火電企業二氧化硫達標排放措施的探究

馬西軍

工業的發展使得很多企業為了追逐經濟利益的最大化，對自然環境造成了極其嚴重的破壞，隨著時代的進步社會的發展，人類慢慢意識到了環境保護的重要意義，自然和生態環境已經引起國家的高度重視。如何在保證工業生產的基礎上，減免對環境的污染，已經是非常重要的事情了。火電企業燃煤鍋爐的燃料硫份隨著煤炭市場的不斷變化也發生著變化，許多企業燃煤硫份已超出原脫硫系統的設計硫份，而環保問題是關系到國家經濟可持續發展的重大問題，火電企業需要燃燒大量的煤炭，由于發電用大量含硫煤炭的燃燒導致很多地區的大氣中含有相當濃度的二氧化硫，嚴重影響環境，威脅人們的生活健康。如何保證煙氣二氧化硫達標排放，提供清潔電力，是當前火電企業發展中的重大技術關鍵。我們以某單機600MV燃煤發電企業為例說明二氧化硫達標排放的措施。該企業安裝4臺600MV鍋爐，原配套脫硫系統設計燃煤含硫量為1.65%，近年來由于煤炭市場的變化，燃煤的含硫量遠高于設計值，燃煤含硫量達到3.0%，脫硫系統入口的SO2濃度增大，原脫硫系統出口SO2濃度已無法滿足新的環保排放要求和機組安全運行要求，所以需對原脫硫系統進行增容技術改造、設備的可靠性研究、長周期運行調整進行技術總結，從而達到滿足環境保護煙氣達標排放要求的目的。

一、以確保達標排放為根本，不斷加大設備改造力度

1.串聯吸收塔改造。脫硫增容改造采用石灰石-石膏濕式脫硫工藝，1、3、4號脫硫為串聯吸收塔方案，即在原吸收塔前各增設一臺預洗滌塔，預洗塔尺寸為：（1號：φ16×36.5米；3號：φ16×36.5米；4號：φ17.4×36.9米）；2號脫硫改造采用對原有液柱塔進行擴容的方案（反應池尺寸由22.1×13.3米增加到22.1×18.4米），同時對各脫硫輔助系統等進行增容改造。此次改造燃煤硫份由原設計的1.65%提高到3.0%，脫硫系統綜合效率為97.3%。

2.GGH選用豪頓華公司的最新防堵型大通道換熱元件。換熱元件高度由原來的785mm改為現在的580mm，同時對GGH密封片進行了更換。改造后，在滿負荷時增壓風機電流下降約100A，GGH差壓降低1400Pa。2號機組自改造投運后經過9個多月的連續運行，GGH差壓在大負荷時基本維持在1200Pa之內。GGH吹掃方式改為蒸汽吹掃，蒸汽壓力保持在0.9-1.0MPa ，溫度260℃左右 ，同時更換了吹灰槍，吹掃效果明顯改善。將吹灰控制由PLC改為DCS控制，解決了PLC出現故障影響吹灰的問題。

3.除霧器及噴嘴進行差異化布置。一是在流速較高的區域增大噴嘴密度，以調整吸收塔內的煙氣流場，減小煙氣進入除霧器所夾帶的漿液量；二是對除霧器模塊進行差異化布置，在流速較高區域，更換葉片間距為25mm的除霧器模塊，增加該區域的煙氣阻力，在流速較低區域，更換葉片間距為30mm的除霧器模塊；三是在第一、第二級除霧器布置靠近煙氣出口處，更換為專用高效防堵型模塊，降低煙氣阻力，從而保證除霧器葉片內的流場均勻。通過改造，實際運行中，除霧器差壓大幅降低，煙氣攜帶漿液造成GGH堵塞的問題得到緩解，為主機的安全穩定運行奠定了堅實的基礎。截至目前，未發生因為GGH或除霧器堵塞影響機組穩定運行的事件，實現機組連續長周期運行在一年以上。

二、以控制燃煤硫份為關鍵，不斷加大配煤摻燒力度

一是按照大唐陜西公司要求，堅持做好“三堆煤”管理（即一堆是劣質煤，低熱值高硫份，用于低負荷和后夜運行；一堆是高熱值低硫份煤，用于早晚高峰負荷；在此基礎上摻配第三堆煤，熱值和硫份適中，適用于平常負荷）。二是制定了公司《燃煤摻配管理制度》，通過配煤控制入爐煤硫份達到設計值90%以下，避免脫硫系統長期在高硫份環境下運行和超標排放，確保機組穩定、經濟運行。

三、以運行維護為重點，不斷提高污染物排放管理水平

1.針對脫硫系統增容改造和旁路煙道封堵，完善和修訂了脫硫運行規程、運行系統圖、熱控邏輯及事故預案等，保障脫硫系統和主機可靠運行。

2.優化機組啟停過程中漿液循環泵運行方式，在鍋爐點火初期，由于排煙溫度不高，漿液循環泵不隨增壓風機同時啟動；當脫硫入口煙溫到達70℃時，投運預洗塔最底層漿液循環泵，這樣既保障了除霧器的安全，又減少了漿液污染。同時在啟停過程中連續投入GGH蒸汽吹掃，除霧器沖洗每兩小時投運一次，確保GGH和除霧器不被油煙污染。

