燃煤電廠鍋爐超凈排放技術的改造研究

尹擁軍 趙國鋒

摘要：近年來，為促進國內經濟可持續進步和發展，更加追求清潔性能較好、效率較高的能源。不過，我國電力仍依據燃燒煤支撐，考慮到燃燒煤產電時存在環境污染問題，故需盡量降低燃燒煤產電廠所排出的污染氣體，依據超凈排放環保技術方法完成對鍋爐的改造升級，進而促進煤電環保綠色發展。

關鍵詞：燃煤電廠;鍋爐;超凈排放;技術改造

1案例概述

以某燃煤電廠為例，具有2個300MW亞臨界供熱機組，能夠脫除硫體系、清除粉塵體系。未提供煙氣換熱器、增壓風機，具備煙氣旁路，可維持168h滿負荷運轉。依據現有脫除硫體系，脫除效率維持在95%，出口位置二氧化硫含量在200mg/m3及以下。由于現有脫除硫體系及清除粉塵體系不符合當前環境保護需求，二氧化硫排放量及粉塵排放量均需減少。故針對鍋爐實行超凈排放環保技術改造升級，盡量滿足現今環境保護需要。

2依據超凈排放方法改造升級鍋爐計劃

2.1改造升級內容

（1）原吸收塔更換為還原塔;調節漿液罐區直徑14.0m，控制吸收部位直徑11.5m，調節除霧區直徑13.0m。

（2）在吸收塔的漿液罐處增加一個區域調節器，以取代以前的氧化空氣管網。

（3）每個吸收塔配備兩臺氧化風機，一臺正常運行，一臺備用;每個吸收塔需要氧化處理的空氣總量設定為9600m3/h。

（4）在吸收塔入口煙道和最低噴淋層前增加兩個多孔分布器。

（5）每座吸收塔設四層噴淋層，增加四臺循環泵，采用三臺前循環泵調節流量至5200m3/h;采用每臺新循環泵將流量調節至6200mg/m3/h。

（6）拆除原有二級除霧器，增加三級脊式除霧器和一級管狀除霧器更換;在干燥的基礎上，將出口處的液滴體積保持在15mg/m3。

（7）拆除吸收塔內側原有的頂出位置，改為半頂出結構，優化提升煙氣流動位置。

（8）噴淋除塵裝置安裝在原煙道區。

2.2一塔設置兩個區域

之前脫硫設施采取石灰石-石膏濕方法脫硫形式，一塔存在一個區域。一塔一個區域可對脫硫設置予以簡化，為滿足氧化作用及吸收作用，應維持漿液對應pH值處于5.0～5.5，和最優值相距比較遠。在氧化方面，需犧牲粒徑大小及石膏純度值，形成的石膏純度值不夠，存在脫水方面難度;在吸收方面，無法改善脫硫功效，難以保證脫硫效率在99%以下。

針對存在的問題，實施鍋爐改造升級的時候，采取一塔設置兩個區域方法，注重對吸收塔漿池位置予以改造完善，保證一個塔漿池中能夠存在兩個差異性pH值環境區域，依次為氧化以及吸收供給條件。而且，氧化區域維持pH值處于一定范圍，有助于順利得到純度比較高的石膏成品;吸收區域保持pH值處于一定范圍，則可得到比較好的脫硫效率，保證脫硫效率增加到99%上。此外，循環漿液所停留時長減少，使停留時長下降至3min;降低脫硫體系運轉阻力，使阻力降低150～250Pa。同時，依據一塔設置兩個區域方法有助于后期檢測維修。

2.3改善漿液循環流動量

煙氣中的二氧化硫含量、漿液的pH值、漿液在吸收塔中的循環流量以及煙氣流量比與吸收塔中的二氧化硫脫除密切相關。對脫硫效率干擾較大的指標是漿液循環流量。

鍋爐實施超凈排放改造時，應根據漿液循環流量進行改進，提高脫硫效率，以符合環保節能的理念。為使最終脫硫效率保持在99.2%以上，將噴淋層數設置為4層，漿液總循環流量保持在21800m3/h，保證系統安全剩余量保持在55%，脫硫效率顯著提高。

2.4設置高效多孔分配器

在鍋爐改造升級過程中，增加了高效多孔分布器。泥漿可在表面形成液體保持層。煙氣在此流動時，持液層會膨脹，從而加強煙氣吸收，有效地洗滌煙氣，提高脫硫效果，除塵。

2.5高效除霧方法

對于脫硫系統出口處的粉塵，通常采用除霧器去除霧滴。因此，有必要設置一臺高效除霧器，以避免除霧器出口霧滴體積增大，從而有效地去除粉塵。在改善鍋爐超凈排放時，高效除霧器葉片采用帶孔鉤形，改變間距和非象限布置，使除霧器出口霧滴量保持在15mg/m3以內。此外，由于高效除霧器采用變徑噴淋沖洗水管，當沖洗水管末端水壓相對穩定時，沖洗覆蓋率保持在150%以上，從而達到高效除塵的目的。

2.6避免煙氣短路的方法

為了提高脫硫效率和除塵效率，避免吸收塔上方塔壁形成煙氣短路對脫硫效果和除塵造成干擾，應結合避免煙氣短路的方法。鍋爐實施超凈排放改善時，可采用兩種方法防止煙氣短路。一是在噴淋層之間設置效率提升環，以抵抗吸收塔上方塔壁煙氣短路，促進煙氣流向中心位置，避免影響脫硫除塵效果;其次，在吸收塔周圍設置實心錐形噴嘴，避免吸收塔上方煙氣沿塔壁暴露，有效避免吸收塔上方塔壁的損壞，提高漿液的有效利用率。

2.7進口位置噴出霧氣方法

當煙塵顆粒直徑大小存在差異的時候，依據尋常脫硫塔實行煙塵清潔作用存在不同，一般狀況下，待煙塵顆粒直徑大小在1μm以下的時候，清除煙塵效率低于40%;待煙塵顆粒直徑大小在3～5μm的時候，清除煙塵效率處于90%之上;待煙塵顆粒直徑大小在5μm以上的時候，清除煙塵效率保持100%。對于鍋爐實施超凈排放升級時，在吸收進口煙道位置增加設置噴出霧氣設施，依據噴出霧氣而引發煙塵下凝，進而提升煙塵顆粒直徑大小，增加脫硫噴淋層對于煙塵的清除效果。而且，采取規格適當的噴霧嘴，對于霧滴顆粒直徑、噴出霧氣噴嘴流量予以限制，促使煙塵下凝，改善煙塵清除效率。

結論

綜上所述，為滿足環保節能的要求，對燃煤電廠鍋爐進行超清潔排放技術改造是必然選擇。依托“單塔雙區”設置，結合全循環控制和高效多孔分布器技術、高效除霧技術、防煙短路技術和入口通道噴淋技術，裝置效率得到顯著提高。整個機組在運行中較好地滿足了環保節能要求。

參考文獻

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