、投資費用低、占地面積少等優點，基本符合該電廠現階段改造的條件。在對該電廠擬燃用的煤源及高效旋匯耦合脫硫技術調研的基礎上，綜合考慮投產后脫硫改造的高額費用與實際燃煤的硫份，結合“三塔合一”特殊布置方式，脫硫改造采用脫硫除塵一體化技術，即吸收塔入口煙道與最下層噴淋層之間安裝高效旋匯耦合脫硫裝置。吸收塔塔高、噴淋層、原氧化風機、石灰漿制備系統、石膏脫水系統、廢水處理系統等不做改動，可保證當脫硫入口SO2設計濃度3700mg/Nm3時，出口SO2排放濃度≤20mg/Nm3；脫硫入口煙塵濃度≤30mg/Nm3時，出口煙塵排放濃度≤5mg/Nm3。

3、優化后主要設計參數

通過優化設計，采用脫硫除塵一體化技術（旋匯耦合裝置+管束式除塵器）。主要設計參數見表3。

4、結語

該廠基建期對脫硫、除塵設備配置進行優化，同步達到超低排放的要求。由于吸收塔內增加設備，不僅煙氣在吸收塔阻力增加1200Pa，這使引風機電耗增加，而且增加了初投資，但污染物排放大幅降低。

參考文獻：

[1]環境保護部.GB 13223—2011 火電廠大氣污染物排放標準[S].北京：中國環境科學出版社，2012.