2×660 MW火電機組吸收塔除霧器超低排放改造

李志剛，劉紅蕾，李旭同

(1.遠達煙氣治理特許經營有限公司，重慶 400060； 2.山東電力高等?？茖W校，山東 泰安 271000；3.北京清新環境科技股份有限公司徐州分公司，江蘇 徐州 221000)

2×660 MW火電機組吸收塔除霧器超低排放改造

李志剛1，劉紅蕾2，李旭同3

(1.遠達煙氣治理特許經營有限公司，重慶 400060； 2.山東電力高等專科學校，山東 泰安 271000；3.北京清新環境科技股份有限公司徐州分公司，江蘇 徐州 221000)

以某電廠吸收塔改造為例，在原吸收塔內采用除霧器的差異化布置改造方案，按照除霧器流場模擬計算結果進行設備布置。改造完成后，凈煙氣霧滴排放質量濃度小于20 mg/m3，完全達到國家超低排放標準的要求。

火電機組；超低排放；除霧器；差異化布置；流場

0 引言

隨著工業發展和民眾對環境要求的提高，國家制定了一系列環境保護的法律法規[1]，對燃煤電廠提出了超低排放的要求：霧滴排放質量濃度≤20 mg/m3(標態，下同)，SO2排放質量濃度≤35 mg/m3，煙塵排放質量濃度≤5 mg/m3。為保證煙氣排放達標，各發電集團公司對所屬發電廠提出技術改造方案，本文對某電廠2×660 MW機組超低排放脫硫脫硝改造工程中的吸收塔改造方案進行技術分析和應用探討，以便積累技術經驗[2]，為中國的碧水藍天盡一份綿薄之力。

1 改造方案

某電廠2×660 MW機組采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統，其中石灰石漿液制備、石膏脫水、工藝水及工業水系統等共用，2座吸收塔系統經過7年的運行已不能滿足新形勢下煙氣超低排放的要求，尤其是除霧器部分的霧滴排放超標，經常出現堵塞等問題，通過與設計方的研究和探討，提出2種改造方案。

(1)方案1。吸收塔內增加沸騰式泡沫脫硫除塵一體化(BFI)裝置，除霧器更換為高效除霧器，吸收塔抬高3.2 m，保證常規的除霧器距離最上層噴淋層中心線3.0 m，除霧器之后預留2.0 m的高度，具體布置如圖1所示。

圖1 吸收塔抬高方案

(2)方案2。不抬吸收塔，在原吸收塔內采用差異化布置的高效除霧器：3級屋脊式除霧器+1級管式除霧器。最上層噴淋層中心線至煙道底部間距6.300 m，噴淋層至除霧器間距2.000 m，除霧器至煙道底部間距0.445 m，如圖2所示。

圖2 吸收塔不抬高方案

綜合改造難度、供貨周期、改造工期和財政預算等多種因素，最終選擇不抬塔方案2作為改造方案。

2 項目設計

2.1 分析繪制各層除霧器的阻力分布圖

初步選用常規的3層除霧器設計，根據除霧器廠家提供的除霧器資料，繪制各層除霧器的阻力分布圖，如圖3所示。

2.2 除霧器流場模擬計算

按照采用上、中、下3層除霧器的設計，流場模擬計算結果如圖4所示。

圖3 除霧器阻力分布

圖4 除霧器流場模擬

圖5 管束式除霧器流場模擬

從圖4可以看出：除霧器出口流場偏差較大，達到31.1%，存在風險較大；同時，靠近吸收塔側除霧器模塊全部改為大阻力模塊，經過流場計算，除霧器出口流場偏差仍然較大，達到28.0%左右。

2.3 加裝多孔板或管束式頂部除霧器

為改善除霧器出口流場偏差大的問題，借鑒其他項目經驗，在除霧器局部低部增加多孔板或管束式均布裝置，以改善煙氣的流動狀況，保證除霧器流場的均勻性[3]。經過討論及計算機流場模擬計算，為保證流場更流暢，最終選擇在3層屋脊式除霧器的基礎上，在進口局部設置管束式均布除霧器，圖5為管束式除霧器前、后流場的模擬圖。由圖5可見，局部增加管束式均布裝置后，除霧器后流場改善較為明顯。

