第三熱電廠鍋爐排放廢氣提標(biāo)改造

晁云剛

(陽泉煤業(yè)(集團(tuán))有限公司發(fā)供電分公司第三熱電廠，山西 陽泉 045000)

1 鍋爐、燃煤煤質(zhì)及現(xiàn)有脫硫脫硝系統(tǒng)概述

1.1 鍋爐概述

1#、2#、3#鍋爐為東方鍋爐廠生產(chǎn)的DG150/9.8-1型鍋爐，4#鍋爐為濟(jì)南鍋爐廠生產(chǎn)的YG270/9.8-M型鍋爐，1#、2#、3#、4#鍋爐均為高壓、露天布置、單爐膛、燃煤固態(tài)排渣、自然循環(huán)汽包鍋爐，“∏”型布置，煤粉懸浮燃燒。1#、2#、3#鍋爐建設(shè)于1996年，4#鍋爐建設(shè)于2004年。

1.2 燃煤煤質(zhì)概述

本廠屬于典型的坑口電廠，燃煤主要來源于旁邊的礦井所供給的無煙煤，其主要元素分析如表1。

表1 煤質(zhì)工業(yè)分析數(shù)據(jù)

1.3 脫硫脫硝系統(tǒng)概述

現(xiàn)有脫硫系統(tǒng)采用石灰石-石膏法脫硫工藝，其中：1#、2#鍋爐共用1#吸收塔，3#、4#鍋爐共用2#吸收塔，兩個(gè)吸收塔共用1個(gè)石灰石漿液制備系統(tǒng)、共用2套真空皮帶機(jī)系統(tǒng)、共用1個(gè)事故漿液池，1#、2#吸收塔其中分別設(shè)置有：4臺(tái)漿液循環(huán)泵、4層噴淋、單噴嘴、一層托盤、一級(jí)管式除霧器及兩級(jí)屋脊式除霧器、4臺(tái)側(cè)攪拌器，1#、2#吸收塔入口SO2質(zhì)量濃度最高時(shí)可達(dá)到6 000 mg/Nm3。根據(jù)《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011)要求，1#吸收塔出口ρ(SO2)<200 mg/Nm3，而3#、4#鍋爐共用一個(gè)排放口，2#吸收塔出口ρ(SO2)<100 mg/Nm3。

現(xiàn)有1#、2#、3#鍋爐采用SCR脫硝工藝，4#鍋爐采用低氮燃燒器加SCR脫硝工藝，脫硝劑采用尿素，共用1個(gè)尿素制備系統(tǒng)、尿素溶液儲(chǔ)存及輸送系統(tǒng)，1#、2#鍋爐SCR布置兩層催化劑，3#、4#鍋爐SCR布置三層催化劑，1#、2#、3#鍋爐SCR脫硝系統(tǒng)入口NOx濃度最高時(shí)可達(dá)到650 mg/Nm3，3#鍋爐SCR脫硝系統(tǒng)入口NOx濃度最高時(shí)可達(dá)到850 mg/Nm3。根據(jù)《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011)要求，1#吸收塔出口ρ(NOx)<200 mg/Nm3，2#吸收塔出口ρ(NOx)<100 mg/Nm3。

1#、2#、3#鍋爐除塵設(shè)施采用布袋除塵器，4#鍋爐除塵設(shè)施采用電除塵器及布袋除塵器，1#、2#吸收塔出口煙塵質(zhì)量濃度<30 mg/Nm3。

2 提標(biāo)改造方案

為確保1#、2#吸收塔出口SO2、NOx、煙塵煙氣排放濃度能滿足《環(huán)大氣[2017]29號(hào)》、《晉氣防 [2017]1號(hào)》、《京津冀及周邊地區(qū)2017大氣污染防治工作方案》要求，需要對(duì)鍋爐脫硫系統(tǒng)、脫硝、除塵脫硫系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步升級(jí)改造，經(jīng)過系統(tǒng)性的計(jì)算、核算，分系統(tǒng)進(jìn)行提標(biāo)改造，方案如下。

2.1 脫硫部分

為徹底將1#、2#吸收塔出口SO2排放值降至35 mg/Nm3以下，在現(xiàn)有吸收塔基礎(chǔ)上，做如下改造。

1) 因筒體平面尺寸無法再做調(diào)整，只能分別增高1#、2#吸收塔筒體，使得煙氣在筒體中停留時(shí)間延長，從而實(shí)現(xiàn)反應(yīng)時(shí)間延長，提高SO2吸收程度。

2) 優(yōu)化除霧器系統(tǒng)。在原有一級(jí)管式除霧器及兩級(jí)屋脊式除霧器的基礎(chǔ)上，增加冷凝濕膜離心高效除塵除霧一體化裝置，并重新優(yōu)化除霧器沖洗管道及噴嘴，使得除霧更為徹底，達(dá)到凈煙氣中大于10 μm的液滴100%被去除分離，小于10 μm的液滴70%被去除分離。

