陜西華電蒲城第二發電有限責任公司2×660 MW機組超低排放改造

鄧輝鵬

(中國華電科工集團有限公司，北京　100160)

陜西華電蒲城第二發電有限責任公司2×660 MW機組超低排放改造

鄧輝鵬

(中國華電科工集團有限公司，北京100160)

摘要：介紹了陜西華電蒲城第二發電有限責任公司2×660 MW機組超低排放改造工程的主要技術路線，提出了煙氣系統、吸收氧化系統、吸收劑制備和貯存系統、石膏脫水系統、工藝水及工業水系統、壓縮空氣系統及事故漿液系統的改造措施及技術特點，對比了改造前、后的技術指標。改造后，機組達到了超低排放的目標，可為需進行煙氣超低排放改造的電廠提供參考。

關鍵詞：濕法煙氣脫硫；超低排放；吸收塔；雙塔雙循環

0引言

陜西華電蒲城第二發電有限責任公司三期2×660 MW機組原有脫硝裝置為選擇性催化還原(SCR)脫硝裝置，原有除塵器為雙室四電場靜電除塵器，原有脫硫裝置為石灰石-石膏濕法煙氣脫硫裝置，設置煙氣換熱器(GGH)，一爐配一塔，煤種收到基硫分為2.9%，煙氣脫硫(FGD)系統入口SO2質量濃度為6 522 mg/m3(標態、干基、6% O2，下同)，出口SO2排放質量濃度小于365 mg/m3。

該電廠與西安市的直線距離為108 km，屬于重點地區，根據《煤電節能減排升級及改造行動計劃(2014—2020)》 中“鼓勵西部地區新建機組接近或達到燃氣輪機組排放限值”的行動目標，該電廠需要實行超低排放改造，要求改造后煙囪入口SO2，NOx和煙塵的限值分別為35，50，10 mg/m3。

1超低排放技術路線

陜西華電蒲城第二發電有限責任公司三期2×660 MW機組脫硝改造采取了安裝備用層催化劑的技術方案，單臺機組新增催化劑327 m3。

脫硫除塵改造的技術方案為：原有電除塵器采取高頻電源的改造方案，改造后出口粉塵質量濃度小于30 mg/m3。脫硫裝置采用串塔(雙塔雙循環)方案，利舊原吸收塔為一級塔，新建吸收塔為二級塔，拆除原有脫硫系統的GGH，新建吸收塔放置在拆除的GGH位置，二級吸收塔設置1層合金托盤和三級屋脊式除霧器。FGD系統入口SO2質量濃度為6 522 mg/m3，要求出口SO2排放質量濃度不大于35 mg/m3，脫硫效率大于99.47%，出口粉塵質量濃度小于10 mg/m3。

2超低排放改造方案

2.1煙氣系統

拆除原有GGH，在原GGH位置新建二級吸收塔，煙道進行相應改造。原煙氣經過增壓風機進入現有吸收塔A，與石灰石漿液反應后脫除其中的部分SO2，煙氣溫度進一步降至飽和溫度。吸收塔A頂部出口煙氣進入新增吸收塔B進行深度脫硫，將煙氣中SO2的質量濃度降至35 mg/m3以下后，經煙囪排放。

2.2吸收氧化系統

每臺鍋爐設1套SO2吸收系統，吸收塔串聯布置。原塔完全保留，新塔布置在原塔后，利用現有GGH位置。原吸收塔作為一級吸收塔，吸收區直徑為16.4 m，高40.7 m，配置4層噴淋層、4支矛槍式氧化風管和兩級平板式除霧器。此次改造利舊原有4臺漿液循環泵，吸收塔漿池容積不變，吸收塔高度不變，漿液停留時間為4.65 min，滿足脫硫設計要求。為防止大量液滴被攜帶到2個吸收塔的連接煙道，造成煙道堵塞結垢，此次改造保留原有吸收塔的除霧器。現有氧化風機為兩級壓縮羅茨風機，故障頻繁，嚴重影響系統正常工作，為保證改造系統的可靠性，此次改造采用性能較為可靠的離心風機。由于需要排放的石膏漿液量增大，此次改造更換為大容量的石膏漿液排出泵。原有石膏漿液排出泵放到二級吸收塔作為倒漿泵，將二級吸收塔漿液輸送到一級吸收塔，再通過一級吸收塔的石膏漿液排出泵打到石膏漿液旋流器脫水；同時，在一級吸收塔與二級吸收塔之間設自流管道。

新增吸收塔直徑為18.1 m，高35.60 m，漿池區直徑為18.1 m，吸收區直徑為18.1 m，每塔配置1套合金托盤和2層噴淋層。對應的2臺漿液循環泵流量為11 800 m3/h，吸收塔液氣比為13.8。新增吸收塔的除霧器采用高效三級屋脊式除霧器(攜帶霧滴的質量濃度<15 mg/m3)，材質為聚丙烯塑料(PP)，布置在吸收塔噴淋層上部。除霧器設置6層沖洗。二級塔不單獨設置氧化風機，氧化風由原吸收塔配置的3臺氧化風機管道引接，中間設置手動開關閥，根據運行情況調整閥門開度。為防止大顆粒進入循環泵，現有吸收塔循環泵入口增設合金濾網，二級吸收塔配置4 臺攪拌器。