根據流場模擬結果，正常運行情況下，最高負荷工況流場模擬結果滿足設計要求，其他較低負荷工況的流場模擬結果同樣能滿足設計要求，而且還相對更好，故從流場模擬情況看，技術方案是高效可行的。綜合考慮實際運行偏差、實際運行情況(防止運行過程中除霧器堵塞)、實際操作難度及技術可靠性等問題，常規認為除霧器出口流場偏差控制在25%以內，除霧器的效果能得到充分保證。

3 項目實施

3.1 除霧器安裝

吸收塔進行以下配套改造：(1)除霧器下層支撐梁全部拆除，旋轉90°，改造到相應標高層；(2)除霧器原有上層支撐拆除，旋轉90°，改造到相應標高層；(3)新增除霧器閥門操作平臺；(4)新增除霧器管口。

3.2 除霧器配置及性能

(1)第1級除霧器為T99管式除霧器，起到均布煙氣及去除大粒徑霧滴的作用[4]，管式除霧器后方霧滴質量濃度為234.67 mg/m3，圖6為管式除霧器的分離性能曲線。

圖6 管式除霧器霧滴分離性能曲線

(2)第2級除霧器為R302725A不帶鉤屋脊式除霧器，同層差異化布置并設置導流板。該級除霧器后方霧滴質量濃度為108.64 mg/m3，圖7為不帶鉤屋脊式除霧器分離性能曲線。

圖7 不帶鉤屋脊式除霧器分離性能曲線

(3)第3級除霧器為R302523HA單鉤屋脊式除霧器，同層差異化布置并設置導流板。該級除霧器后方霧滴質量濃度為25.38 mg/m3，圖8為單鉤屋脊式除霧器分離性能曲線。

圖8 單鉤屋脊式除霧器分離性能曲線

(4)第4級除霧器為R302523HHA孔鉤屋脊式除霧器，同層差異化布置并設置導流板，除霧器頂部靠近煙氣出口兩跨設置孔板，可進一步優化此處后方流場。該級除霧器后方霧滴質量濃度為12.68 mg/m3，圖9為孔鉤屋脊式除霧器分離性能曲線。

(5)經過整套裝置的分離，改造后凈煙氣霧滴質量濃度保證值為小于20 mg/m3。圖10為整套裝置分離性能值匯總。

圖9 孔鉤屋脊式除霧器分離性能曲線

圖10 整套除霧器分離霧滴變化值

4 結束語

該項目結合流場模擬分析反饋，充分考慮逐級除霧器煙氣流場、壓降、分離性能等的變化，在第1級除霧器入口處加裝優化后的孔板設計，保證除霧器裝置不僅適應現有鋼構尺寸，更能保證霧滴排放達標。從設計到改造成功僅用了5個月時間,從目前的運行狀況看,改造后的脫硫系統霧滴排放質量濃度小于20 mg/m3，完全達到國家環保的要求,此次技術改造是非常成功的。

[1]孔克勤，鐘秦.火電廠煙氣脫硫脫硝系統設計、建造及運行[M].北京:化學工業出版社,2005.

[2]北京博奇電力科技有限公司.濕法脫硫裝置維護與檢修[M].北京:中國電力出版社,2010.

[3]北京博奇電力科技有限公司.濕法脫硫系統安全運行與節能降耗[M].北京:中國電力出版社,2010.

[4]劉紅蕾，劉永陽，李廣華.火電廠煙氣脫硫脫硝設備控制與儀表[M].北京:化學工業出版社,2014.

X 773

B

1674-1951(2017)12-0062-03

2017-07-10；

2017-11-14

(本文責編：劉芳)

李志剛(1987—)，男，山西呂梁人，助理工程師，從事火力發電廠脫硫脫硝運行維護及管理工作(E-mail:1759616818@qq.com)。