3) 優(yōu)化漿液循環(huán)及噴淋系統(tǒng)。在1#、2#吸收塔原有4臺(tái)漿液循環(huán)泵的基礎(chǔ)上，增加1臺(tái)大功率漿液循環(huán)泵，并對(duì)2臺(tái)循環(huán)泵提效增容，使得漿液循環(huán)量、噴淋量有所提升；同時(shí)將噴淋系統(tǒng)由四層增加至五層，在原有一層托盤的基礎(chǔ)上，重新安裝一層托盤，進(jìn)一步提高了煙氣與漿液接觸時(shí)間、接觸面積、接觸均勻性；同時(shí)，為保證橫截面上漿液覆蓋率達(dá)300%，進(jìn)一步提高SO2吸收效率，對(duì)噴淋層的噴嘴分布重新進(jìn)行了優(yōu)化，并將原有單個(gè)噴嘴更換為高效雙噴嘴。

4) 對(duì)工藝水系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)、漿液儲(chǔ)存、制備及輸送系統(tǒng)進(jìn)行再優(yōu)化，尤其加裝漿液輸送管道備用管路，防止運(yùn)行管路出現(xiàn)故障時(shí)，因無法及時(shí)進(jìn)漿造成指標(biāo)超標(biāo)現(xiàn)象。

5) 引風(fēng)機(jī)改造。因系統(tǒng)缺少增壓風(fēng)機(jī)，且提效改造后，吸收塔增高、內(nèi)部均流托盤增加、SCR催化劑增加系統(tǒng)阻力增大等因素影響，對(duì)現(xiàn)有8臺(tái)引風(fēng)機(jī)進(jìn)行擴(kuò)容改造。

2.2 脫硝部分

為徹底將1#、2#吸收塔出口NOx排放值降至50 mg/Nm3以下，根據(jù)每臺(tái)鍋爐不同的運(yùn)行工況，做出如下改造。

1) 更新1#、2#鍋爐SCR布置的兩層催化劑，同時(shí)為保證NOx排放值重新增加一層催化劑。

2) 更新3#鍋爐SCR布置的三層催化劑中使用年限較長的下兩層。

3) 更新4#鍋爐SCR布置的三層催化劑中使用年限較長的下兩層，為保證NOx排放值重新增加一層催化劑，將熱解系統(tǒng)進(jìn)行了擴(kuò)容改造。

4) 根據(jù)1#、2#、3#、4#鍋爐實(shí)際運(yùn)行工況，結(jié)合動(dòng)力場模擬數(shù)據(jù)，在SCR入口煙道加裝導(dǎo)流板，對(duì)于現(xiàn)有的噴氨格柵重新進(jìn)行了優(yōu)化，確保噴射更為均勻，更能與煙氣充分混合反應(yīng)；同時(shí)將每臺(tái)鍋爐尿素溶液計(jì)量系統(tǒng)、噴射系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，并對(duì)公用的兩臺(tái)尿素溶液循環(huán)泵進(jìn)行了擴(kuò)容改造。

5) 為進(jìn)一步解決因鍋爐啟動(dòng)初期，SCR催化劑溫度達(dá)不到要求，NOx排放超標(biāo)的現(xiàn)象，重新建設(shè)一套臭氧氧化濕法脫硝系統(tǒng)。

2.3 除塵部分

結(jié)合吸收塔冷凝濕膜離心高效除塵除霧一體化裝的協(xié)同除塵效果，為進(jìn)一步降低吸收塔出口煙塵濃度，將四臺(tái)鍋爐布袋除塵器布袋全部更換為耐高溫的P84+PTFE濾袋。

3 提標(biāo)改造實(shí)施效果

以上方案的實(shí)施后，邀請(qǐng)第三方對(duì)脫硝系統(tǒng)、脫硫系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)分別進(jìn)行性能測試，結(jié)果如下。

1) 經(jīng)提標(biāo)改造，1#、2#、3#、4#鍋爐脫硝出口NOx質(zhì)量濃度為29.12 mg/Nm3、28.36 mg/Nm3、40.36 mg/Nm3、39.45 mg/Nm3(標(biāo)態(tài)、干基、6%O2)，符合ρ(NOx)<50 mg/Nm3的排放要求，且脫硝綜合效率均達(dá)到90%以上。

2) 經(jīng)提標(biāo)改造，1#、2#吸收塔出口SO2質(zhì)量濃度為13.5 mg/Nm3、15.4 mg/Nm3(標(biāo)態(tài)、干基、6%O2)，符合ρ(SO2)<35 mg/Nm3的排放要求，且脫硫效率達(dá)到99%。

3) 經(jīng)提標(biāo)改造，1#、2#吸收塔出口煙塵質(zhì)量濃度為4.1 mg/Nm3、4.7 mg/Nm3(標(biāo)態(tài)、干基、6%O2)，符合煙塵質(zhì)量濃度<5 mg/Nm3的排放要求。

4 結(jié)論

在現(xiàn)有石灰石-石膏法、SCR脫硝、布袋除塵器的基礎(chǔ)上，通過吸收塔擴(kuò)容改造、循環(huán)噴淋系統(tǒng)改造、加裝高效除霧器、增加催化劑層數(shù)以及更換布袋的方式，進(jìn)一步降低了大氣排放標(biāo)準(zhǔn)，使得系統(tǒng)更為優(yōu)越、智能化、精準(zhǔn)化，機(jī)組對(duì)外排放SO2、NOx、煙塵濃度得到進(jìn)一步大幅度下降。