3.通過不斷摸索和實踐，總結出了脫硫吸收塔維持“三低”（低液位、低密度、低pH值）運行方式的成功經驗，即：吸收塔液位由9.0米-9.5米降至8米-8.5米；漿液密度控制在1050-1130kg/m3之間pH值保持在5.0-5.2。

4.為確保在吸收塔內充分氧化，專門在氧化風管上安裝流量計，以嚴密監視氧化系統運行狀況，及時發現和處理氧化風管堵塞缺陷，避免氧化風機軸承損壞影響脫硫系統正常運行。

5.制定《GGH及除霧器沖洗管理辦法》，加大獎懲力度，確保運行按時投入除霧器沖洗、GGH蒸汽吹掃和高壓水沖洗。每次高壓水沖洗GGH完成后，立即再用蒸汽吹掃，減少GGH換熱元件因潮濕黏附粉塵，避免了粉塵與煙氣中的三氧化硫以及漿液霧滴相互反應生成硬度極高的硅酸鹽。同時我們采用相鄰脫硫系統高壓沖洗水通過臨時管道進行相互沖洗工作，實現了脫硫GGH高壓水沖洗泵故障后，運行中利用備用高壓水進行在線沖洗。

6.加強在線數據傳輸管理，切實將CEMS作為“關口表計”進行管理。一是專人負責，實行點檢定修制及缺陷管理制度；二是每周將機組的CEMS數據和環保部門接收的數據進行對比，定期核對分析儀量程、DCS量程、數采儀量程和省監測平臺顯示的數據量程是否一致，發現問題及時整改，切實提高CEMS投運率和在線數據上傳率，確保綜合脫硫效率和排放濃度的監測可信度和準確性；三是對CEMS小室實行標準化管理，管理制度、測點布置圖統一上墻；四是專人負責將歷史曲線中的異常與機組啟停、脫硫消缺、儀表標定等記錄對照核對；五是積極配合陜西省環境監測站進行在線自動監測系統有效性比對試驗，確保所有CEMS系統取得省級環保部門核發的合格證和傳輸數據合法有效。

四、以管理為手段，不斷提高二氧化硫排放管理水平

1.為進一步加強脫硫系統管理，公司專門成立了環保脫硫部，實行點檢定修管理，完善技術標準，規范各項管理制度，落實各級人員責任，努力提高脫硫運行管理水平。

2.目前脫硫管理模式為委托大唐韓城發電廠韓二項目部進行運行、檢修維護，我公司成立環保脫硫部，實行雙重管理，每天早晨上班前共同召開碰頭會，分析昨天問題、布置當天工作。

3.加強設備消缺管理，嚴格執行缺陷消除管理制度，每周與設備維護人員進行缺陷分析碰頭會，從缺陷發生的類型、頻率及原因等方面深入分析，查找問題，提出解決方案，缺陷數量較2013年年初下降50%。對于影響脫硫系統安全穩定運行的缺陷必須升級管理（增壓風機、脫水系統、GGH吹掃系統、石膏排除系統、供漿系統），不得延誤消缺時間。

4.機組停機期間必須對預洗塔、吸收塔除霧器、GGH進行沖洗，專人檢查沖洗效果；對于除霧器沖洗噴嘴、閥門進行通水試驗確保閥門關閉嚴密、管道、噴嘴暢通無堵塞，對GGH高壓水噴嘴進行逐一檢查，確保噴嘴完好無堵塞，高壓沖洗水閥門關閉嚴密，將無法在機組運行期間消除的缺陷及隱患，在停機期間徹底消除，不留死角。

5.加強設備備品備件管理，設備管理人員根據現場設備運行情況、頻發性缺陷及影響脫硫系統安全運行的隱患，進行設備健康狀態分析，提前編制常用備品備件管理列表，確保不發生設備突然退備或無備品影響機組安全運行或限制負荷。

6.修訂《脫硫出口二氧化硫超標排放管理標準》，將脫硫系統的出、入口煙氣二氧化硫濃度、粉塵濃度、重要輔機連續運行小時數等納入指標獎懲管理，促進脫硫系統長期穩定可靠運行。

總的來說通過吸收塔循環漿液噴嘴的差異化布置，更換GGH換熱元件，將GGH吹灰系統的壓縮空氣吹掃改為蒸汽吹掃，對增壓風機系統的邏輯保護進行優化和完善，提高了脫硫系統的可靠性；通過修訂脫硫運行相關規定，優化調整漿液循環泵運行和漿液置換方式，嚴格執行運行規程和設備操作要求，以及加強配煤摻燒工作，提高了脫硫系統的穩定運行水平；通過設備改造和運行方式優化，進一步達到節能和節資的目的。

（作者單位：大唐韓城第二發電有限責任公司）endprint