2.3吸收劑制備和貯存系統

改造后石灰石消耗量變化不大，制漿系統可以不做改變。由于原有稱重給料機故障較多，下料系統需要進行改造并增加螺旋給料機。

目前的供漿系統采用4 臺(2運2備)供漿泵對應2套供漿管道，供漿管道缺陷太多，供漿管道發生腐蝕磨損時會對吸收塔運行造成影響。此次改造采用雙路供漿的方式，增加1路備用副管，當主管的電動閥門故障或管道漏漿時，可手動關閉主管閥門，利用副管上的電動閥門實現石灰石供漿的控制。

2.4石膏脫水系統

考慮與石膏排漿泵的匹配，此次改造更換現有的石膏旋流站，更換下的石膏旋流子作日常運行維護用。

石膏脫水系統為全廠共用，改造前的單臺石膏皮帶設計容量為66 t/h，共設置4臺，3運1備。改造后全廠需要石膏皮帶總容量為210 t/h，高負荷時可啟動備用皮帶機。根據設備的最大利舊原則，此次可不對現有皮帶系統進行改造。

2.5工藝水、工業水系統

脫硫系統增容改造后，二級吸收塔設置了3層屋脊式除霧器，為防止除霧器堵塞，保證除霧器高效、穩定運行，此次改造新增工藝水箱，主要供3臺除霧器沖洗水泵用水，改造后水箱供水可滿足系統不小于1 h的用水量。增加1路補水管道，提高水系統的可靠性。

現有工業水去脫硫島的壓力低于0.3 MPa，需要對管路進行加壓，此次改造增加2臺工業水管道泵。

2.6壓縮空氣系統

原脫硫系統設置5 m3容積的壓縮空氣儲罐，超低改造后用氣量無明顯增加，原壓縮空氣系統可以滿足改造后的要求，只需增加用氣儀表的管道和閥門。

2.7事故漿液系統

該工程原脫硫系統設置2個吸收塔排水坑，每套機組設置1個，#5，#6 吸收塔現有地坑只有1臺泵，為增加系統的可靠性，每個地坑增加1臺備用泵。現有事故漿液箱1 座，為#1～#6 機組公用，尺寸為?15 m×19 m，容積為3 356 m3，脫硫增容改造后，吸收塔漿池容積變大，考慮系統的安全性，需要增加1套事故漿液系統，但是在二期超低排放改造中執行。

2.8廢水處理系統

三期脫硫廢水處理裝置容量按一至三期4×330 MW +2×660 MW 機組脫硫裝置的廢水處理量考慮，最大出力為70 m3/h，現有廢水處理系統可以滿足超低排放改造后整個系統的出力要求，無需進行增容改造。

3技術指標及技術特點

改造前、后主要技術指標見表1。

表1　改造前、后主要技術指標

超低排放改造的技術特點。

(1)吸收塔串聯布置，運行時控制前塔漿池的pH值在較低值，利于氧化，可獲得高品質石膏，控制后塔漿池的pH值在較高值，可保證較高的脫硫效率。能適應含硫量和負荷的變化，系統余量充足，運行穩定、可靠。

(2)新建吸收塔內設置了合金托盤，增強了吸收塔內煙氣的均勻性，提高了除霧器的性能，有很強的脫硫、除塵協同效應。

(3)新建吸收塔作為二級吸收塔，直徑大于原有吸收塔，可將塔內煙氣流速控制在3.5 m/s以下，增加了煙氣停留時間，減少了煙囪入口煙氣攜帶霧滴的質量濃度。

(4)由于新吸收塔與原有吸收塔相互獨立，改造過程中無需停運原有脫硫系統，只需在煙道匯口時停運，大大減少了主機的停機時間。

(5)改造方案僅拆除了原系統中的GGH，原有吸收塔基本沒有改動，最大限度利用了原有吸收塔的設備和材料。

4改造效果

#6機組脫硫增容改造完成后，于2015年6月完成試運行。改造后除塵器出口粉塵質量濃度小于30 mg/m3時，煙囪入口SO2質量濃度小于35 mg/m3，煙囪入口粉塵質量濃度小于10 mg/m3；當除塵器出口粉塵質量濃度小于20 mg/m3時，可控制煙囪入口粉塵質量濃度小于5 mg/m3。超低排放改造前，SCR裝置脫硝效率≥77.8%，NOx排放質量濃度為100 mg/m3(標態、干基、6% O2)；超低排放改造后，SCR裝置脫硝效率≥88.9%， NOx排放質量濃度降至50 mg/m3(標態、干基、6% O2)。

5結束語

陜西華電蒲城第二發電有限責任公司采用雙塔雙循環的脫硫超低排放改造后，達到了預期的效果，獲得很多燃煤電廠超低排放改造的數據和經驗，可為煙氣中SO2質量濃度高(大于3 500 mg/m3)、停機允許時間短的電廠實行超低排放改造提供參考。

(本文責編：劉芳)

收稿日期:2015-11-30；修回日期:2016-03-21

中圖分類號：X 701

文獻標志碼：B

文章編號：1674-1951(2016)04-0061-02

作者簡介：

鄧輝鵬(1980—)，男，湖南郴州人，工程師，從事火力發電廠煙氣脫硫、脫硝、除塵等方面的研究(E-mail:denghp@chec.com.cn)。