燃煤電廠脫硫系統超低改造技術淺析

王月飛 國能億利能源有限責任公司電廠

一、脫硝超低排放提效改造背景

為積極響應《煤電節能減排升級與改造行動計劃（2014—2020）》，自2015年以來，全國范圍內燃煤電廠都在積極推行煙氣超低排放改造。現有燃煤機組煙氣脫硝改造方案從裝置實際運行情況出發，遵循“改造技術成熟、可靠、先進；改造措施經濟、合理、有效；改造后設備運行穩定、安全；整機使用壽命周期長，達到超低排放標準”的原則，針對存在的實際問題提出建設性的改造措施，做到“范圍明確、重點突出、便于實施、縮短工期”。

二、脫硝系統異常問題

燃煤電廠在運行過程中，同時出現了脫硝系統噴氨量過大、煙氣中NOx濃度“正掛”嚴重、空氣預熱器進出口壓差升高、除塵器除塵效率降低的現象，燃煤機組運行的經濟性和穩定性受到了極大的威脅。通過現場檢查發現，該電廠脫硝系統的實際噴氨量，比理論消耗量高25%以上，造成運行成本的顯著增加。脫硝系統出口煙氣中NOx濃度為75mg/m3（標態，干基，6%O2）左右，而煙囪總排口煙氣中NOx濃度為35mg/m3（標態，干基，6%O2）左右，“正掛”現象嚴重。空氣預熱器進出口壓差從平時運行控制的0.8～1.0kPa，升高至2.5kPa左右，同時引風機電流上升20A左右。靜電除塵器的二次電流發生逐漸降低的現象，且除塵器出口煙塵濃度有逐步升高的趨勢，對煙塵的達標排放產生極大的威脅。

三、燃煤電廠脫硫及除塵系統超低排放改造

（一）脫硫系統概況

本文研究了某燃煤電廠。該電廠的裝機容量為2×300MW，鍋爐具有亞臨界參數，鍋爐型號為HG-1025/17。640540/540-YM型兩個亞臨界鍋爐，具有一次加熱，自然循環鼓式輸送。蒸汽輪機是亞臨界萃取冷凝式蒸汽輪機，型號：C300/235-16.7/0.35/537/537，是亞臨界，中間加熱，單萃取，冷凝的蒸汽輪機，發電機型號-QFSN-300-2B。脫硫過程為硫石膏石灰石煙氣脫硫。脫硫使用將液體注入到廢氣脫硫塔中的技術。用于液柱注入的廢氣脫硫技術是一種更先進的石灰-石膏脫硫技術。石膏脫硫技術自引進我國以來，就深受廣大燃煤企業的重視，其高效率，低消耗，低污染等特性使其能夠迅速在我國燃煤企業中廣泛應用，該功能單元使用1kWh的電能來評估生命周期。

（二）原工藝系統

1.煙氣系統

煙氣系統包括原始煙氣爐，煙氣網爐，煙道和伸縮縫。目前，我省發電廠已完成上電與擴產的整合。經過電除塵系統處理后的煙氣在風扇的作用下通過煙囪進入吸收塔，以去除污染物。進入脫硫系統的煙氣穿過煙氣出口，從進水管進入吸收塔，在塔中上升并與冷卻塔中的噴霧以相反的方向進行反應。經過一系列的化學反應后，塔中的污染物被清除并通過煙道釋放到大氣中，然后煙氣進入除霧系統。顧名思義，其功能是在脫硫后收集煙氣小滴，收集后返回吸收塔進行二次處理。由于氣液室內的固體堆積，除霧器系統將被嚴重阻塞，從而降低了效率。為了確保除霧器系統的平穩運行并避免堵塞，有必要定期用工藝用水沖洗除霧器系統的每個位置。

2.石膏脫水系統

石膏排泄泵通過管道輸送石膏克隆的吸收塔中的含石膏污泥。旋風除塵器執行兩項功能：一是將現有懸浮液脫水一步，二是對石膏的性能進行分類。石膏懸浮液在離心力的作用下進入旋風分離器，小顆粒向上移動并從溢流中噴出。旋風分離器懸浮液中的固體從旋風分離器的邊緣向下移動，并在電流下形成40%～50%的固體濃度。通過溢流口的部分漿料返回到吸收塔，另一部分被輸送到廢水處理系統，該系統用于減少脫硫系統中其他重金屬的含量并提高脫硫效率。從分離器的邊緣向下移動的漿料進入真空帶脫水系統，真空帶脫水后的漿料進入漿料過濾池，最后返回濾液泵的吸收塔。懸浮液用真空膠帶脫水機處理，以減少水含量，提高石膏的純度，并壓成餅狀。短時間存放后，懸架可通過汽車到達制造商。

（三）脫硫系統改造方案

優化現有的噴霧系統，更換原來的循環泵B和C，并增加漿液供應。原始的吸收塔直徑為13m，高度為29.3m，配有三層噴霧。三個用于漿液的循環泵，容量為5300m3/h，壓力-20.3/22.2/24.1m，噴嘴為偏心錐形。為了減小系統的阻力，更換了C泵的葉輪，并且C泵的電流小于更改后的初始設計值。考慮到超低排放的要求，為確保脫硫效率，經過仔細考慮，決定用恒壓替換漿液循環泵B和C，流量增加到6150m3/h。轉換后，總噴霧量達到17600m3/h，對應于液氣比為12.42。重新布置初始噴涂層，以滿足對新噴嘴放置的需求。從煙道氣中去除的二氧化硫必須在必要時被完全氧化，以確保煙道氣和懸浮液具有最充分的響應并且不會在吸收塔和吸收塔的內壁上結垢，噴涂過程必須認真細致地完成，盡量減少噴涂失誤，從而有效提高氧化反應效率。大部分氧化反應在吸收塔中進行，另一部分由煙道氣中所含的氧氣補充。因此，吸收塔污泥池的污泥存儲標準必須滿足最低氧化要求。根據計算，與最小氧化空間相對應的懸浮罐最小容積為857m3，現有的懸浮罐容積滿足轉化后氧化空間的最小需求。為了使脫硫系統的副產物達到標準，所形成的小的石膏顆粒可以在吸收塔的下落液體中長時間保留，這對于提高石膏的質量非常重要。石膏質量直接關系到產品的使用質量，含水率最高不能超過10%，才能有效提高混凝土質量。

四、結語

技術可能是實現超低排放的主要問題，但管理和運營水平也是非常重要的補充。現場測試結果表明，盡管對超低排放量的改造可以滿足對超低排放量的要求，但脫硫系統也存在許多問題。我們希望本文將提供一個可行的解決方案為電廠提供參考。